[發明專利]一種基于多目視覺的智能小車軌跡預測方法

有效

• 申請號: 202110270322.8
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112884832B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 耿雪純;蔡騁
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/80
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 王一琦

本發明公開了一種基于多目視覺的智能小車軌跡預測方法，解決了現有室內智能小車實時定位不穩定、易存在信號斷連、存在使用局限性、工作效率低且成本高的弊端，其技術方案要點是將智能小車上貼視覺標簽，在空間中放置多個攝像頭對視覺標簽系統進行二維坐標的定位，再通過坐標系的轉化，進而確定智能小車的三維位姿信息，本發明的一種基于多目視覺的智能小車軌跡預測方法，基于機器視覺，能穩定進行室內實時定位，穩定性高。

技術領域

本發明涉及室內定位技術，特別涉及一種基于多目視覺的智能小車軌跡預測方法。

背景技術

現有技術中，對于室外智能小車是基于全球定位導航技術(GPS)來實現實時的定位和軌跡預測，可是在一些GPS信號較弱或者GPS根本覆蓋不到的區域則無法對智能小車進行精準的定位，例如，室內智能小車定位，目前智能小車定位技術是依靠傳感器對外部信號進行處理，從而獲得實時的位姿信息。但由于傳感器會受到外部影響較大，當信號受到干擾的時候則無法準確實現定位，例如在一些GPS無法覆蓋的地方可使用WiFi定位、藍牙定位、射頻識別定位等。這些方法存在著不穩定的缺點，當室內智能小車在距離接受源較遠的地方工作時，可能會發生信號斷聯的情況。因此，現有的技術成本過高，具有一定的局限性，工作效率低。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于多目視覺的智能小車軌跡預測方法，能基于機器視覺實時定位，成本低、穩定性高。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種基于多目視覺的智能小車軌跡預測方法，包括有以下步驟：

S1、固定安裝若干攝像機，并拍攝設定張數棋盤格的不同位姿圖片，通過張正友標定法對攝像機進行標定，得到攝像機的內參及畸變參數；

S2、將視覺標簽粘貼于智能小車上，攝像機實時進行拍攝通過定位視覺標簽的位姿得到智能小車實時的二維坐標；

S3、根據PnP算法確立世界坐標原點，定義多個點的世界空間坐標和二維坐標的對應關系，并求得此時攝像機的外參；

S4、將視覺標簽輸出的二維坐標位姿進行坐標系的變換，將二維坐標轉化為三維空間坐標；

S5、通過多目立體視覺模型構建位姿測量模型，引入最小二乘法求得三維空間位姿，結合三角形重心法優化求得智能小車機械臂空間位姿；

S6、通過三維空間坐標得到智能小車的位姿信息，對小車運動軌跡進行軌跡繪制并進行誤差分析。

作為優選，視覺標簽的信息包括有四個角點像素、中心點像素、單應性矩陣、每個標簽對應ID。

作為優選，所述視覺標簽采用AprilTag視覺系統。

作為優選，三維空間坐標的轉化具體為

通過三個攝像機擺放位置的不同，在同一時間同一場景下對智能小車上的視覺標簽進行圖片獲取；

通過PnP算法在給定世界上N個3D點坐標以及圖像上的二維坐標情況下，求解相機外參；

根據相機內參、外參將一系列二維坐標轉化為三維坐標。

作為優選，三個攝像機在空間內安裝呈不同位置、不同角度設置。

綜上所述，本發明具有以下有益效果：

通過多目機器視覺、視覺標簽技術對智能小車進行位姿定位，實現無傳感器智能小車的室內實時定位，提高了現有的智能小車定位技術；通過多目視覺來計算三維位姿不僅可解決了單目相機深度計算問題，對于雙目相機來說有著更高的精度，能實現更精準的室內智能小車定位，實現智能小車多角度，大范圍的實時定位需求。

附圖說明

圖1為本方法的流程示意框圖；