[發明專利]一種四足機器人定位方法與系統

在審

• 申請號: 202110915186.3
• 申請日: 2021-08-10
• 公開（公告）號: CN113781550A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 周永強;孔凡寧;劉輝;佟智勇;喬輝;郭猛;苗俊杰;趙軍愉;霍紅;聶晶;盧國華
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力有限公司保定供電分公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/80;G01C21/20
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務所(普通合伙) 11574
• 代理人: 樊喜鋒

1.一種四足機器人定位方法，其特征在于，包括：

對場地環境進行建圖得到已建地圖；

獲取安防相機在場地環境拍攝的安防相機地面區域；

根據所述已建地圖對安防相機地面區域與地面實際區域變換關系進行標定得到四足機器人在所述已建地圖中的實際坐標；

獲取所述四足機器人運行過程中的位置信息；

根據所述位置信息和所述實際坐標完成所述四足機器人的定位。

2.根據權利要求1所述的一種四足機器人定位方法，其特征在于，所述根據所述已建地圖對安防相機地面區域與地面實際區域變換關系進行標定得到四足機器人在所述已建地圖中的實際坐標，包括：

通過張正友棋盤格方法對所述安防相機進行標定得到標定參數；

在所述地面實際區域選定四個點形成一個矩形；

獲取所述矩形在所述安防相機成像時得到的畸變的圖像，記為梯形X；

根據所述標定參數得到單應變換矩陣H；

采用公式X'＝H·X，將所述梯形X轉換為標準矩形X'；

獲取所述地面實際區域與已建地圖之間的旋轉矩陣和平移向量；

根據所述旋轉矩陣和所述平移向量得到四足機器人在所述已建地圖中的實際坐標。

3.根據權利要求2所述的一種四足機器人定位方法，其特征在于，所述根據所述旋轉矩陣和所述平移向量得到四足機器人在所述已建地圖中的實際坐標，包括：

根據所述旋轉矩陣和所述平移向量得到所述地面實際區域與所述已建地圖的轉換關系；

根據所述單應變換矩陣得到四足機器人在圖像中的圖像坐標與地面區域的對應關系；

根據所述轉換關系和所述對應關系得到四足機器人在已建地圖中的實際坐標。

4.根據權利要求3所述的一種四足機器人定位方法，其特征在于，所述根據所述轉換關系和所述對應關系得到四足機器人在已建地圖中的實際坐標，包括：

采用公式：

p＝R^-1[f^-1(HX)-t]

得到四足機器人在已建地圖中的實際坐標；其中，R表示旋轉矩陣，t表示平移向量，f^-1(HX)表示對應關系。

5.一種四足機器人定位系統，其特征在于，包括：

地圖構建模塊，用于對場地環境進行建圖得到已建地圖；

拍攝模塊，用于獲取安防相機在場地環境拍攝的安防相機地面區域；

標定模塊，用于根據所述已建地圖對安防相機地面區域與地面實際區域變換關系進行標定得到四足機器人在所述已建地圖中的實際坐標；

位置獲取模塊，用于獲取所述四足機器人運行過程中的位置信息；

定位模塊，用于根據所述位置信息和所述實際坐標完成所述四足機器人的定位。

6.根據權利要求5所述的一種四足機器人定位系統，其特征在于，所述標定模塊，包括：

標定參數獲取單元，用于通過張正友棋盤格方法對所述安防相機進行標定得到標定參數；

矩形規劃單元，用于在所述地面實際區域選定四個點形成一個矩形；

畸變圖像獲取單元，用于獲取所述矩形在所述安防相機成像時得到的畸變的圖像，記為梯形X；

單應變換矩陣計算單元，用于根據所述標定參數得到單應變換矩陣H；

標準矩形轉換單元，用于采用公式X'＝H·X，將所述梯形X轉換為標準矩形X'；

旋轉矩陣和平移向量獲取單元，用于獲取所述地面實際區域與已建地圖之間的旋轉矩陣和平移向量；

實際坐標計算單元，用于根據所述旋轉矩陣和所述平移向量得到四足機器人在所述已建地圖中的實際坐標。

7.根據權利要求6所述的一種四足機器人定位系統，其特征在于，所述實際坐標計算單元，包括：

轉換關系確定子單元，用于根據所述旋轉矩陣和所述平移向量得到所述地面實際區域與所述已建地圖的轉換關系；

對應關系確定子單元，用于根據所述單應變換矩陣得到四足機器人在圖像中的圖像坐標與地面區域的對應關系；

實際坐標確定子單元，用于根據所述轉換關系和所述對應關系得到四足機器人在已建地圖中的實際坐標。