[發(fā)明專利]一種基于單個二維碼的距離測定系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210140364.4
• 申請日: 2022-02-16
• 公開（公告）號: CN114549626A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李星穎;樂健坤;沈拓
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/66;G06F17/12
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

1.一種基于單個二維碼的距離測定系統(tǒng)，其特征在于，包括安裝于可移動無人小車的工業(yè)攝像機，所述工業(yè)攝像機連接有圖像掃描器，所述圖像掃描器連接有轉(zhuǎn)換模塊，所述轉(zhuǎn)換模塊連接至處理模塊，所述工業(yè)攝像機用于拍攝包含待測距二維碼的視頻畫面；

所述圖像掃描器用于從視頻畫面中抓取出一幅圖像；

所述轉(zhuǎn)換模塊用于將圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖；

所述處理模塊用于從灰度圖中遍歷搜索所有的二維碼，之后識別出待測距的二維碼，并進(jìn)行相機與該二維碼之間相對距離的測定。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單個二維碼的距離測定系統(tǒng)，其特征在于，所述工業(yè)攝像機安裝在可移動無人小車的頂部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于單個二維碼的距離測定系統(tǒng)，其特征在于，所述工業(yè)攝像機位于可移動無人小車的車體中線位置，所述工業(yè)攝像機的拍攝方向平行于地面。

4.一種基于單個二維碼的距離測定方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、可移動無人小車移動至設(shè)定位置，由工業(yè)攝像機進(jìn)行視頻畫面拍攝；

S2、圖像掃描器從視頻畫面中抓取出一幅符合設(shè)定質(zhì)量要求的圖像，并將該幅圖像傳輸給轉(zhuǎn)換模塊；

S3、轉(zhuǎn)換模塊將圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖，并將該灰度圖傳輸給處理模塊；

S4、處理模塊識別該灰度圖，并遍歷所有二維碼，從中搜索出待測距二維碼，之后進(jìn)行相機與待測距二維碼之間相對距離的測定。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于單個二維碼的距離測定方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括以下步驟：

S21、根據(jù)預(yù)先設(shè)定的掃描頻率，圖像掃描器從視頻畫面中抓取一幅圖像；

S22、判斷抓取的圖像是否符合設(shè)定的質(zhì)量要求，若判斷為是，則執(zhí)行步驟S23，否則返回步驟S21；

S23、將抓取的圖像傳輸給轉(zhuǎn)換模塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于單個二維碼的距離測定方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括以下步驟：

S41、處理模塊識別該灰度圖，并遍歷找出灰度圖中所有二維碼；

S42、處理模塊依次讀取每個二維碼的內(nèi)容，并將讀取到的內(nèi)容與預(yù)先設(shè)置的待測距二維碼內(nèi)容進(jìn)行固定字段比對，以從所有二維碼中搜索出待測距二維碼；

S43、針對待測距二維碼，基于扭曲比例關(guān)系進(jìn)行相機與二維碼相對距離的測定。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于單個二維碼的距離測定方法，其特征在于，所述步驟S43具體包括以下步驟：

S431、以攝像頭的光心為原點建立空間直角坐標(biāo)系：由左至右為X軸，由下至上為Y軸，由后至前為Z軸；

根據(jù)空間幾何關(guān)系推算出實際視野高度、二維碼實際邊長、圖像上的視野高度、二維碼圖上邊長，結(jié)合已知的攝像頭上下視角，推算出二維碼中心點在Z軸上的坐標(biāo)z₀；

S432、利用空間幾何關(guān)系列出方程組，求解出二維碼中心點在圖像上的坐標(biāo)x_c以及二維碼的法向量與Z軸的夾角β；

S433、利用空間幾何關(guān)系以及已知x_c，求解出二維碼中心點與Z軸的夾角α，結(jié)合二維碼的法向量與Z軸的夾角β、二維碼中心點在Z軸上的坐標(biāo)z₀，確定出二維碼的位置信息。