CN107908190A - 基于刚体变换的视觉导引方法及视觉导引车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于刚体变换的视觉导引方法，在视觉导引车的应用场所内铺设二维码标签，二维码标签含有坐标、工位信息；工控机连接驱动模块、视觉系统，在终控机内设置视觉导引车的运动轨迹，终控机将信息发送给工控机，工控机控制驱动模块驱动视觉导引车移动；视觉导引车的视觉系统采集二维码标签图像，获取二维码标签偏移角度及二维码标签中的坐标、工位信息，视觉导引车运动方向角度即为二维码标签的偏移角度的取负；终控机得到视觉导引车的位置偏移量和航向偏移量，控制视觉导引车按规划运动轨迹移动。本发明的视觉导引方法基于图像的刚性变换原理，结合二维码识别技术，具有时效性、工作效率、灵敏度高，定位准确的特点。
Description
技术领域
本发明涉及车辆导引领域，尤其涉及一种基于刚体变换的视觉导引方法及视觉导引车。
背景技术
随着科技的发展，车辆的自动导引技术被广泛的应用，车辆能够按照规划好的路线自动运行，不需要人工操作，因而能大大提高工作效率，节约人工成本。
目前的自动导引方式主要是光学导引、电磁导引等方法。然而这些方法都有其局限性，随着技术的发展，也出现了一些新的导向技术，如视觉导引技术，此方法能有效降低导引难度，使车辆便于控制，但控制精度比较低，并且在长时间的工作后，容易产生积累误差，影响正常的作业。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于刚体变换的视觉导引方法及视觉导引车。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种基于刚体变换的视觉导引方法，包括以下步骤：
步骤一、在视觉导引车的应用场所内铺设间隔2m的二维码标签，二维码标签含有坐标、工位信息；在应用场所设置一终控机，终控机中设置一与所述二维码标签具有点对应关系的空间坐标系；
步骤二、终控机通过无线通信模块与视觉导引车的工控机建立无线桥接，工控机连接驱动模块、视觉系统，在终控机内设置视觉导引车的运动轨迹，终控机将信息发送给工控机，工控机控制驱动模块驱动视觉导引车移动；
步骤三、视觉导引车的视觉系统采集二维码标签图像，经图像处理，同时获取二维码标签偏移角度及二维码标签中的坐标、工位信息，视觉导引车运动方向角度即为二维码标签的偏移角度的取负；
步骤四、根据前后相邻二维码标签的信息对比，计算出视觉导引车运行速度；
步骤五、终控机根据视觉导引车实际位置和运动状态，得到视觉导引车的位置偏移量和航向偏移量，向工控机发出位置校正信息，工控机控制驱动模块完成位置校正，控制视觉导引车按规划运动轨迹移动。
一种基于刚体变换的视觉导引方法的视觉导引车，包括视觉导引车车体，车体上安装有工控机，工控机通过驱动模块控制车体运动，车体上还安装有视觉系统，视觉系统包括视觉传感器、高速图像采集系统、图像处理系统；还包括铺设在应用场所的间隔2m的二维码标签，二维码标签含有坐标、工位信息；还包括一设置在视觉导引车应用场所内的终控机、无线通信模块，终控机内规划车体运动轨迹，并向工控机发送车体运动指令；所述无线通信模块建立终控机与工控机无线桥接，视觉系统采集视觉导引车运行角度、速度并通过无线通信模块实时反馈至终控机。
本发明的有益效果是：
本发明的视觉导引方法基于图像的刚性变换处理原理，结合二维码识别技术，具有时效性、工作效率、灵敏度高，定位准确的特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明二维码图像处理示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1、2所示，一种基于刚体变换的视觉导引方法，包括以下步骤：
步骤一、在视觉导引车5的应用场所1内铺设间隔2m的二维码标签2，二维码标签2含有坐标、工位信息；在应用场所1设置一终控机3，终控机3中设置一与所述二维码标签2具有点对应关系的空间坐标系；
步骤二、终控机3通过无线通信模块4与视觉导引车5的工控机6建立无线桥接，工控机6连接驱动模块7、视觉系统8，在终控机3内设置视觉导引车5的运动轨迹，终控机3将信息发送给工控机6，工控机6控制驱动模块8驱动视觉导引车5移动；
步骤三、视觉导引车5的视觉系统8采集二维码标签2图像，经图像处理，同时获取二维码标签2偏移角度及二维码标签2中的坐标、工位信息，视觉导引车5运动方向角度即为二维码标签2的偏移角度的取负；
步骤四、根据前后相邻二维码标签2的信息对比，计算出视觉导引车5运行速度；
步骤五、终控机3根据视觉导引车5实际位置和运动状态，得到视觉导引车5的位置偏移量和航向偏移量，向工控机6发出位置校正信息，工控机6控制驱动模块7完成位置校正，控制视觉导引车5按规划运动轨迹移动。
刚体变换也可以理解为保持长度、角度、面积等不变的仿射变换，根据刚体变换原理，把车辆和车载摄像机看做是位置、角度保持固定的整体，如图2所示，摄像机采集到的图像的偏转角度θ即为车辆的运行角度的取负，再融合二维码中含有的位置信息，坐标信息，计算出自动导引车的速度和位置，从而控制车辆运行。
本发明一种基于刚体变换的视觉导引方法的视觉导引车，包括视觉导引车车体9，车体9上安装有工控机6，工控机6通过驱动模块7控制车体9运动，车体9上还安装有视觉系统8，视觉系统8包括视觉传感器10、高速图像采集系统11、图像处理系统（图中未画出）；还包括铺设在应用场所1的间隔2m的二维码标签2，二维码标签2含有坐标、工位信息；还包括一设置在视觉导引车5应用场所1内的终控机3、无线通信模块4，终控机3内规划车体9运动轨迹，并向工控机6发送车体9运动指令；所述无线通信模块4建立终控机3与工控机6无线桥接，视觉系统8采集视觉导引车5运行角度、速度并通过无线通信模块4实时反馈至终控机3。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (2)
1.一种基于刚体变换的视觉导引方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、在视觉导引车的应用场所内铺设间隔2m的二维码标签，二维码标签含有坐标、工位信息；在应用场所设置一终控机，终控机中设置一与所述二维码标签具有点对应关系的空间坐标系；
步骤二、终控机通过无线通信模块与视觉导引车的工控机建立无线桥接，工控机连接驱动模块、视觉系统，在终控机内设置视觉导引车的运动轨迹，终控机将信息发送给工控机，工控机控制驱动模块驱动视觉导引车移动；
步骤三、视觉导引车的视觉系统采集二维码标签图像，经图像处理，同时获取二维码标签偏移角度及二维码标签中的坐标、工位信息，视觉导引车运动方向角度即为二维码标签的偏移角度的取负；
步骤四、根据前后相邻二维码标签的信息对比，计算出视觉导引车运行速度；
步骤五、终控机根据视觉导引车实际位置和运动状态，得到视觉导引车的位置偏移量和航向偏移量，向工控机发出位置校正信息，工控机控制驱动模块完成位置校正，控制视觉导引车按规划运动轨迹移动。
2.一种基于刚体变换的视觉导引方法的视觉导引车，其特征在于，包括视觉导引车车体，车体上安装有工控机，工控机通过驱动模块控制车体运动，车体上还安装有视觉系统，视觉系统包括视觉传感器、高速图像采集系统、图像处理系统；还包括铺设在应用场所的间隔2m的二维码标签，二维码标签含有坐标、工位信息；还包括一设置在视觉导引车应用场所内的终控机、无线通信模块，终控机内规划车体运动轨迹，并向工控机发送车体运动指令；所述无线通信模块建立终控机与工控机无线桥接，视觉系统采集视觉导引车运行角度、速度并通过无线通信模块实时反馈至终控机。
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