CN109359645A - Agv编码标志、检测方法及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AGV编码标志、检测方法及计算机可读存储介质，其中，AGV编码标志包括设置在AGV小车背部的标志图案，标志图案包括两个图案本体，各个图案本体均包括标志首、编码区和标志尾；标志首的一端与编码区的一端连接，编码区的另一端与标志尾的一端连接；编码区包括多个编码单元，每个编码单元包括一个黑格以及多个白格；每个编码单元通过黑格所在的位置代表对应的编码值，各个编码单元对应的编码值依次联合起来形成标志图案的图案编码。本发明采用黑白图案设计，对比强烈，不易受光照影响，每个图案本体的结构简单，易于检测，在使用较为廉价的相机或对焦不准的情况下，检测时通过直方图中的投影对应的波谷位置不变，因而抗干扰能力强。

Description

AGV编码标志、检测方法及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及AGV小车技术领域，尤其涉及AGV编码标志、检测方法及计算机可读存储介质。

背景技术

AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，它能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，AGV通常也称为AGV小车，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。一般可通过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道来设立其行进路线，电磁轨道黏贴於地板上，无人搬运车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。

AGV小车具有几个优点：1)自动化程度高，由计算机、电控设备、磁气感应激光反射板等控制；2)充电自动化，当AGV小车的电量即将耗尽时，它会向系统发出请求指令，请求充电，在系统允许后自动到充电的地方排队充电，并且，AGV小车的电池寿命很长，通常在两年以上，并且没充电15分钟可工作4小时左右；3)美观且方便，减少占地面积，生产车间的AGV小车可以在各个车间穿梭往复。

在现有技术的基于视觉的AGV小车识别方案中，部分方案使用颜色进行识别，该类型的方案易受环境光影响，对摄像头成像质量要求较高，且随着需识别小车数量的增加，标识使用的颜色越来越多，致使在颜色识别难度大，准确率降低。部分方案使用基于机器学习的方法识别小车上的标记，例如识别小车上的数字编号，这对识别算法带来了一定难度，在环境与训练样本变化较大的场合，难以保证较高的识别准确率。部分方案通过特殊的二维编码来识别小车，一般来说，这种方案对摄像头成像质量要求较高，在采用一般廉价摄像头情况下，实际大小相同的黑白区域，在成像时会出现黑色区域比白色区域小的情况，容易导致漏检或解码错误。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种AGV编码标志、装置及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中AGV编码标志的检测不方便的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种AGV编码标志，所述AGV编码标志包括设置在AGV小车背部的标志图案，所述标志图案包括两个图案本体，各个所述图案本体包括标志首、编码区和标志尾；所述标志首的一端与编码区的一端连接，所述编码区的另一端与所述标志尾的一端连接；

所述编码区包括多个编码单元，每个编码单元包括一个黑格以及多个白格；每个编码单元通过黑格所在的位置代表对应的编码值，各个编码单元对应的编码值依次联合起来形成所述标志图案的图案编码。

优选地，所述标志首的形状为L型，所述L型的长边与编码区的一端连接；且两个L型的标志首镜像分布。

优选地，所述L型的长边及短边均包括多个黑格，且所述长边的黑格数量为短边的黑格数量的两倍。

优选地，所述标志尾包括多个黑格；所述标志尾的黑格数量大于L型的短边的黑格数量，且小于L型的长边的黑格数量。

优选地，所述L型的长边与编码单元之间、编码单元与标志尾之间均由白格隔开。

优选地，每相邻两个编码单元之间均设有间隔单元，所述间隔单元通过一个白格与相邻的编码单元连接。

优选地，两个图案本体分别为第一图案本体和第二图案本体，所述各个编码单元对应的编码值依次联合起来形成所述标志图案的图案编码具体包括：

第一图案本体中的编码单元对应的编码值由第一图案本体中的标志首至标志尾的方向依次联合得到第一编号，第二图案本体中的编码单元对应的编码值由第二图案本体中的标志首至标志尾的方向依次联合得到第二编号，所述第一编号和第二编号顺次联合得到所述图案编码。

本发明还提供一种AGV编码标志的检测方法，应用于AGV小车，所述AGV小车包括如上述所述的AGV编码标志，所述AGV编码标志的检测方法包括以下步骤：

通过连通域分析，得到所述AGV小车所在平面的首尾黑块连通域；

通过对所述首尾黑块连通域进行几何特性分析过滤得到过滤连通域；

通过首尾标识间相互的距离约束对所述过滤连通域进行配对组合，得到第一候选标志；

基于所述第一候选标志中标志首的L型标记的方向，对所述第一候选标志进行过滤，得到第二候选标志；

通过对所述标志首尾连通域中最小外接矩形的主方向的约束，对所述第二候选标志进行过滤，得到第三候选标志；

截取所述第三候选标志首尾之间的编码区域，对所述编码区域计算横向投影直方图，通过对直方图中波谷的定位确定编码。

优选地，所述通过对所述标志首尾连通域中最小外接矩形的主方向的约束，对所述第二候选标志进行过滤，得到第三候选标志的步骤与所述截取所述第三候选标志首尾之间的编码区域，对所述编码区域计算横向投影直方图，通过对直方图中波谷的定位确定编码的步骤之间，所述AGV编码标志的检测方法还包括：

定位到所述标志首尾后，将所述标志首尾的方向变换为水平方向。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有AGV编码标志的检测程序，所述AGV编码标志的检测程序被处理器执行时实现如上所述的AGV编码标志的检测方法的步骤。

本发明中，AGV编码标志包括设置在AGV小车背部的标志图案，标志图案包括两个图案本体，且各个图案本体包括标志首、编码区和标志尾，图案本体采用黑白设计，对比强烈，不易受光照影响，并且，每个图案本体的结构简单，易于检测，能够准确检测出AGV小车，检测方法简单。通过本发明，通过标志首、编码区和标志尾的结构设计，使得标志图案占空间区域较小，成本低廉，并且，采用黑白设计，对比强烈，对图案质量要求不高，在使用较为廉价的相机或对焦不准的情况下，虽然黑色区域变小，但检测时通过直方图中的投影对应的波谷位置不变，因而抗干扰能力强。

附图说明

图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的AGV编码标志的检测装置结构示意图；

图2为本发明AGV编码标志第一实施例的立体图；

图3为本发明AGV编码标志第一实施例的俯视图；

图4为本发明AGV编码标志的检测方法第一实施例的流程示意图；

图5为本发明步骤S10得到的首尾黑块连通域示意图；

图6为本发明步骤20得到的过滤连通域示意图；

图7为本发明步骤30得到的第一候选标志示意图；

图8为本发明步骤40得到的第二候选标志示意图；

图9为本发明步骤50得到的第三候选标志示意图；

图10为本发明步骤60得到的编码的解码示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	标志首	20	编码区
30	标志尾	40	间隔单元
				50	AGV小车

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的AGV编码标志的检测装置结构示意图。

本发明实施例AGV编码标志的检测装置可以是PC，也可以是智能手机、平板电脑、便携计算机等具有一定数据处理能力的终端设备。

如图1所示，该AGV编码标志的检测装置可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的AGV编码标志的检测装置结构并不构成对AGV编码标志的检测装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及AGV编码标志的检测程序。

在图1所示的AGV编码标志的检测装置中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的AGV编码标志的检测程序，并执行以下操作：

通过连通域分析，得到所述AGV小车所在平面的首尾黑块连通域；

通过对所述首尾黑块连通域进行几何特性分析过滤得到过滤连通域；

通过首尾标识间相互的距离约束对所述过滤连通域进行配对组合，得到第一候选标志；

基于所述第一候选标志中标志首的L型标记的方向，对所述第一候选标志进行过滤，得到第二候选标志；

通过对所述标志首尾连通域中最小外接矩形的主方向的约束，对所述第二候选标志进行过滤，得到第三候选标志；

截取所述第三候选标志首尾之间的编码区域后，对所述编码区域计算横向投影直方图，通过对直方图中波谷的定位确定编码。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的AGV编码标志的检测程序，还执行以下操作：

定位到所述标志首尾后，将所述标志首尾的方向变换为水平方向。

参照图2，图2为本发明AGV编码标志第一实施例的立体图。

在第一实施例中，AGV编码标志包括设置在AGV小车50背部的标志图案，标志图案包括两个图案本体，各个图案本体包括标志首10、编码区20和标志尾30；标志首10的一端与编码区20的一端连接，编码区20的另一端与标志尾30的一端连接；

编码区20包括多个编码单元，每个编码单元包括一个黑格以及多个白格；每个编码单元通过黑格所在的位置代表对应的编码值，各个编码单元对应的编码值依次联合起来形成标志图案的图案编码。

本实施例中，两个图案本体分别粘贴在AGV小车50背部上的两侧，两个图案本体的结构一致，标志首10为L型的黑格组成，标志尾30由黑格组成，编码区20可以设置多个编码单元，每个编码单元均由黑格和白格组成，通过设定标志首10、编码区20及标志尾30形成的仅黑白形式的标志图案，对比强烈，当摄像机拍摄时，即时不聚焦，在检测时也能判定黑色区域，抗干扰能力强。

本发明中，AGV编码标志包括设置在AGV小车50背部的标志图案，标志图案包括两个图案本体，且每个图案本体均包括标志首10、编码区20和标志尾30，图案本体采用黑白设计，对比强烈，不易受光照影响，并且，每个图案本体的结构简单，易于检测，能够准确检测出AGV小车50，检测方法简单。通过本发明，通过标志首10、编码区20和标志尾30的结构设计，使得标志图案占空间区域较小，成本低廉，并且，采用黑白设计，对比强烈，对图案质量要求不高，在使用较为廉价的相机或对焦不准的情况下，虽然黑色区域变小，但检测时通过直方图中的投影对应的波谷位置不变，因而抗干扰能力强。

进一步地，标志首10的形状为L型，L型的长边与编码区20的一端连接，且两个L型的标志首镜像分布。L型的标志首10便于与标志尾30区分，且便于检测时进行连通域分析。两个L型的标志首10以两个图案本体相连的中心线为轴镜像分布，使得两个L型的标志首10形成一个类似括号的形状，便于检测时进行连通域分析及过滤。

进一步地，L型的长边及短边均包括多个黑格，且长边的黑格数量为短边的黑格数量的两倍。标志首10设计为L型，长边黑格的数量为短边黑格数量的两倍，便于区分长边和短边，且长边与编码区20相连。

进一步地，标志尾30包括多个黑格；标志尾30的黑格数量大于L型的短边的黑格数量，且小于L型的长边的黑格数量。黑格数量的区分有利于区分标志首10的长边、短边及标志尾30。

进一步地，L型的长边与编码单元之间、编码单元与标志尾30之间均由白格隔开。为了各个区域的划分，采用一个白格隔开，避免混乱，当然，也可以是其它设定数量的白格。

进一步地，每相邻两个编码单元之间均设有间隔单元40，间隔单元40通过一个白格与相邻的编码单元连接。间隔单元40用于将两个相邻的编码单元分割开来。

进一步地，两个图案本体分别为第一图案本体和第二图案本体，各个编码单元对应的编码值依次联合起来形成标志图案的图案编码具体包括：

第一图案本体中的编码单元对应的编码值由第一图案本体中的标志首至标志尾的方向依次联合得到第一编号，第二图案本体中的编码单元对应的编码值由第二图案本体中的标志首至标志尾的方向依次联合得到第二编号，第一编号和第二编号顺次联合得到图案编码。

本案中，标志首10的长边设定为四个黑格，标志首10的短标设定为两个黑格，标志尾30设定为三个黑格，间隔单元40为一个黑格；每个编码单元由四个格子组成，四个格子中仅有一个黑格，其余三个为白格，以一个黑格的宽度作为单位长度，一个长度为4单位长度的编码单元可以表示4个编码，从标志首10至标志尾30方向分别为0、1、2、3，将两个图案本体的编码单元编码依次联合起来表示整个图案的编码，如图3所示，假设上方的图案本体设定为第一图案本体，下方的图案本体设定为第二本体，第一图案本体编码后得到第一编号12，第二图案本体编码后得到第二编号21，第一编号和第二编号顺次联合起来得到的编号即该标志图案的图案编码为1221，假设图案本体中有N个单位长度为4的编码区20，则可以表示4^N个不同编码，当然，编码单元的格子数量可以根据实际需求增加或减少，编码单元的数量也可以根据实际需求增加或减少，也可以根据需要采用不同的配色方案。

参照图4，图4为本发明一种AGV编码标志的检测方法第一实施例的流程示意图。

在第一实施例中，AGV编码标志的检测方法包括以下步骤：

S10，通过连通域分析，得到所述AGV小车所在平面的首尾黑块连通域。

通过连通域分析，得到AGV小车所在平面的首尾黑块连通域，一般来说，AGV小车所在的平面有很多各种形状的黑块或白块，或者是其它色块，通过连通域分析，将AGV小车所在的平面所有形状的黑块找出来，即得到首尾黑块连通域，得到如图5所示的结构示意图。

S20，通过对所述首尾黑块连通域进行几何特性分析过滤得到过滤连通域。

通过对首尾黑块连通域进行几何特性分析，过滤得到过滤连通域，通过几何特性分析，其实是把所有的矩形黑块和L型黑块找出来，过滤后，仅剩下矩形黑块和L型黑块，把如圆形黑块、三角形黑块等黑块都剔除掉，得到的过滤连通域如图6所示。

S30，通过首尾标识间相互的距离约束对所述过滤连通域进行配对组合，得到第一候选标志。

通过首尾标识间相互的距离约束对所述过滤连通域进行配对组合，得到第一候选标志，我们对过滤连通域进行预设距离，若两个黑块之间的距离满足预设距离的预设范围，则将两个黑块配对；若两个黑块之间的距离不在预设距离的预设范围，则不配对，最终得到一个四个黑块组合而成的候选标志，如图7所示。

S40，基于所述第一候选标志中标志首的L型标记的方向，对所述第一候选标志进行过滤，得到第二候选标志。

基于所述第一候选标志中标志首的L型标记的方向，对所述第一候选标志进行过滤，得到第二候选标志，两个L型的标志首标记的方向相当于一个括号，若能括起来，则保留，得到的标志首尾连通域如图8所示。

S50，通过对所述标志首尾连通域中最小外接矩形的主方向的约束，对所述第二候选标志进行过滤，得到第三候选标志。

通过对所述标志首尾连通域中最小外接矩形的主方向的约束，对所述第二候选标志进行过滤，得到第三候选标志。实际是最小外接矩形的主方向相近的约束，筛选出的标志首尾如图9所示。

S60，截取所述第三候选标志首尾之间的编码区域，对所述编码区域计算横向投影直方图，通过对直方图中波谷的定位确定编码。

在截取所述第三候选标志首尾之间的编码区域后，对所述编码区域计算横向投影直方图，通过对直方图中波谷的定位确定编码，如图10所示，得到的编号为21。

本发明中，AGV编码标志包括设置在AGV小车背部的标志图案，标志图案包括两个图案本体，且每个图案本体均包括标志首、编码区和标志尾，图案本体采用黑白设计，对比强烈，不易受光照影响，并且，每个图案本体的结构简单，易于检测，能够准确检测出AGV小车，检测方法简单。通过本发明，通过标志首、编码区和标志尾的结构设计，使得标志图案占空间区域较小，成本低廉，并且，采用黑白设计，对比强烈，对图案质量要求不高，在使用较为廉价的相机或对焦不准的情况下，虽然黑色区域变小，但检测时通过直方图中的投影对应的波谷位置不变，因而抗干扰能力强。

优选地，步骤S50和步骤S60之间还包括：

定位到所述标志首尾后，将所述标志首尾的方向变换为水平方向。

由于通常检测的AGV小车时的视角类似于倾斜放置，因此AGV编码标志相当于倾斜放置，因此，需要将定位到的标志首尾的方向转换为水平方向，利于编码区域的准确截取，计算投影直方图，保证计算的准确性。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有AGV编码标志的检测程序，所述AGV编码标志的检测程序被处理器执行时实现如上所述的AGV编码标志的步骤。

本发明计算机可读存储介质的具体实施例与上述AGV编码标志的各个实施例基本相同，在此不做赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种AGV编码标志，其特征在于，所述AGV编码标志包括设置在AGV小车背部的标志图案，所述标志图案包括两个图案本体，各个所述图案本体包括标志首、编码区和标志尾；所述标志首的一端与编码区的一端连接，所述编码区的另一端与所述标志尾的一端连接；

所述编码区包括多个编码单元，每个编码单元包括一个黑格以及多个白格；每个编码单元通过黑格所在的位置代表对应的编码值，各个编码单元对应的编码值依次联合起来形成所述标志图案的图案编码。

2.如权利要求1所述的AGV编码标志，其特征在于，所述标志首的形状为L型，所述L型的长边与编码区的一端连接，且两个L型的标志首镜像分布。

3.如权利要求2所述的AGV编码标志，其特征在于，所述L型的长边及短边均包括多个黑格，且所述长边的黑格数量为短边的黑格数量的两倍。

4.如权利要求3所述的AGV编码标志，其特征在于，所述标志尾包括多个黑格；所述标志尾的黑格数量大于L型的短边的黑格数量，且小于L型的长边的黑格数量。

5.如权利要求1所述的AGV编码标志，其特征在于，所述L型的长边与编码单元之间、编码单元与标志尾之间均由白格隔开。

6.如权利要求1所述的AGV编码标志，其特征在于，每相邻两个编码单元之间均设有间隔单元，所述间隔单元通过一个白格与相邻的编码单元连接。

7.如权利要求1至6中任一项所述的AGV编码标志，其特征在于，两个图案本体分别为第一图案本体和第二图案本体，所述各个编码单元对应的编码值依次联合起来形成所述标志图案的图案编码具体包括：

第一图案本体中的编码单元对应的编码值由第一图案本体中的标志首至标志尾的方向依次联合得到第一编号，第二图案本体中的编码单元对应的编码值由第二图案本体中的标志首至标志尾的方向依次联合得到第二编号，所述第一编号和第二编号顺次联合得到所述图案编码。

8.一种AGV编码标志的检测方法，应用于AGV小车，其特征在于，所述AGV小车包括如权利要求1-7所述的AGV编码标志，所述AGV编码标志的检测方法包括以下步骤：

通过连通域分析，得到所述AGV小车所在平面的首尾黑块连通域；

通过对所述首尾黑块连通域进行几何特性分析过滤得到过滤连通域；

通过首尾标识间相互的距离约束对所述过滤连通域进行配对组合，得到第一候选标志；

基于所述第一候选标志中标志首的L型标记的方向，对所述第一候选标志进行过滤，得到第二候选标志；

通过对所述标志首尾连通域中最小外接矩形的主方向的约束，对所述第二候选标志进行过滤，得到第三候选标志；

截取所述第三候选标志首尾之间的编码区域，对所述编码区域计算横向投影直方图，通过对直方图中波谷的定位确定编码。

9.如权利要求8所述的AGV编码标志的检测方法，其特征在于，所述通过对所述标志首尾连通域中最小外接矩形的主方向的约束，对所述第二候选标志进行过滤，得到第三候选标志的步骤与所述截取所述第三候选标志首尾之间的编码区域，对所述编码区域计算横向投影直方图，通过对直方图中波谷的定位确定编码的步骤之间，所述AGV编码标志的检测方法还包括：

定位到所述标志首尾后，将所述标志首尾的方向变换为水平方向。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有AGV编码标志的检测程序，所述AGV编码标志的检测程序被处理器执行时实现如权利要求8至9中任一项所述的AGV编码标志的检测方法的步骤。