CN110084080A - 二维码识别和生成的方法、装置、二维码和小车 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种二维码识别和生成的方法、装置、二维码和小车，所述二维码包括中心定位图形、旋转角度定位图形，所述识别方法包括：识别方法包括：确定中心定位图形；根据所述中心定位图形，确定所述二维码的中心位置；根据所述二维码的中心位置，确定所述旋转角度定位图形的位置；根据所述旋转角度定位图形的位置，确定所述二维码的旋转角度。本发明有利于减小二维码识别时的计算量。
Description
技术领域
本发明涉及二维码技术领域，尤其涉及一种二维码识别和生成的方法、装置、二维码和小车。
背景技术
现有的二维码识别技术，通过扫描拍摄等手法获取二维码图像，来读取二维码的编码区域所携带的编码信息。但是由于拍摄或者扫描时，获取的二维码图像通常会有角度偏移，例如可能拍摄到的二维码图像为颠倒的，编码区域也是颠倒的。基于当前角度的编码区域读取的编码信息是有误的。因此需要通过图像处理手法，确定二维码至少三个顶端上的定位块，然后再根据这些定位块确定旋转角度，并进一步通过图像处理确定二维码的编码区域的内容。现有技术较为依赖图像处理技术的识别，计算量十分大。
发明内容
本发明实施例提供一种二维码识别和生成的方法、装置、二维码和小车，以解决现有技术中的一个或多个技术问题。
第一方面，本发明实施例提供一种二维码识别方法，
所述二维码包括中心定位图形、旋转角度定位图形；所述方法包括：
确定所述中心定位图形；
根据所述中心定位图形，确定所述二维码的中心位置；
根据所述二维码的中心位置，确定所述旋转角度定位图形的位置；
根据所述旋转角度定位图形的位置，确定所述二维码的旋转角度。
在一种实施方式中，所述中心定位图形包括第一中心定位图形和第二中心定位图形，所述第一中心定位图形的中心位置和所述第二中心定位图形的中心位置均与所述二维码的中心位置重合；所述确定中心定位图形，包括：
识别所述第一中心定位图形；
根据所述第一中心定位图形，确定所述第一中心定位图形的中心位置；
以所述第一中心定位图形的中心位置为种子点进行区域生长，确定所述第二中心定位图形；
所述根据所述中心定位图形，确定所述二维码的中心位置，包括：
确定所述第二中心定位图形的中心位置，作为所述二维码的中心位置。
在一种实施方式中，所述第二中心定位图形为圆形；
所述以所述第二中心定位图形的中心位置为种子点进行区域生长，确定所述第二中心定位图形包括：
以所述第一中心定位图形的中心位置为种子点，分别沿竖直方向和水平方向进行生长，确定竖直方向的生长路径和水平方向的生长路径；
所述确定所述第二中心定位图形的中心位置，作为所述二维码的中心位置，包括：
根据所述竖直方向的生长路径的中点和水平方向的生长路径的中点，确定所述第二中心定位图形的中心位置，作为所述二维码的中心位置。
在一种实施方式中，所述第一中心定位图形为圆环；
所述识别所述第一中心定位图形，包括：
扫描所述二维码，并根据相邻像素的灰度值差值，确定所述第一中心定位图形的若干边缘点；
所述根据所述第一中心定位图形，确定所述第一中心定位图形的中心位置，包括：
根据所述第一中心定位图形的若干边缘点，选取位于所述第一中心定位图形上的两个点；
根据选取的所述位于所述第一中心定位图形上的两个点和预设的所述第一中心定位图形的圆环半径，确定所述第一中心定位图形的中心位置。
在一种实施方式中，所述根据所述二维码的中心位置，确定所述旋转角度定位图形的位置，包括：
以所述的二维码的中心位置为圆心，确定一预设半径的虚拟圆；
在所述虚拟圆上，确定当前所述旋转角度定位图形的预设边缘点；
所述根据所述旋转角度定位图形的位置，确定所述二维码的旋转角度，包括：
根据所述当前所述旋转角度定位图形的预设边缘点的位置和预知的所述旋转角度定位图形的无旋转时预设边缘点的位置，确定所述二维码的旋转角度。
在一种实施方式中，所述确定当前所述旋转角度定位图形的预设边缘点，包括：
对所述虚拟圆上的若干预设位置的像素点进行灰度采样，获取采样像素点的坐标信息和灰度信息；
根据所述采样像素点的灰度信息，获取相邻的采样像素点的灰度梯度；
根据灰度梯度最大值对应的采样像素点的位置信息，确定当前所述旋转角度定位图形的预设边缘点的位置。
在一种实施方式中，所述二维码包括编码区域和旋转角度辅助图形，其中，所述编码区域包括编码信息，所述方法还包括：
根据所述旋转角度和所述二维码的中心位置，确定所述旋转角度辅助图形的第一中心位置；
以所述旋转角度辅助图形的中心位置进行区域生长，确定所述旋转角度辅助图形；
根据所述旋转角度辅助图形，确定所述旋转角度辅助图形的第二中心位置；
根据所述旋转角度辅助图形的第二中心位置和所述二维码的中心位置，确定精确的旋转角度；
根据所述二维码的中心位置，确定所述编码区域；
根据所述编码区域和所述精确的旋转角度，识别所述编码信息。
在一种实施方式中，所述二维码包括编码区域，其中，所述编码区域包括编码信息，所述二维码以极坐标方式布局所述编码信息，所述方法还包括：
根据所述二维码的中心位置，确定所述编码区域；
根据所述编码区域和所述旋转角度，识别所述编码信息；
所述根据所述二维码的中心位置，确定所述编码区域，包括：
根据所述二维码的中心位置，确定若干不同预设半径的编码信息采集圆；其中，所述编码信息采集圆位于所述编码区域内；
所述根据所述编码区域和所述旋转角度，识别所述编码信息，包括：
从所述旋转角度开始，每隔预设角度采集每一所述编码信息采集圆上的像素点的坐标信息和灰度值信息；
根据采集的所述像素点的坐标信息和灰度值信息，识别所述编码信息。
第二方面，本发明实施例提供一种二维码生成方法，所述二维码包括中心定位图形、旋转角度定位图形和编码区域；其中，所述编码区域包括编码信息；所述方法包括：
确定所述二维码的中心位置；
根据所述二维码的中心位置，确定所述中心定位图形的位置、所述旋转角度定位图形的位置和所述编码区域的位置；
根据所述中心定位图形的位置、所述旋转角度定位图形的位置和所述编码区域的位置，生成所述中心定位图形、所述旋转角度定位图形和所述编码区域，在所述编码区域中写入所述编码信息，从而生成所述二维码，使得所述中心定位图形的中心与所述二维码的中心位置重合，所述旋转角度定位图形上的多个预设边缘点设置在相对所述中心位置的预定的角度方位上，所述多个预设边缘点处于以所述二维码的中心位置为圆心的同一虚拟圆上，所述编码区域处于中心定位图形和所述二维码的中心位置之间的位置。
在一种实施方式中，所述中心定位图形包括第一中心定位图形和第二中心定位图形，所述第一中心定位图形的中心位置和所述第二中心定位图形的中心位置均与所述二维码的中心位置重合；所述第一中心定位图形为圆环；所述第二中心定位图形为圆形；
所述编码区域为环形，所述编码区域位于所述第一中心定位图形和所述第二中心定位图形之间的区域；
所述旋转角度定位图形包括至少两个，且至少存在两个所述旋转角度定位图形不关于所述二维码的中心位置中心对称。
在一种实施方式中，所述二维码还包括旋转角度辅助图形，所述旋转角度辅助图形包括若干定位圆，所述方法还包括：
根据所述二维码的中心位置，确定各所述定位圆的圆心位置；
根据所述旋转角度辅助图形的位置，生成所述旋转角度辅助图形。
第三方面，本发明实施例提供一种二维码识别装置，所述二维码包括中心定位图形和旋转角度定位图形；所述装置包括：
中心定位图形确定模块，用于确定中心定位图形；
中心位置确定模块，用于根据所述中心定位图形，确定所述二维码的中心位置；
旋转角度图形确定模块，用于根据所述二维码的中心位置，确定所述旋转角度定位图形的位置；
旋转角度确定模块，根据所述旋转角度定位图形的位置，确定所述二维码的旋转角度。
在一种实施方式中，所述中心定位图形包括第一中心定位图形和第二中心定位图形，所述第一中心定位图形的中心位置和所述第二中心定位图形的中心位置均与所述二维码的中心位置重合；
所述中心定位图形确定模块包括：
第一中心定位图形单元，用于识别所述第一中心定位图形；
第一中心定位图形中心单元，用于根据所述第一中心定位图形，确定所述第一中心定位图形的中心位置；
第二中心定位图形单元，用于以所述第一中心定位图形的中心位置为种子点进行区域生长，确定所述第二中心定位图形；
所述中心位置确定模块具体用于确定所述第二中心定位图形的中心位置，作为所述二维码的中心位置。
在一种实施方式中，所述旋转角度图形确定模块包括：
虚拟圆确定单元，用于以所述的二维码的中心位置为圆心，确定一预设半径的虚拟圆；
预设边缘点确定单元，用于在所述虚拟圆上，确定当前所述旋转角度定位图形的预设边缘点；
所述旋转角度确定模块用于根据所述当前所述旋转角度定位图形的预设边缘点的位置和预存的原始的所述旋转角度定位图形的预设边缘点的位置，确定所述二维码的旋转角度。
在一种实施方式中，所述预设边缘点确定单元包括：
灰度采样子单元，用于对所述虚拟圆上的若干预设位置的像素点进行灰度采样，获取采样像素点的坐标信息和灰度信息；
灰度梯度子单元，用于根据所述采样像素点的灰度信息，获取相邻的采样像素点的灰度梯度；
预设边缘点子单元，用于根据灰度梯度最大值对应的所述采样像素点的位置信息，确定当前所述旋转角度定位图形的预设边缘点的位置。
在一种实施方式中，所述二维码包括编码区域和旋转角度辅助图形，其中，所述编码区域包括编码信息；所述装置还包括：
第一中心位置模块，用于根据所述旋转角度和所述二维码的中心位置，确定所述旋转角度辅助图形的第一中心位置；
旋转角度辅助图形模块，用于以所述旋转角度辅助图形的中心位置进行区域生长，确定所述旋转角度辅助图形；
第二中心位置模块，用于根据所述旋转角度辅助图形，确定所述旋转角度辅助图形的第二中心位置；
编码区域确定模块，用于根据所述二维码的中心位置，确定所述编码区域；
识别模块，用于根据所述编码区域和所述精确的旋转角度，识别所述编码信息。
第四方面，本发明实施例提供一种二维码生成装置，所述二维码包括中心定位图形、旋转角度定位图形和编码区域；其中，所述编码区域包括编码信息，所述装置包括：
二维码中心位置确定模块，用于确定所述二维码的中心位置；
位置确定模块，用于根据所述二维码的中心位置，确定所述中心定位图形的位置、所述旋转角度定位图形的位置和编码区域的位置；
生成模块，用于根据所述中心定位图形位置、所述旋转角度定位图形的位置和所述编码区域的位置，生成所述中心定位图形，所述旋转角度定位图形和所述编码区域，在所述编码区域中写入编码信息，从而生成所述二维码，使得所述中心定位图形的中心与所述二维码的中心位置重合，所述旋转角度定位图形上的多个预设边缘点设置在预定的角度方位上，所述多个预设边缘点处于以所述二维码的中心位置为圆心的同一虚拟圆上，所述编码区域处于中心定位图形和所述二维码的中心位置之间的位置。
在一种实施方式中，所述中心定位图形包括第一中心定位图形和第二中心定位图形，所述第一中心定位图形的中心位置和所述第二中心定位图形的中心位置均与所述二维码的中心位置重合；所述旋转角度定位图形包括至少两个，且至少存在两个所述旋转角度定位图形不关于所述二维码的中心位置中心对称；
所述二维码还包括旋转角度辅助图形，所述装置还包括：
旋转角度辅助图形确定模块，用于根据所述二维码的中心位置，确定所述旋转角度辅助图形的位置；
所述生成模块用于根据所述中心定位图形位置、所述旋转角度定位图形的位置、所述编码区域的位置和所述旋转角度辅助图形的位置，生成所述二维码。
第五方面，本发明实施例提供了一种二维码识别装置，所述装置的功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
在一个可能的设计中，所述装置的结构中包括处理器和存储器，所述存储器用于存储支持所述装置执行上述二维码识别方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述装置还可以包括通信接口，用于与其他设备或通信网络通信。
第六方面，本发明实施例提供了一种二维码生成装置，所述装置的功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
在一个可能的设计中，所述装置的结构中包括处理器和存储器，所述存储器用于存储支持所述装置执行上述二维码生成方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述装置还可以包括通信接口，用于与其他设备或通信网络通信。
第七方面，本发明实施例还提供一种小车，包括本发明任一实施例提供的二维码识别装置；还包括：
摄像头，用于拍摄二维码图像；
控制器，用于根据所述二维码识别装置的识别结果控制所述小车的运行。
第八方面，本发明实施例还提供一种二维码，根据本发明任一实施例提供的二维码生成装置所生成。
第九方面，本发明实施例还提供一种设置有二维码的产品，所述二维码包括中心定位图形、旋转角度定位图形和编码区域；其中，
所述中心定位图形用于确定所述二维码的中心位置；
所述旋转角度定位图形用于确定所述二维码的旋转角度；
所述编码区域用于携带编码信息，所述中心定位图形的中心与所述二维码的中心位置重合，所述旋转角度定位图形上具有多个预设边缘点，所述多个预设边缘点相对于所述中心位置设置在预定的角度方位上，所述多个预设边缘点处于以所述二维码的中心位置为圆心的同一虚拟圆上。
在一种实施方式中，所述中心定位图形包括第一中心定位图形和第二中心定位图形，所述第一中心定位图形的中心位置和所述第二中心定位图形的中心位置均与所述二维码的中心位置重合。
所述二维码还包括旋转角度辅助图形，所述旋转角度辅助图形用于获取精确的二维码的旋转角度以替换根据所述旋转角度定位图形确定的所述二维码的旋转角度，各预定的角度方位的角度为素数。
第十方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，用于存储二维码生成装置和二维码识别装置所用的计算机软件指令，其包括用于执行上述二维码生成装置和二维码识别装置所涉及的程序。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：依据中心定位图形识别到二维码中心位置后，即可对应确定旋转角度定位图形的位置，进而基于旋转角度定位图形的位置获取旋转角度，并依据旋转角度和中心位置，确定编码区域，以实现识别编码信息，降低二维码的识别计算量。
上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。
图1示出根据本发明实施例的二维码的第一种示例图；
图2示出根据本发明实施例的二维码的第二种示例图；
图3示出根据本发明实施例的二维码的第三种示例图；
图4示出根据本发明实施例的二维码识别方法的流程图；
图5示出根据本发明实施例的二维码扫描识别的示例图；
图6示出根据本发明实施例的第一中心定位图形确定其中心位置的示例图；
图7示出根据本发明实施例的基于第一中心定位图形的中心位置为种子点进行区域生长的示例图；
图8示出根据本发明实施例的通过虚拟圆确定旋转角度定位图形的预设边缘点的示例图；
图9示出根据本发明实施例的旋转角度辅助图形区域生长示例图；
图10示出根据本发明实施例的对编码区域进行灰度采样的示例图；
图11示出根据本发明实施例的二维码生成方法的流程图；
图12示出根据本发明实施例的二维码识别装置的结构框图；
图13示出根据本发明实施例的二维码生成装置的结构框图；
图14示出根据本发明实施例的二维码识别装置和二维码生成装置的硬件图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
图1示出了根据本发明实施例的二维码的第一种示例图。该二维码可以形成为一种标签，或附着或者印刷到使用二维码的各种产品上。参见图1，根据本发明的一种实施方式的二维码包括第一中心定位图形11和第二中心定位图形12、旋转角度定位图形13和编码区域14；其中，编码区域14包括编码信息。
第一中心定位图形11和第二中心定位图形12统称为中心定位图形。第一中心定位图形11的中心位置和第二中心定位图形12的中心位置重合，为二维码的中心位置。
根据优选的实施方式，第一中心定位图形11和第二中心定位图形12为容易确定中心的对称图形，例如圆形和正方形等。当然，其它非对称图形若可以计算出中心的也可以作为第一中心定位图形。例如，第一中心定位图形为平行四边形时，平行四边形的对角线的交点即可确定中心。
根据一种示例，第一中心定位图形11的内部可以为空，第一中心定位图形 11为图1所示的圆环，也可为图2所示的内部空的方形；当然还可以内部空的三角形或矩形等。第二中心定位图形12可以包括圆形、方形或三角形等。
优选的，第一中心定位图形11的尺寸大于第二中心定位图形12的尺寸，第二中心定位图形12位于第一中心定位图形的内部。
编码区域14位于第二中心定位图形12和第一中心定位图形11之间。编码区域14可以采用各种形式，只要其可以有效地包含编码信息即可。
在一种实施方式中，旋转角度定位图形13位于第二中心定位图形和编码区域14之间。在一种实施方式中，旋转角度定位图形13包括至少两个，且至少存在两个旋转角度定位图形13不关于二维码的中心位置中心对称。要求至少存在两个旋转角度定位图形13不关于二维码的中心位置中心对称，有利于确定二维码的旋转角度。
根据一种实施方式，旋转角度定位图形13具有多个预设边缘点，这些预设边缘点位于同一虚拟圆上，旋转角度定位图形的预设边缘点(即旋转角度定位图形与虚拟圆相交的边缘点)在二维码无旋转的情况，相对二维码中心位置的角度(例如与二维码中心位置的连线相对水平方位的角度)的角度值为素数，使预设边缘点的角度值之间没有最大公约数。
在一种实施方式中，二维码以极坐标布局，其中，二维码的中心位置为极坐标的原点。
极坐标具有旋转不变的特性，因此在二维码识别扫描的过程中，从各个方向看都是一样的，这使得扫描更加简洁。在编码区域，一般是矩形的布局，矩形的布局会造成边角区域空间浪费。采用极坐标的布局，使得空间利用的更为充分。
上述极坐标为优选实施方式，本发明实施例也可以采用非极坐标的二维码布局。
在一种实施方式中，二维码还包括旋转角度辅助图形111。参见图3，给出了四个定位圆的示例，四个定位圆均匀分布于第一中心定位图形11的外侧，有利于当任一个定位圆被污染时，也能保证二维码的准确识别。在其它实施方式中也可以对定位圆的数量和分布位置进行调整。
在一种实施方式中，参见图3，二维码还包括粘贴对齐标识112，根据该粘贴对齐标识112，用户可以准确粘贴二维码。
图4示出了根据本发明实施例的二维码识别方法的流程图。参见图4，该方法包括：
S41、确定中心定位图形；
S42、根据中心定位图形，确定二维码的中心位置；
S43、根据二维码的中心位置，确定旋转角度定位图形13的位置；
S44、根据旋转角度定位图形13的位置，确定二维码的旋转角度；
S45、根据二维码的中心位置，确定编码区域14；
S46、根据编码区域14和旋转角度，识别编码信息。
下面对每个步骤进行更详细的说明。
步骤S41确定中心定位图形，包括步骤A～步骤C：
步骤A、识别第一中心定位图形11。根据一种实施方式，识别出的第一中心定位图形既可以包括整个第一中心定位图形的像素点，也可以包括第一中心定位图形的边界或者是位于第一中心定位图形上的关键像素点等。具体的选择需要根据第一中心定位图形11的形状来确定，例如第一中心定位图形11为圆环时，由于圆环不会随着旋转而发生改变，只需要识别出若干边界关键像素点即可代表第一中心定位图形。
因此在第一中心定位图形11为圆环的情况下，步骤S411识别第一中心定位图形11可以包括识别出第一中心定位图形11的若干预设点。
根据一种实施方式，可以如下地获得该若干个预设点。
示例地，参见图5，对二维码进行水平扫描，例如每5行扫描一次，每行扫描间距为3列，并根据相邻像素的灰度值差值确定圆环上坐标点；并在从左往右扫描的过程中执行下述步骤：
(1)确定白色变成黑色的边缘点，例如图5中所示的点A：
若右边相邻像素点的灰度值减去左边相邻像素的灰度值差值小于第一灰度差值，例如第一灰度差值取值-30，则求解出白色变成黑色的边缘点。
(2)确定黑色变成白色的边缘点，例如图5中所示的点B：
若右边相邻像素点的灰度值减去左边相邻像素的灰度值差值大于第二灰度差值，例如第二灰度差值取值30，则求解出黑色变成白色的边缘点。
(3)在同一行中，相邻的两个边缘点(白色变成黑色的边缘点和黑色变成白色的边缘点)的距离小于预设阈值，则求解出两点之间的中心点，例如点A 和点B之间的中心点C。
根据一种实施方式，步骤A里所确定的第一中心定位图形11的若干预设点包括上述步骤所确定的多个中心点C。如图6示出了三个点C：C1、C2和 C0。只确若干点可以降低运算量，节省识别时间，提高用户体验。当然，步骤 A里所确定的第一中心定位图形11的若干预设点也可以包括步骤(1)和(2) 的所确定的边缘点，例如图5示的点A和点B。
步骤B、根据第一中心定位图形11，确定第一中心定位图形11的中心位置，例如图6的点G1。以第一中心定位图形11为圆环为例，若确定了位于圆环边界上的若干像素点，根据圆的特性，选取三个边界上的像素点可计算出圆心。
根据一种实施方式，步骤B根据步骤A中获取的第一中心定位图形11的若干预设点中选取三个点，如图6中优选了步骤(3)中心点中的点C1、点C2 和点C0。可以根据C1、C2和CO确定这三点所限定的圆的圆心，作为第一中心定位图形11的中心位置。
根据另一种实施方式，和上一实施方式步骤B同样都选取了点C1、点C2 和点C0。不同的是，本实施方式的点C0满足：为所有位于点C1和点C2之间的中心点合集中的中点。然后求解两个中心点的中点C12。连接C12和C0，圆心必定经过的C12和C0所在的直线。根据已知的圆环的直径或半径即可确定圆心，由于预先知道了圆环半径或直径，因而这个算法比利用三个点限定一个圆来计算圆心的算法更加节省计算资源。
步骤C、以第一中心定位图形11的中心位置为种子点进行区域生长，确定第二中心定位图形12。其中，区域生长是指将成组的像素或区域发展成更大区域的过程。从种子点的集合开始，从这些点的区域增长是通过将与每个种子点有相似属性像强度、灰度级、纹理颜色等的相邻像素合并到此区域。
根据一种实施方式，当第二中心定位图形12为圆形时，参见图7，以第一中心定位图形11的中心位置为种子点，分别沿竖直方向和水平方向进行生长，确定竖直方向的生长路径和水平方向的生长路径，竖直方向的生长路径和水平方向的生长路径构成图7中的十字生长路径。根据十字生长路径可以确定第一中心定位图形11的边界。
上述实施方式，当第二中心定位图形为圆形时，根据圆的特性，只需要进行竖直方向和水平方向进行两路路径的生长，求解路径的中点即可确定圆的圆心，大大节省计算量。
步骤S42的根据中心定位图形确定二维码的中心位置即为确定第二中心定位图形12的中心位置作为二维码的中心位置。
根据一种实施方式，当第二中心定位图形12为圆形时，步骤S42包括：
根据竖直方向的生长路径的中点和水平方向的生长路径的中点，即求解十字生长路径的行和列的均值，确定第二中心定位图形的中心位置，作为二维码的中心位置。
上述步骤A～步骤C采用了中心定位图形包括第一中心定位图形和第二中心定位图形的方式，借助第一中心定位图形11尺寸较大较为容易被识别的优势，先确定第一中心定位图形后，根据第一中心定位图形再来确定第二中心定位图形的方式，而第二中心定位图形12尺寸较小，通过计算第二中心定位图形的中心位置直接作为二维码的中心位置，其准确率高。
回到图4，在确定了二维码的中心位置之后，进入步骤S43，确定旋转角度定位图形的位置。在一种实施方式中，步骤S43包括：
步骤D、以二维码的中心位置为圆心，确定一预设半径的虚拟圆；虚拟圆为一封闭曲线，虚拟圆上的点均与二维码的中心位置相距预设半径。
步骤E、参见图8，在虚拟圆上，确定当前旋转角度定位图形的预设边缘点；其中，预设边缘点为旋转角度定位图形13的边缘点中经过虚拟圆的边缘点。
需要说明的是，旋转角度定位图形13和二维码的中心位置的相对距离关系为已知的，必定经过以二维码的中心为圆心的虚拟圆，因此根据二维码的中心位置确定一虚拟圆，在虚拟圆上确定旋转角度定位图形的边缘点，即可获取旋转角度定位图形13的预设边缘点的位置。
在一种实施方式中，步骤E在虚拟圆上，确定当前旋转角度定位图形的预设边缘点包括：
E1、对虚拟圆上的若干预设位置的像素点进行灰度采样，获取采样像素点的坐标信息和灰度信息；
E2、根据采样像素点的灰度信息，获取相邻的采样像素点的灰度梯度；
E3、根据灰度梯度最大值对应采样像素点的位置信息，确定当前旋转角度定位图形的预设边缘点的位置。其中，位置n的采样像素点的灰度梯度为 |Sn+1-Sn|；Sn表示位置n的采样像素点的灰度信息；Sn+1表示与位置n的采样像素点相邻的上一采样像素点的灰度信息。灰度梯度最大值的采样像素点即为 |Sn+1-Sn|最大的采样像素点。这些灰度梯度最大值的采样像素点即为旋转角度定位图形13的预设边缘点。确定了这些预设边缘点，即为确定了旋转角度定位图形的位置。
出于示例的目的，在图8中示出了4个预设边缘点：P1、P2、P3和P4。预设边缘点的数量与旋转角度定位图形13的个数、形状，预设的虚拟圆的半径有关。可根据实际需要进行增减。以二维码的中心位置为原点，选取预定方向 (例如竖直向上/水平向右)为极轴，并选定角度的正方向(例如顺时针方向为正方向)，建立极坐标。如果二维码没有旋转，则这四个预设边缘点的位置应该处于预设的角度位置，假定为θ1、θ2、θ3、θ4的方位(即无旋转角度)，即极坐标位置为P1(R，θ1)，P2(R，θ2)，P3(R，θ3)，P4(R，θ4)。
根据一种实施方式，在步骤S44中，确定所得的各预设边缘点的角度与对应的无旋转角度(预设的角度位置)之间的差即可得到二维码的旋转角度。可以计算基于这些预设边缘点的角度所获得的差的均值，作为二维码的旋转角度。
另外，如果分别依据各预设边缘点的无旋转角度将二维码围绕自身中心位置进行旋转，分别使各预设边缘点处于预定角度，则每次都会处于该预定的角度。例如，在图8的情况下，如果旋转四次，旋转角为-(K+θ1)、-(K+θ2)、-(K+θ3)、 -(K+θ4)，K为一可选的角度常数，则在无旋转时，各个预设边缘点的角度都会出现至少一次的K，因而出现K值的情况最多。如果有旋转，旋转角度为Q，则角度K-Q出现的次数最多。因而可将K值与各次旋转中出现的最多的角度之间的差，即Q确定为二维码的旋转角度。即可以如下地确定二维码的旋转角度：将二维码旋转多次，分别旋转各预设边缘点的无旋转角度与预设角度K之和，获得每次旋转之后各预设边缘点的角度，选取这些角度中出现次数最多的角度 K-Q，将预设角度K与该出现次数最多的角度K-Q的差作为二维码的旋转角度。
上述实施方式，由于预设边缘点的数量和位置都是恒定的，计算量较小。
通过下面的案例更好理解步骤以上的处理。假定K＝0，θ1、θ2、θ3、θ4分别为10°、30°、170°、240°。
参考图8可知，旋转角度定位图形的预设边缘点(即旋转角度定位图形与虚拟圆相交的边缘点)分别位于位置P1(R，10°)，P2(R，30°)，P3(R， 170°)，P4(R，240°)。此时位于虚拟圆上的采样像素点中，位于位置P1、 P2、P3和P4的像素点取得的灰度梯度最大。
选取K＝0°，如果没有旋转，则将二维码分别逆时针旋转10°、30°、170°和240°，并进行四组采样像素点的灰度采样。那么灰度梯度的最大值(即各预设边缘点)位于下述位置(下述位置省略了R)：
旋转10°：0°、20°、160°、230°
旋转30°：340°、0°、170°、210°
旋转170°：200°、220°、0°、70°
旋转240°：130°、150°、290°、0°
此时在0°方位在四组数据中总共得到四个梯度最大值，那么得到的灰度梯度总值也最大，即预存的原始的灰度梯度总值中的最大值对应的坐标信息为 (R,0°)
如果二维码的旋转角度为逆时针旋转20°，则旋转角度定位图形的预设边缘点(即旋转角度定位图形与虚拟圆相交的边缘点)位于位置P1'(R，350°)， P2'(R，10°)，P3'(R，150°)，P4'(R，220°)。此时，将二维码分别逆时针旋转10°、30°、170°和240°，并获得四组采样像素点的灰度采样。每组数据中灰度梯度的最大值位于下述位置
旋转10°：340°、0°、140°、210°
旋转30°：320°、340°、120°、210°
旋转170°：180°、200°、340°、50°
旋转240°：150°、130°、270°、340°
此时在340°得到四个梯度极大值。
此时根据上述四组数据可知，在340°方位总共得到四个梯度最大值，那么以上步骤计算四组采样像素点的灰度梯度中，得到的灰度梯度最大值对应的坐标信息为(R，340°)。将该340°与0°比较，可以得到二维码的旋转角度为逆时针旋转20°。
依据上述的方法，可以更精确地确定二维码的旋转角度。
在一种实施方式中，旋转角度定位图形的预设边缘点(即旋转角度定位图形与虚拟圆相交的边缘点)的原始位置通常满足角度值为素数，使预设边缘点的角度值之间没有最大公约数；例如步骤S441示例的预设边缘点的原始位置分别位于二维码的中心位置的θ1、θ2、θ3、θ4的方位，θ1、θ2、θ3、θ4通常为素数。有利于判断灰度梯度总值中的最大值时减少干扰峰值的数量和强度。除了上述举例采用了两个旋转角度定位图形，以及旋转角度定位图形的预设边缘点总共四个，在其它实施例中，还可以增加旋转角度定位图形，以及旋转角度定位图形的预设边缘点的数量。为了保证可靠性，通常要求至少包括两个旋转角度定位图形。
上述实施方式中，一方面增加旋转角度辅助图形来进一步精确旋转角度的值，提高了二维码识别的准确率，另一方面，通过区域生长的方式确定旋转角度辅助图形的边界再精确确定其中心位置，基于精确确定的中心位置再来确定更精确的旋转角度，提高了旋转角度的精确度。
在一种实施方式中，二维码以极坐标方式布局编码信息。
对应的，步骤S45根据二维码的中心位置，确定编码区域可以包括：根据二维码的中心位置，确定若干不同预设半径的编码信息采集圆，其中，编码区域包括若干不同预设半径的编码信息采集圆所覆盖的区域。
步骤S46根据编码区域和二维码旋转角度Q，识别编码信息，包括：
步骤F、从旋转角度Q开始，每隔预设角度采集每一编码信息采集圆上的像素点的坐标信息和灰度值信息；
步骤G、根据采集的像素点的坐标信息和灰度值信息，识别编码信息。
在一种实施方式中，编码信息包括数据信息和纠错信息。步骤G识别编码信息的过程可以包括：
根据数据信息和纠错信息计算若干伴随式值，若伴随式值全等于0，则获取的数据信息和纠错信息没有错误。
当伴随式值不全等于0时，由伴随式值确定差错定位多项式，并求出根值，即错误位置值，根据错误位置值计算求得错误值，在对应的错误位置，加上相应的错误值，完成纠错。
步骤F～步骤G的一种示例：参见图10，在旋转角度、二维码的中心位置，第一中心定位图形的圆环半径已知的条件下，编码区域位于二维码的第二中心定位图形和第一中心定位图形之间的区域。在编码区域，圆环半径分别乘以小于1的系数(例如3.4/4.6、2.8/4.6、2.2/4.6)得到预设个小半径(例如3个小半径)，从旋转角度开始每预定角度(例如16.37度)取预设个小半径下的坐标(例如3个小半径下对应3个坐标)，会得到若干个坐标信息(例如66个坐标)，对此若干个坐标信息(例如66个坐标)对应的像素点的灰度值累加求均值，若干个像素点坐标(例如66个坐标)的灰度值大于此均值的变为1，否则变为0，由此得到若干个二进制的数值。若干个二进制中包含表示对应个字节(例如66 个二进制包含8个字节)，代表着数据信息和纠错信息。
假如需要编码的信息为M1、M2、M3、M4四个数值，￥表示规定的一种运算，令M1￥M2＝u，M1￥M3＝v，M1￥M4＝w，M2￥M3＝x，M2￥M4＝y， M3￥M4＝z，根据多项式求解原则,四个多项式可以求出四个解，那么只需要知道u、v、w、x、y、z六个数值中的任意四个，就可以解出M1、M2、M3、M4。通常情况下，将u、v、w、x、y、z全部编入二维码中，那么在读码的时候，就算读错或者漏掉任意两个，也能正常解码。此时，二维码的纠错率为(6-4) /6＝33.3％。
本实施例的二维码识别方法还包括步骤：
步骤H、根据旋转角度和二维码的中心位置，确定旋转角度辅助图形111 的第一中心位置；
具体地，由于在原始的二维码(即旋转角度为0°的二维码)中，旋转角度辅助图形111的中心与二维码中心的相对位置是固定的。因此，根据旋转角度定位图形所确定的旋转角度和二维码的中心位置，可以确定旋转角度辅助图形111。例如，假设二维码的中心位置为坐标原点，原始的二维码中旋转角度辅助图形的中心位置为(R7，θ7)；当旋转角度为θ8，可以求得旋转角度辅助图形111的第一中心位置为(R7，θ7-θ8)。
步骤I、以旋转角度辅助图形111的第一中心位置为种子点进行区域生长，确定旋转角度辅助图形；其中，区域生长是指将成组的像素或区域发展成更大区域的过程。从种子点的集合开始，从这些点的区域增长是通过将与每个种子点有相似属性像强度、灰度级、纹理颜色等的相邻像素合并到此区域。
当旋转角度辅助图形111包括若干定位圆时，步骤I可以包括：以旋转角度辅助图形的中心位置为种子点，沿水平方向和竖直方向进行路径进行生长，得到十字生长路径，确定定位圆。
步骤J、根据旋转角度辅助图形111，确定旋转角度辅助图形111的第二中心位置；步骤J可以包括：确定步骤I中，水平方向的生长路径的中点和竖直方向生长路径的中点，确定定位圆的圆心F，即旋转角度辅助图形的第二中心位置。图9所示的是其中一个定位圆的生长路径和圆心F，其它定位圆均可参照该方式进行确定圆心。
步骤K、根据旋转角度辅助图形111的第二中心位置和二维码的中心位置，确定精确的旋转角度。具体地，二维码没有旋转时，旋转角度辅助图形的中心位置相对于二维码的中心位置为确定的，与步骤J中旋转角度辅助图形111的第二中心位置与二维码的中心位置的位置关系进行比对，可以得到当前旋转角度辅助图形的中心位置相较于二维码没有旋转时所偏转的角度，进而对步骤 S44中得到的旋转角度进行矫正，求得精确的旋转角度。
图11示出根据本发明实施例的一种二维码生成的流程图。本实施例包括步骤：
S111、确定二维码的中心位置；
S112、根据二维码的中心位置，确定中心定位图形的位置、旋转角度定位图形的位置和编码区域的位置；
根据一种实施方式，第一中心定位图形为圆环形，第二中心定位图形为圆形或圆环形，根据中心位置和圆形或圆环形(内圆和外圆)的半径来确定第一中心定位图形和第二中心定位图形的位置。根据预设边缘点的无旋转角度(例如θ1、θ2、θ3、θ4)确定旋转角度定位图形的位置，例如根据编码信息采集圆的半径确定编码信息区域等等。
S113、根据中心定位图形的位置、旋转角度定位图形的位置和编码区域的位置，生成中心定位图形，旋转角度定位图形和编码区域，在编码区域中写入编码信息，从而生成二维码，使得中心定位图形的中心与二维码的中心位置重合，旋转角度定位图形上的多个预设边缘点设置在预定的角度方位上，多个预设边缘点处于以二维码的中心位置为圆心的同一虚拟圆上，编码区域处于中心定位图形和二维码的中心位置之间的位置。
在已知中心定位图形，旋转角度定位图形和编码区域的位置情况下，可以以二维码的中心位置为原点，根据这些图形的坐标和形状生成中心定位图形，旋转角度定位图形和编码区域。可以使用现在已知和未来知悉的任何技术手段在编码区域中写入编码信息。
在一种实施方式中，步骤S113的生成二维码包括生成信息码并将信息码印刷至对应的载体上，生成带有二维码产品，例如纸质二维码标签等。
在一种实施方式中，参见图3，二维码还包括旋转角度辅助图形111，该生成方法还包括：根据二维码的中心位置，确定旋转角度辅助图形111的位置。
该步骤包括：根据二维码的中心位置，确定定位圆的圆心位置。在多个定位圆的情况下，确定各定位圆的圆心位置。根据确定的定位圆的圆心，并依据预定的定位圆半径，可以确定定位圆的位置。
二维码生成方法还包括：根据二维码的中心位置，确定粘贴对齐标识112 的位置。具体，获取预存的粘贴对齐标识112和二维码的中心的相对位置关系，根据二维码的中心位置，确定粘贴对齐标识112的位置。例如，参见图6，当建立以二维码的中心位置为原点的极坐标，在0°、90°、180°和270°的方位，确定四个与二维码的中心位置相距预设标识距离的位置，作为粘贴对齐标识的位置。
对应的，步骤S113包括：根据中心定位图形的位置、旋转角度定位图形的位置、编码区域的位置和粘贴对齐标识的位置，生成二维码。
本发明实施例还提供一种二维码识别装置，参见图12，包括：
中心定位图形确定模块121，用于确定中心定位图形；
中心位置确定模块122，用于根据中心定位图形，确定二维码的中心位置；
旋转角度图形确定模块123，用于根据二维码的中心位置，确定旋转角度定位图形的位置；
旋转角度确定模块124，根据旋转角度定位图形的位置，确定二维码的旋转角度；
编码区域确定模块125，用于根据二维码的中心位置，确定编码区域；
识别模块126，用于根据编码区域和旋转角度，识别编码信息。
在一种实施方式中，中心定位图形包括第一中心定位图形和第二中心定位图形，第一中心定位图形的中心位置和第二中心定位图形的中心位置均与二维码的中心位置重合。
中心定位图形确定模块121包括：
第一中心定位图形单元，用于通过识别第一中心定位图形；
第一中心定位图形中心单元，用于根据第一中心定位图形，确定第一中心定位图形的中心位置；
第二中心定位图形单元，用于以第一中心定位图形的中心位置为种子点进行区域生长，确定第二中心定位图形；
中心位置确定模块用于确定第二中心定位图形的中心位置，作为二维码的中心位置。
在一种实施方式中，旋转角度图形确定模块123包括：
虚拟圆确定单元，用于以的二维码的中心位置为圆心，确定一预设半径的虚拟圆；其中，虚拟圆经过旋转角度定位图形；
预设边缘点确定单元，用于确定当前旋转角度定位图形的预设边缘点的位置；其中，预设边缘点为旋转角度定位图形的边缘点中经过虚拟圆的边缘点。
旋转角度确定模块用于根据当前旋转角度定位图形的预设边缘点的位置和预存的原始的旋转角度定位图形的预设边缘点的位置，确定二维码的旋转角度。
在一种实施方式中，预设边缘点确定单元包括：
灰度采样子单元，用于对虚拟圆上的若干预设位置的像素点进行灰度采样，获取采样像素点的坐标信息和灰度信息；
灰度梯度子单元，用于根据采样像素点的灰度信息，获取相邻的采样像素点的灰度梯度；
预设边缘点子单元，用于根据灰度梯度最大值的采样像素点的位置信息，确定当前旋转角度定位图形的预设边缘点的位置。
在一种实施方式中，二维码还包括旋转角度辅助图形。
本实施例的装置还包括：
第一中心位置模块，用于根据旋转角度和二维码的中心位置，确定旋转角度辅助图形的第一中心位置；
旋转角度辅助图形模块，用于以旋转角度辅助图形的中心位置进行区域生长，确定旋转角度辅助图形；
第二中心位置模块，用于根据旋转角度辅助图形，确定旋转角度辅助图形的第二中心位置；
精确的旋转角度模块，用于根据旋转角度辅助图形的第二中心位置和二维码的中心位置，确定精确的旋转角度。
识别模块126用于根据编码区域和精确的旋转角度，识别编码信息。
本发明实施例各装置中的各模块的功能可以参见上述二维码识别方法中的对应描述，在此不再赘述。
参见图13，本发明实施例提供一种二维码生成装置，二维码包括中心定位图形、旋转角度定位图形和编码区域；装置包括：
二维码中心位置获取模块131，用于确定二维码的中心位置；
位置确定模块132，用于根据二维码的中心位置，确定中心定位图形的位置、旋转角度定位图形的位置和编码区域；
生成模块133，用于根据中心定位图形位置、旋转角度定位图形的位置和编码区域的位置，生成中心定位图形，旋转角度定位图形和编码区域，在编码区域中写入编码信息，从而生成二维码，使得中心定位图形的中心与二维码的中心位置重合，旋转角度定位图形上的多个预设边缘点设置在预定的角度方位上，多个预设边缘点处于以二维码的中心位置为圆心的同一虚拟圆上，编码区域处于中心定位图形和二维码的中心位置之间的位置。
在已知中心定位图形，旋转角度定位图形和编码区域的位置情况下，可以以二维码的中心位置为原点，根据这些图形的坐标和形状生成中心定位图形，旋转角度定位图形和编码区域。可以使用现在已知和未来知悉的任何技术手段在编码区域中写入编码信息。
在一种实施方式中，中心定位图形包括第一中心定位图形和第二中心定位图形，第一中心定位图形的中心位置和第二中心定位图形的中心位置均与二维码的中心位置重合。
在一种实施方式中，旋转角度定位图形包括至少两个，且至少存在两个旋转角度定位图形不关于二维码的中心位置中心对称。
在一种实施方式中，二维码还包括旋转角度辅助图形，装置还包括：
旋转角度辅助图形确定模块，用于根据二维码的中心位置，确定旋转角度辅助图形的位置；
生成模块用于根据中心定位图形位置、旋转角度定位图形的位置、编码区域和旋转角度辅助图形的位置，生成二维码。
本发明实施例各装置中的各模块的功能可以参见上述二维码生成方法或识别方法中的对应描述，在此不再赘述。
图14示出根据本发明实施例的二维码生成装置和二维码识别装置的硬件图。如图14所示，该装置包括：存储器910和处理器920，存储器910内存储有可在处理器920上运行的计算机程序。所述处理器920执行所述计算机程序时实现上述实施例中的二维码生成方法和二维码识别方法。所述存储器910和处理器920的数量可以为一个或多个。
该装置还包括：
通信接口930，用于与外界设备进行通信，进行数据交互传输。
存储器910可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器 (non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
如果存储器910、处理器920和通信接口930独立实现，则存储器910、处理器920和通信接口930可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构(ISA，Industry Standard Architecture)总线、外部设备互连(PCI，PeripheralComponent Interconnect)总线或扩展工业标准体系结构(EISA，Extended IndustryStandard Architecture)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图14中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果存储器910、处理器920及通信接口930集成在一块芯片上，则存储器910、处理器920及通信接口930可以通过内部接口完成相互间的通信。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例中任一所述的方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统) 使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA) 等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明实施例还提供一种小车，包括本发明任一实施例提供的二维码识别装置。根据一种实施方式，该小车还包括：
摄像头，用于拍摄二维码图像；
控制器，用于根据二维码识别装置的识别结果控制小车的运行。二维码识别装置的识别结果包括的二维码的旋转角度识别结果和编码信息识别结果。其中，利用二维码的旋转角度识别结果可以知道小车相对于的所拍摄的二维码的偏转角度，由此小车可以获知当前方位。编码信息中可以包括小车任务指令等。
本实施例的小车可以为AGV小车(Automated Guided Vehicle，简称AGV，通常也称为AGV小车，指装备有电磁或光学等自动导引装置，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小车上搭载有嵌入式计算平台和摄像头，可以持续采图并进行图像分析，可以根据视野中二维码的位置和旋转角度，来计算自己当前的位姿。
具体的运用场景为：二维码，二维码贴在仓库地面上，主要用来为AVG小车定位和导航。二维码粘贴的位置是固定的，每个二维码都承载有独特的信息，可用来标记当前二维码的位置。二维码的图案都有一个确定的中心位置和主方向，AGV小车可以根据下视摄像头中二维码的成像，来反推出AGV小车当前的位置和旋转方向。
AGV小车，AGV小车上搭载有嵌入式计算平台和摄像头，可以持续采图并进行图像分析，可以根据视野中二维码的位置和旋转角度，来计算自己当前的位姿。
本发明实施例还提供一种二维码，根据本发明任一实施例提供的二维码生成装置所生成的。所生成的二维码的内容可以参照上述实施例的说明，此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种设置有二维码的产品，二维码包括中心定位图形、旋转角度定位图形和编码区域；其中，
中心定位图形用于确定二维码的中心位置；
旋转角度定位图形用于确定二维码的旋转角度；
编码区域用于携带编码信息，中心定位图形的中心与二维码的中心位置重合，旋转角度定位图形上具有多个预设边缘点，多个预设边缘点相对于中心位置设置在预定的角度方位上，多个预设边缘点处于以二维码的中心位置为圆心的同一虚拟圆上。
中心定位图形包括第一中心定位图形和第二中心定位图形，第一中心定位图形的中心位置和第二中心定位图形的中心位置均与二维码的中心位置重合。
二维码还包括旋转角度辅助图形，旋转角度辅助图形用于获取精确的二维码的旋转角度以替换根据旋转角度定位图形确定的二维码的旋转角度，各预定的角度方位的角度为素数。
另外，二维码的内容未详细叙述之处可以参照上述实施例的说明，此处不再赘述。
另外，本实施例所指的设置有二维码的产品可以包括印刷或涂覆有本实施例二维码的纸本、本板或金属板等；还可以包括显示有本实施例二维码的电子设备，例如手机、电脑、电视、LED显示屏等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (25)
1.一种二维码识别方法，其特征在于，所述二维码包括中心定位图形、旋转角度定位图形；所述方法包括：
确定所述中心定位图形；
根据所述中心定位图形，确定所述二维码的中心位置；
根据所述二维码的中心位置，确定所述旋转角度定位图形的位置；
根据所述旋转角度定位图形的位置，确定所述二维码的旋转角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中心定位图形包括第一中心定位图形和第二中心定位图形，所述第一中心定位图形的中心位置和所述第二中心定位图形的中心位置均与所述二维码的中心位置重合；
所述确定中心定位图形，包括：
识别所述第一中心定位图形；
根据所述第一中心定位图形，确定所述第一中心定位图形的中心位置；
以所述第一中心定位图形的中心位置为种子点进行区域生长，确定所述第二中心定位图形；
所述根据所述中心定位图形，确定所述二维码的中心位置，包括：
确定所述第二中心定位图形的中心位置，作为所述二维码的中心位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二中心定位图形为圆形；
所述以所述第二中心定位图形的中心位置为种子点进行区域生长，确定所述第二中心定位图形包括：
以所述第一中心定位图形的中心位置为种子点，分别沿竖直方向和水平方向进行生长，确定竖直方向的生长路径和水平方向的生长路径；
所述确定所述第二中心定位图形的中心位置，作为所述二维码的中心位置，包括：
根据所述竖直方向的生长路径的中点和水平方向的生长路径的中点，确定所述第二中心定位图形的中心位置，作为所述二维码的中心位置。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一中心定位图形为圆环；
所述识别所述第一中心定位图形，包括：
扫描所述二维码，并根据相邻像素的灰度值差值，确定所述第一中心定位图形的若干边缘点；
所述根据所述第一中心定位图形，确定所述第一中心定位图形的中心位置，包括：
根据所述第一中心定位图形的若干边缘点，选取位于所述第一中心定位图形上的两个点；
根据选取的所述位于所述第一中心定位图形上的两个点和预设的所述第一中心定位图形的圆环半径，确定所述第一中心定位图形的中心位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述二维码的中心位置，确定所述旋转角度定位图形的位置，包括：
以所述的二维码的中心位置为圆心，确定一预设半径的虚拟圆；
在所述虚拟圆上，确定当前所述旋转角度定位图形的预设边缘点；
所述根据所述旋转角度定位图形的位置，确定所述二维码的旋转角度，包括：
根据所述当前所述旋转角度定位图形的预设边缘点的位置和预知的所述旋转角度定位图形无旋转时的预设边缘点的位置，确定所述二维码的旋转角度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定当前所述旋转角度定位图形的预设边缘点，包括：
对所述虚拟圆上的若干预设位置的像素点进行灰度采样，获取采样像素点的坐标信息和灰度信息；
根据所述采样像素点的灰度信息，获取相邻的采样像素点的灰度梯度；
根据灰度梯度最大值对应的采样像素点的位置信息，确定当前所述旋转角度定位图形的预设边缘点的位置。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述二维码包括编码区域和旋转角度辅助图形，其中，所述编码区域包括编码信息；
所述方法还包括：
根据所述旋转角度和所述二维码的中心位置，确定所述旋转角度辅助图形的第一中心位置；
以所述旋转角度辅助图形的中心位置进行区域生长，确定所述旋转角度辅助图形；
根据所述旋转角度辅助图形，确定所述旋转角度辅助图形的第二中心位置；
根据所述旋转角度辅助图形的第二中心位置和所述二维码的中心位置，确定精确的旋转角度；
根据所述二维码的中心位置，确定所述编码区域；
根据所述编码区域和所述精确的旋转角度，识别所述编码信息。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二维码包括编码区域，其中，所述编码区域包括编码信息，所述二维码以极坐标方式布局所述编码信息，所述方法还包括：
根据所述二维码的中心位置，确定所述编码区域；
根据所述编码区域和所述旋转角度，识别所述编码信息；
所述根据所述二维码的中心位置，确定所述编码区域，包括：
根据所述二维码的中心位置，确定若干不同预设半径的编码信息采集圆；其中，所述编码信息采集圆位于所述编码区域内；
所述根据所述编码区域和所述旋转角度，识别所述编码信息，包括：
从所述旋转角度开始，每隔预设角度采集每一所述编码信息采集圆上的像素点的坐标信息和灰度值信息；
根据采集的所述像素点的坐标信息和灰度值信息，识别所述编码信息。
9.一种二维码生成方法，其特征在于，所述二维码包括中心定位图形、旋转角度定位图形和编码区域；其中，所述编码区域包括编码信息；
所述方法包括：
确定所述二维码的中心位置；
根据所述二维码的中心位置，确定所述中心定位图形的位置、所述旋转角度定位图形的位置和编码区域；
根据所述中心定位图形的位置、所述旋转角度定位图形的位置和所述编码区域的位置，生成所述中心定位图形、所述旋转角度定位图形和所述编码区域，在所述编码区域中写入所述编码信息，从而生成所述二维码，使得所述中心定位图形的中心与所述二维码的中心位置重合，所述旋转角度定位图形上的多个预设边缘点设置在相对所述中心位置的预定的角度方位上，所述多个预设边缘点处于以所述二维码的中心位置为圆心的同一虚拟圆上，所述编码区域处于中心定位图形和所述二维码的中心位置之间的位置。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述中心定位图形包括第一中心定位图形和第二中心定位图形，所述第一中心定位图形的中心位置和所述第二中心定位图形的中心位置均与所述二维码的中心位置重合；所述第一中心定位图形为圆环；所述第二中心定位图形为圆形；
所述编码区域为环形，所述编码区域位于所述第一中心定位图形和所述第二中心定位图形之间的区域；
所述旋转角度定位图形包括至少两个，且至少存在两个所述旋转角度定位图形不关于所述二维码的中心位置中心对称。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述二维码还包括旋转角度辅助图形，所述旋转角度辅助图形包括若干定位圆，所述方法还包括：
根据所述二维码的中心位置，确定各所述定位圆的圆心位置；
根据所述旋转角度辅助图形的位置，生成所述旋转角度辅助图形。
12.一种二维码识别装置，其特征在于，
所述二维码包括中心定位图形和旋转角度定位图形；所述装置包括：
中心定位图形确定模块，用于确定中心定位图形；
中心位置确定模块，用于根据所述中心定位图形，确定所述二维码的中心位置；
旋转角度图形确定模块，用于根据所述二维码的中心位置，确定所述旋转角度定位图形的位置；
旋转角度确定模块，根据所述旋转角度定位图形的位置，确定所述二维码的旋转角度。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述中心定位图形包括第一中心定位图形和第二中心定位图形，所述第一中心定位图形的中心位置和所述第二中心定位图形的中心位置均与所述二维码的中心位置重合；
所述中心定位图形确定模块包括：
第一中心定位图形单元，用于识别所述第一中心定位图形；
第一中心定位图形中心单元，用于根据所述第一中心定位图形，确定所述第一中心定位图形的中心位置；
第二中心定位图形单元，用于以所述第一中心定位图形的中心位置为种子点进行区域生长，确定所述第二中心定位图形；
所述中心位置确定模块具体用于确定所述第二中心定位图形的中心位置，作为所述二维码的中心位置。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述旋转角度图形确定模块包括：
虚拟圆确定单元，用于以所述的二维码的中心位置为圆心，确定一预设半径的虚拟圆；
预设边缘点确定单元，用于在所述虚拟圆上，确定当前所述旋转角度定位图形的预设边缘点；
所述旋转角度确定模块用于根据所述当前所述旋转角度定位图形的预设边缘点的位置和预存的原始的所述旋转角度定位图形的预设边缘点的位置，确定所述二维码的旋转角度。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述预设边缘点确定单元包括：
灰度采样子单元，用于对所述虚拟圆上的若干预设位置的像素点进行灰度采样，获取采样像素点的坐标信息和灰度信息；
灰度梯度子单元，用于根据所述采样像素点的灰度信息，获取相邻的采样像素点的灰度梯度；
预设边缘点子单元，用于根据灰度梯度最大值对应的所述采样像素点的位置信息，确定当前所述旋转角度定位图形的预设边缘点的位置。
16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述二维码包括编码区域和旋转角度辅助图形，其中，所述编码区域包括编码信息；所述装置还包括：
第一中心位置模块，用于根据所述旋转角度和所述二维码的中心位置，确定所述旋转角度辅助图形的第一中心位置；
旋转角度辅助图形模块，用于以所述旋转角度辅助图形的中心位置进行区域生长，确定所述旋转角度辅助图形；
第二中心位置模块，用于根据所述旋转角度辅助图形，确定所述旋转角度辅助图形的第二中心位置；
编码区域确定模块，用于根据所述二维码的中心位置，确定所述编码区域；
识别模块，用于根据所述编码区域和所述精确的旋转角度，识别所述编码信息。
17.一种二维码生成装置，其特征在于，所述二维码包括中心定位图形、旋转角度定位图形和编码区域；其中，所述编码区域包括编码信息；所述装置包括：
二维码中心位置确定模块，用于确定所述二维码的中心位置；
位置确定模块，用于根据所述二维码的中心位置，确定所述中心定位图形的位置、所述旋转角度定位图形的位置和编码区域；
生成模块，用于根据所述中心定位图形的位置、所述旋转角度定位图形的位置和所述编码区域的位置，生成所述中心定位图形、所述旋转角度定位图形和所述编码区域，在所述编码区域中写入所述编码信息，从而生成所述二维码，使得所述中心定位图形的中心与所述二维码的中心位置重合，所述旋转角度定位图形上的多个预设边缘点设置在预定的角度方位上，所述多个预设边缘点处于以所述二维码的中心位置为圆心的同一虚拟圆上，所述编码区域处于中心定位图形和所述二维码的中心位置之间的位置。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述中心定位图形包括第一中心定位图形和第二中心定位图形，所述第一中心定位图形的中心位置和所述第二中心定位图形的中心位置均与所述二维码的中心位置重合；所述旋转角度定位图形包括至少两个，且至少存在两个所述旋转角度定位图形不关于所述二维码的中心位置中心对称；
所述二维码还包括旋转角度辅助图形，所述装置还包括：
旋转角度辅助图形确定模块，用于根据所述二维码的中心位置，确定所述旋转角度辅助图形的位置；
所述生成模块用于根据所述中心定位图形位置、所述旋转角度定位图形的位置、所述编码区域的位置和所述旋转角度辅助图形的位置，生成所述二维码。
19.一种二维码识别装置，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至8中任一项所述的方法。
20.一种二维码生成装置，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求9至11中任一项所述的方法。
21.一种小车，其特征在于，包括如权利要求12至16和19中任一项所述的二维码识别装置；
还包括：
摄像头，用于拍摄二维码图像；
控制器，用于根据所述二维码识别装置的识别结果控制所述小车的运行。
22.一种二维码，其特征在于，根据权利要求17、18、20中任一项所述的装置所生成。
23.一种设置有二维码的产品，其特征在于，所述二维码包括中心定位图形、旋转角度定位图形和编码区域；其中，
所述中心定位图形用于确定所述二维码的中心位置；
所述旋转角度定位图形用于确定所述二维码的旋转角度；
所述编码区域用于携带编码信息，所述中心定位图形的中心与所述二维码的中心位置重合，所述旋转角度定位图形上具有多个预设边缘点，所述多个预设边缘点相对于所述二维码的中心位置设置在预定的角度方位上，所述多个预设边缘点处于以所述二维码的中心位置为圆心的同一虚拟圆上。
24.根据权利要求23所述的产品，其特征在于，所述中心定位图形包括第一中心定位图形和第二中心定位图形，所述第一中心定位图形的中心位置和所述第二中心定位图形的中心位置均与所述二维码的中心位置重合；
所述二维码还包括旋转角度辅助图形，所述旋转角度辅助图形用于获取精确的二维码的旋转角度以替换根据所述旋转角度定位图形确定的所述二维码的旋转角度，各预定的角度方位的角度为素数。
25.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至11中任一项所述的方法。
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