CN110705322A - 用于agv导航的二维码定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于AGV导航的二维码定位方法，其中，二维码的四个顶角分别设置有辅助图标，并使用荧光剂喷印于钢板上，所述定位方法包括以下步骤：当AGV行驶至二维码位置时，采集紫外线照射下的二维码的图像；对图像进行灰度转换和二值化处理，得到对应的二值化图像；获取二值化图像中辅助图标的位置信息；根据二值化图像中辅助图标的位置信息获取二值化图像中二维码的位置信息，并根据二值化图像中二维码的位置信息从二值化图像中分割出二维码，能够提高二维码识别的稳定性，提升二维码读取识别的速度，有效地满足了AGV小车快速识别二维码的需求。
Description
技术领域
本发明涉及二维码识别技术领域，尤其涉及一种用于AGV(Automated GuidedVehicle，自动导引运输车)导航的二维码定位方法。
背景技术
二维码是某种特定的几何图形，具体可以为按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形，可用于记录数据符号信息。二维码在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。二维码具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息进行自动识别的功能及处理图形旋转变化点的功能。
二维码标签中存储了轨迹及位置信息，利用二维条码扫描模组的条码自动识别、采集和数据传输功能能够实现AGV的辅助定位和轨迹跟踪，以提高自动化效率。通过二维码识别设备和AGV的控制技术，结合相关算法能够解决AGV在应用过程中如何进行路径规划和防碰撞的问题，从而实现仓储物流中AGV的自动引导和定位，并进行多AGV协同作业来提高工作效率，降低了人工成本。
在实际操作中，二维码标签可按照行列排布在地表，二维码的读写模块设置于AGV上，在AGV运行时，可通过读写模块获取当前所在位置地表的二维码标签存储的轨迹及位置信息。二维码导航技术具有成本低、读写速度快、可粘贴信息量充足等优点。
然而目前使用的AGV二维码导航技术容易受到运行环境纹理、反光等外界因素的影响，从而导致识别速度降低。因此，开发出使二维码的识别受外界干扰较小的策略是AGV二维码导航行业的迫切需要。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于AGV导航的二维码定位方法，能够提升二维码识别的稳定性，提高二维码读取识别的速度，有效地满足了AGV小车快速识别二维码的需求。
为达到上述目的，本发明实施例提出了用于AGV导航的二维码定位方法，所述二维码的四个顶角分别设置有辅助图标，并使用荧光剂喷印于钢板上，所述定位方法包括以下步骤：当AGV行驶至所述二维码位置时，采集紫外线照射下的所述二维码的图像；对所述图像进行灰度转换和二值化处理，得到对应的二值化图像；获取所述二值化图像中所述辅助图标的位置信息；根据所述二值化图像中所述辅助图标的位置信息获取所述二值化图像中所述二维码的位置信息，并根据所述二值化图像中所述二维码的位置信息从所述二值化图像中分割出所述二维码。
根据本发明实施例提出的用于AGV导航的二维码定位方法，将四个顶角分别设置有辅助图标的二维码使用荧光剂喷印于钢板上，当AGV行驶至二维码位置时，对紫外线照射下的二维码的图像进行采集，通过对图像进行灰度转换和二值化处理，得到对应的二值化图像，并获取二值化图像中辅助图标的位置信息，最后根据二值化图像中辅助图标的位置信息以获取二值化图像中二维码的位置信息，并根据二值化图像中二维码的位置信息从二值化图像中分割出二维码，由此，能够提高二维码识别的稳定性，提升二维码读取识别的速度，有效地满足了AGV小车快速识别二维码的需求。
另外，根据本发明上述实例提出的用于AGV导航的二维码定位方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一个实施例中，所述辅助图标为圆形图标，每个所述圆形图标与二维码对应的顶角两边延长线相切。
在本发明的一个实施例中，所述辅助图标为方形图标或三角形图标。
在本发明的一个实施例中，在对所述图像进行灰度转换和二值化处理，得到对应的二值化图像后，还包括：对所述二值化图像进行中值滤波，以腐蚀所述二值化图像中对应的亮区域。
在本发明的一个实施例中，获取所述二值化图像中所述辅助图标的位置信息，具体包括：利用霍夫变换中圆检测函数HoughCircles()获取所述二值化图像中四个圆形图标的半径和圆心点坐标。
在本发明的一个实施例中，根据所述二值化图像中所述辅助图标的位置信息获取所述二值化图像中所述二维码的位置信息，具体包括：根据所述二值化图像中四个圆形图标的半径和圆心点坐标计算所述二值化图像中所述二维码的四个顶点坐标。
附图说明
图1为本发明一个实施例的待定位二维码的图形示意图；
图2为本发明一个实施例的二维码和辅助图标的图形示意图；
图3为本发明一个实施例的二维码的图形标记示意图；
图4为本发明实施例的用于AGV导航的二维码定位方法的流程图；
图5为本发明一个具体实施例的用于AGV导航的二维码定位方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。
本发明实施例的二维码的四个顶角分别设置有辅助图标，二维码和辅助图标均使用荧光剂喷印于钢板上。具体制作流程如下：在图1所示的方形二维码的四个顶角添加辅助图标，得到如图2所示的图形，将图2所示的图形使用荧光剂喷印于钢板上。在将图2所示的图形使用荧光剂喷印于钢板上之前，还可使用荧光剂灌注二维码的外围，以定位图形，从而保证喷印效果。
荧光剂的作用是将制品吸收的不可见的紫外线辐射转变成可见的荧光辐射。本发明实施例的荧光剂可为二苯乙烯型荧光剂，能将制品吸收的不可见的紫外线辐射转变成可见的蓝色荧光辐射。
在本发明的其他实施例中，还可选用具有上述效果的其他荧光剂，例如苯二甲酰亚胺型荧光剂(具有蓝色荧光)、香豆素型荧光剂(具有较强的蓝色荧光)、苯并氧型荧光剂(具有红色荧光)和吡唑啉型荧光剂(具有绿色荧光)等。
本发明实施例的钢板可为不锈钢钢板，使用荧光剂在不锈钢板上喷印，不易导致钢板的腐蚀和损伤。上述印有二维码的不锈钢板可根据实际需求进行更换，例如当AGV小车的路线需要更换或者取消时，可随时利用工具将现场不锈钢板上的二维码去掉或者更换，制作二维码时，可在室外喷涂完毕，等待晒干后，再统一安装。
在本发明的一个实施例中，辅助图标可为圆形图标，如图3所示，每个圆形图标与二维码对应的顶角两边延长线相切。其中，圆形图标可包括各种圆形状的图标，例如，实心圆、同心圆或圆环等。
在本发明的其他实施例中，辅助图标还可为方形图标或三角形图标等。
如图4所示，本发明实施例的用于AGV导航的二维码定位方法包括以下步骤：
S1，当AGV行驶至二维码位置时，采集紫外线照射下的二维码的图像。
在本发明的一个实施例中，当AGV行驶至二维码位置时，在车身发出的紫外线的照射下，可使用相机拍摄二维码的图像，图像中包含各辅助图标。
由于不锈钢板表面光滑，容易反光，普通光源照射时，通过相机拍摄的图像上，二维码不是很分明，这会对后续的图像处理造成很大的不便，同时也提高了对相机的要求。而使用荧光剂之后，利用荧光剂可将不可见的紫外线辐射转变成紫蓝色的荧光辐射，因此在AVG小车上的紫外线灯的照射下，能够采集到明暗分明的图像，而且对相机的要求大大降低，同时也能够提升后续图像的处理速度。
S2，对图像进行灰度转换和二值化处理，得到对应的二值化图像。
上述明暗分明的图像中，只有荧光剂喷涂处高亮，该图像适合进行灰度转换，并且通过灰度转换后得到的二维码图像，其二维码主体与背景区域的灰度差较大，可以直接进行二值化处理。为保证对灰度图像进行二值化处理后得到的二值化图像能够保留二维码主体的细节，在本发明的实施例中，可以设定的灰度值作为阈值，对灰度图像进行二值化处理，介于190-200之间的灰度值都可作为此阈值。通过上述处理，可以得到保留二维码主体细节的二值化图像。
在本发明的一个实施例中，在对图像进行灰度转换和二值化处理，得到对应的二值化图像后，还可对所获取的二值化图像进行中值滤波，以腐蚀二值化图像中对应的亮区域。通过对二值化图像进行中值滤波处理，能够把较为密集的二维码图像区域合并成一个黑色区域，以解决内部不连通的问题。
S3，获取二值化图像中辅助图标的位置信息。
在本发明的一个具体实施例中，以辅助图标为圆形图标为例，可利用霍夫变换中圆检测函数HoughCircles()获取二值化图像中四个圆形图标的轮廓，从而确定各圆形的半径r1，r2，r3，r4和圆心点坐标O1(x1，y1)，O2(x2，y2)，O3(x3，y3)，O4(x4，y4)。
在本发明的其它实施例中，也可通过其他边缘检测的方式从图像中获取辅助图标的轮廓。
S4，根据二值化图像中辅助图标的位置信息获取二值化图像中二维码的位置信息，并根据二值化图像中二维码的位置信息从二值化图像中分割出二维码。
具体地，如图3所示，可根据S3中已求出的圆心坐标和半径，计算得出二维码四个顶点的坐标，分别为A(x1+r1，y1-r1)、B(x2-r2，y2-r2)、C(x3+r3，y3+r3)、D(x4-r4，y4+r4)。计算的结果可进行四舍五入。最后可通过投影变换、透视变换或使用最小矩形进行分割，将二维码分割出来。例如可运用getPerspectiveTransform()函数传递上述四个顶点的坐标，获得分割后的二维码图像。
在本发明的其他实施例中，当辅助图标为方形图标或三角形图标时，同圆形图标类似，可通过边缘检测的方法，获取对应的方形图标或三角形图标的轮廓，从而确定方形图标的边长和对角线交点坐标或三角形图标的边长和顶点坐标，再根据辅助图标与二维码的位置关系，对应求出二维码的四个顶点坐标。
在本发明的一个具体实施例中，如图5所示，用于AGV导航的二维码定位方法包括以下步骤：
S501，采集二维码图像。在拍摄二维码时，可同时拍摄到二维码四个顶角的辅助图标。
S502，将采集的图像转换为灰度图像。
S503，对灰度图像进行二值化处理。
S504，对图像进行滤波腐蚀。
S505，通过霍夫圆检测定位圆心和获取圆半径。
S506，计算出二维码四个顶点坐标。
S507，透视变换。通过透视变换，将二维码部分分隔开来。
S508，分割出二维码。
根据本发明实施例提出的用于AGV导航的二维码定位方法，将四个顶角分别设置有辅助图标的二维码使用荧光剂喷印于钢板上，当AGV行驶至二维码位置时，对紫外线照射下的二维码的图像进行采集，通过对图像进行灰度转换和二值化处理，得到对应的二值化图像，并获取二值化图像中辅助图标的位置信息，最后根据二值化图像中辅助图标的位置信息以获取二值化图像中二维码的位置信息，并根据二值化图像中二维码的位置信息从二值化图像中分割出二维码，由此，能够提高二维码识别的稳定性，提升二维码读取识别的速度，有效地满足了AGV小车快速识别二维码的需求。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种用于AGV导航的二维码定位方法，其特征在于，所述二维码的四个顶角分别设置有辅助图标，并使用荧光剂喷印于钢板上，所述定位方法包括以下步骤：
当AGV行驶至所述二维码位置时，采集紫外线照射下的所述二维码的图像；
对所述图像进行灰度转换和二值化处理，得到对应的二值化图像；
获取所述二值化图像中所述辅助图标的位置信息；
根据所述二值化图像中所述辅助图标的位置信息获取所述二值化图像中所述二维码的位置信息，并根据所述二值化图像中所述二维码的位置信息从所述二值化图像中分割出所述二维码。
2.根据权利要求1所述的用于AGV导航的二维码定位方法，其特征在于，所述辅助图标为圆形图标，每个所述圆形图标与二维码对应的顶角两边延长线相切。
3.根据权利要求1所述的用于AGV导航的二维码定位方法，其特征在于，所述辅助图标为方形图标或三角形图标。
4.根据权利要求1所述的用于AGV导航的二维码定位方法，其特征在于，在对所述图像进行灰度转换和二值化处理，得到对应的二值化图像后，还包括：
对所述二值化图像进行中值滤波，以腐蚀所述二值化图像中对应的亮区域。
5.根据权利要求2所述的用于AGV导航的二维码定位方法，其特征在于，获取所述二值化图像中所述辅助图标的位置信息，具体包括：
利用霍夫变换中圆检测函数HoughCircles()获取所述二值化图像中四个圆形图标的半径和圆心点坐标。
6.根据权利要求5所述的用于AGV导航的二维码定位方法，其特征在于，根据所述二值化图像中所述辅助图标的位置信息获取所述二值化图像中所述二维码的位置信息，具体包括：
根据所述二值化图像中四个圆形图标的半径和圆心点坐标计算所述二值化图像中所述二维码的四个顶点坐标。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200117 |
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