CN110879593A - 一种定位方法、读取方法、定位系统及定位装置 - Google Patents

一种定位方法、读取方法、定位系统及定位装置 Download PDF

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宋伟
潘永燕
俞洋
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Jiangsu Institute of Technology
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Abstract

本发明提供了一种定位方法、读取方法、定位系统及定位装置，定位方法包括以下步骤：选取定位图形放置在二维码的四个边角，并且使定位图形的最外缘与对应的二维码边角的两条延长线相切，所述定位图形包括至少两个相互嵌套的同心圆；利用基于波形分析的二维码识别方法识别出定位图形；四个定位图形的中心坐标进行连线，连线与定位图形的最外缘形成交点，通过交点的连线形成交叉点，所述交叉点被配置为二维码四个边角的定位点。本发明提供的定位方法能够使AGV在混乱的仓库环境中快速的定位并识别携带AGV前进方向和角度信息的二维码，及时有效地修正AGV前进时的角度和方向误差。

Description

一种定位方法、读取方法、定位系统及定位装置
技术领域
本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种定位方法、读取方法、定位系统及定位装置。
背景技术
作为机器人领域最柔性的自动化装配及搬运设备，自动导引车(AutomatedGuided Vehicle)AGV越来越受到各行各业的青睐，AGV的核心技术之一是导航技术，常见的导航技术有磁导航技术，激光导航技术，惯性导航技术，视觉导航技术，RFID定位导航技术等。其中，将轨迹及位置信息存储在二维码标签中实现AGV的辅助定位和轨迹跟踪的技术由于定位精确且铺设和改变路径也较容易，越来越受到人们的青睐。
智能仓库中，在AGV的移动路径上每隔一段距离或特定位置处铺设二维码。AGV在移动过程中通过车载工业相机扫描二维码，通过识别当前二维码来确定AGV位置和姿态信息，计算出AGV在航向上的角度误差和位置误差，进而修正AGV的运动路线，以更正确的姿态向下一个二维码行驶，为了提高AGV小车行进的速度，需要AGV快速识别出二维码的信息；要快速识别出二维码的信息，首先需要快速定位到地面上二维码的位置，但是仓库的环境往往比较混乱如光线不足、地面污渍和二维码磨损等等都导致AGV无法快速的定位到二维码的位置。
发明内容
本发明为解决在混乱环境下AGV无法快速定位到二维码的位置问题，提出一种定位方法、读取方法、定位系统及定位装置，使得AGV在混乱的环境下也能很快的定位到二维码的位置。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
本发明的一方面提供一种定位方法，包括以下步骤：
选取定位图形放置在二维码的四个边角，并且使定位图形的最外缘与对应的二维码边角的两条延长线相切，所述定位图形包括至少两个相互嵌套的同心圆；
利用基于波形分析的二维码识别方法识别出定位图形；
四个定位图形的中心坐标进行连线，连线与定位图形的最外缘形成交点，通过交点的连线形成交叉点，所述交叉点被配置为二维码四个边角的定位点。
进一步地，所述定位图形的识别包括以下步骤：
隔N行的图像波峰波谷搜索初步确定定位图形的坐标位置，N为正整数；
通过广义hough变换最终锁定定位图像的坐标位置。
进一步地，所述隔N行的图像波峰波谷搜索方法包括：
对定位图形每隔N行进行灰度值中值滤波；
将每行中值滤波后的值进行归一化，提取归一化后的所有灰度值波峰波谷点，搜索波峰波谷点满足1:1:4:1:1或者1:1:1:1:1的候选点，所述候选点为初步确定的定位图形的坐标位置。
进一步地，提取出候选点后以候选点为中心，设置一个小范围ROI，对小范围ROI内的点进行Canny边缘检测，然后通过广义hough变换提取出定位图形的圆形区域，判断圆形区域的嵌套关系来最终定位出定位图形的坐标位置。
本发明的另一方面提供一种读取方法，包括：
本发明提供的定位方法；
二维码定位后通过扫描二维码读取二维码中包含的信息，获取行进的路线。
本发明的再一方面提供一种定位系统，包括识别模块和定位模块，其中识别模块用于识别定位图形；定位模块根据定位图形的坐标定位二维码四个边角的定位点。
进一步地，所述定位图形被配置在二维码的四个边角，并且使定位图形的最外缘与其对应的二维码边角的两条延长线相切，所述定位图形包括至少两个相互嵌套的同心圆，四个定位图形的中心坐标进行连线，连线与定位图形的最外缘形成交点，通过交点的连线形成交叉点，所述交叉点被配置为二维码四个边角的定位点。
本发明最后还提供一种定位装置，所述装置包括存储器、处理器以及存储在存储器被处理器运行的可相应程序，所述处理器运行所述可响应程序时响应本发明的定位方法的步骤。
有益技术效果：
1、本发明通过提供一种定位方法包括以下步骤：选取定位图形放置在二维码的四个边角，并且使定位图形的最外缘与对应的二维码边角的两条延长线相切，所述定位图形包括至少两个相互嵌套的同心圆；利用基于波形分析的二维码识别方法识别出定位图形；四个定位图形的中心坐标进行连线，连线与定位图形的最外缘形成交点，通过交点的连线形成交叉点，所述交叉点被配置为二维码四个边角的定位点，解决了在仓库混乱环境下AGV无法快速定位二维码位置的问题，使得AGV能够在混乱的环境下能够快速的定位到二维码的位置；
2、本发明中采用至少两个相互嵌套的同心圆的圆形定位图形的图像搜索方法有效地避免了光线干扰；
3、本发明中通过隔N行的图像波峰波谷搜索初步确定定位图形的坐标位置的方法，提高了抗光电干扰的能力；
4、本发明中通过设置小范围ROI，减少了搜索时的计算量且提高了搜索速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明的实施例中用来作标记的第一图形；
图2为本发明的实施例中用来作标记的第二图形；
图3为本发明实施例中的使用了定位图形的二维码。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。
在智能仓库的地面上每隔一段距离预先粘贴好包含AGV行进信息的二维码，AGV小车通过加装工业相机等视觉系统对二维码进行扫描，得出AGV小车的坐标信息和旋转情况。
本发明一方面提供一种定位方法，首先，选取定位图形放置在二维码的四个边角，并且使定位图形的最外缘与对应的二维码边角的两条延长线相切，定位图形包括至少两个相互嵌套的同心圆，作为本发明的优选实施例，选择如图1所示的定位图形，当然也可以选择图2中的定位图形，对此不作限制，只要满足定位图形的条件即可，采用圆形定位图形的图像搜索方法能不受光线干扰。
其次，利用基于波形分析的二维码识别方法识别出定位图形，具体地，通过隔N行(N为正整数)的图形波峰波谷搜索初步确定定位图形的坐标位置，其中，对于隔N行的图像波峰波谷搜索的方法，具体地，首先对定位图形每隔N行进行灰度值中值滤波，然后将中值滤波后的值进行归一化，提取归一化后的所有灰度值波峰波谷点，然后搜索波峰波谷点满足1:1:4:1:1或者1:1:1:1:1:1:1的候选点，以提取出的候选点为中心，设置一个小范围ROI，对小范围ROI内的点进行Canny边缘检测，最后通过广义hough变换提取出定位图形的圆形区域，判断圆形区域的嵌套关系来最终定位出定位图形的坐标位置。
最后，将四个定位图形的中心坐标进行连线，连线与定位图形的最外缘形成交点，通过交点的连线形成交叉点，交叉点被配置为二维码四个边角的定位点，如图2中的A点，得到二维码四个边角的定位点就可以快速地定位到二维码的位置。
通过使用本发明提供的定位方法，解决了在仓库混乱环境下AGV无法快速定位二维码位置的问题，使得AGV能够在混乱的环境下快速的定位到二维码的位置然后对二维码进行扫描，得出AGV小车的坐标信息和旋转情况，能够对AGV小车的定位进行修正和误差消除。
本发明的另一方面提供一种读取方法，首先利用本发明提供的定位方法定位二维码的位置，然后再通过扫描二维码读取二维码中包含的信息，获取行进的路线。
本发明还提供一种定位系统，包括识别模块和定位模块，其中，识别模块用于识别定位图形；定位模块根据定位图形的坐标定位二维码四个边角的定位点。
作为本发明的优选实施例，定位图形被配置在二维码的四个边角，并且使定位图形的最外缘与其对应的二维码边角的两条延长线相切，定位图形包括至少两个相互嵌套的同心圆，如图1所示，四个定位图形的中心坐标进行连线，连线与定位图形的最外缘形成交点，通过交点的连线形成交叉点，如图2中的A点，交叉点被配置为二维码四个边角的定位点。
本发明最后还提供一种定位装置，定位装置包括存储器、处理器以及存储在存储器被处理器运行的可响应程序，处理器运行可响应程序时响应本发明提供的定位方法的步骤。
本发明中，当需要改变AGV小车的行进路线，首先在电脑或手机等上位机控制平台重新设置AGV小车新的行进路线，同时工人可以清除掉地面上原先的二维码，在AGV行进地面上粘贴新的二维码来改变AGV小车行进的路线。
以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
选取定位图形放置在二维码的四个边角，并且使定位图形的最外缘与对应的二维码边角的两条延长线相切，所述定位图形包括至少两个相互嵌套的同心圆；
利用基于波形分析的二维码识别方法识别出定位图形；
四个定位图形的中心坐标进行连线，连线与定位图形的最外缘形成交点，通过交点的连线形成交叉点，所述交叉点被配置为二维码四个边角的定位点。
2.根据权利要求1中所述的定位方法，其特征在于，所述定位图形的识别包括以下步骤：
隔N行的图像波峰波谷搜索初步确定定位图形的坐标位置，N为正整数；
通过广义hough变换最终锁定定位图像的坐标位置。
3.根据权利要求1中所述的定位方法，其特征在于，所述隔N行的图像波峰波谷搜索方法包括：
对定位图形每隔N行进行灰度值中值滤波；
将每行中值滤波后的值进行归一化，提取归一化后的所有灰度值波峰波谷点，搜索波峰波谷点满足1:1:4:1:1或者1:1:1:1:1：1:1的候选点，所述候选点为初步确定的定位图形的坐标位置。
4.根据权利要求3中所述的定位方法，其特征在于，提取出所述候选点后以所述候选点为中心，设置一个小范围ROI，对小范围ROI内的点进行Canny边缘检测，然后通过广义hough变换提取出定位图形的圆形区域，判断圆形区域的嵌套关系来最终定位出定位图形的坐标位置。
5.一种读取方法，其特征在于，包括：
如权利要求1-4任意一项所述的定位方法；
二维码定位后通过扫描二维码读取二维码中包含的信息，获取行进的路线。
6.一种定位系统，其特征在于，包括：
识别模块，用于识别定位图形；
定位模块，根据定位图形的坐标定位二维码四个边角的定位点。
7.根据权利要求6中所述的定位系统，其特征在于，所述定位图形被配置在二维码的四个边角，并且使定位图形的最外缘与其对应的二维码边角的两条延长线相切，所述定位图形包括至少两个相互嵌套的同心圆，四个定位图形的中心坐标进行连线，连线与定位图形的最外缘形成交点，通过交点的连线形成交叉点，所述交叉点被配置为二维码四个边角的定位点。
8.一种定位装置，其特征在于，所述装置包括存储器、处理器以及存储在存储器被处理器运行的可响应程序，所述处理器运行所述可响应程序时响应如权利要求1-4任一项所述的定位方法的步骤。
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