CN115431270A - 一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法、设备及介质，解决现有二维码部署缺乏灵活性、效率低的问题。包括：识别二维码标签图像确定二维码标签的唯一ID值及二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿；获取机器人坐标系与世界坐标系间的转换关系及视觉传感器在机器人坐标系中的位姿以计算视觉传感器在世界坐标系中的位姿并基于二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿标定二维码标签在世界坐标系中的位姿存储至唯一ID值对应命名文件；查询文件获取二维码标签在世界坐标系中的位姿；确定视觉传感器在二维码坐标系中的位姿并获取机器人在视觉传感器坐标系中的位姿；根据各位姿计算机器人在世界坐标系中的位姿，实现辅助定位。

Description

一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法、设备及介质

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法、设备及介质。

背景技术

二维码具有存储信息量大、编码范围广、易获取和使用等优势。近年来，随着手机、平板等智能移动终端技术的迅猛发展，二维码的应用领域也在不断拓宽，在各行各业以及人们工作生活的方方面面发挥着作用。

在定位技术领域中，二维码的上述优势也正在被越来越广泛的发掘和获得认可，并用于机器人或无人机等智能设备的定位及辅助定位模块的开发中，逐渐成为机器人巡检及智能物流场景中的重要定位方式之一。尤其在因特征过于重复，导致单纯依靠激光、视觉等传感器容易丢失定位的情形之下(例如数据中心连排机柜场景)，二维码可以通过如为机器人里程计提供后验信息等方式，大大降低定位丢失的可能性。

但是，在目前文献或专利已公开的定位技术中，二维码主要用于存储机器人的绝对位置信息，抑或需要在布署时，通过人工测量并标记二维码自身的绝对位置。因此，严重降低了布署的灵活性和效率，限制了其在大型机器人运行场景之下的应用，并与智能机器人解放人力、缓解人力匮乏以及为人们工作生活提供便利的初衷相悖。

发明内容

本申请实施例提供了一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法、设备及介质，用以解决现有的二维码部署浪费了大量的人力资源，缺乏灵活性、效率较低的技术问题。

一方面，本申请实施例提供了一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法，包括：

通过机器人的视觉传感器，对所述机器人运行区域中的二维码标签进行拍摄，以获得对应的二维码标签图像，并通过功能包识别所述二维码标签图像，以确定所述二维码标签对应的唯一ID值以及所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿；

获取机器人坐标系与世界坐标系之间的转换关系以及所述视觉传感器在机器人坐标系中的位姿，以计算所述视觉传感器在世界坐标系中的位姿，并基于所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，标定所述二维码标签在世界坐标系中的位姿，以存储至所述二维码标签的唯一ID值对应命名文件中；

根据所述二维码标签对应的唯一ID值，查询所述唯一ID值对应命名的文件，并从所述对应命名的文件中获取所述二维码标签在世界坐标系中的位姿；

根据所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，确定所述视觉传感器在二维码坐标系中的位姿，并获取所述机器人在视觉传感器坐标系中的位姿；

根据所述二维码标签在世界坐标系中的位姿、所述视觉传感器在二维码坐标系中的位姿以及所述机器人在视觉传感器坐标系中的位姿，计算所述机器人在世界坐标系中的位姿，以实现基于所述二维码标签对所述机器人的辅助定位。

在本申请的一种实现方式中，所述通过功能包识别所述二维码标签图像，以确定所述二维码标签对应的唯一ID值以及所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，具体包括：

通过功能包对所述二维码标签图像中的二维码标签进行识别，以确定所述二维码标签的角点，并确定出所述二维码标签对应的唯一ID值；

从预先配置好的功能包配置文件中，获取所述唯一ID值对应二维码标签的实际尺寸信息；

通过所述功能包，并根据所述二维码标签的角点以及所述实际尺寸信息，计算所述二维码标签在所述视觉传感器坐标系中的位姿。

在本申请的一种实现方式中，所述通过机器人的视觉传感器，对所述机器人运行区域中的二维码标签进行拍摄，以获得对应的二维码标签图像之前，所述方法还包括：

通过功能包为机器人生成若干个唯一的二维码标签；其中，每个二维码标签对应有唯一ID值；

根据所述机器人的配置文件，确定所述机器人的运行区域，以及所述机器人中视觉传感器的位置；

在所述运行区域内，根据所述视觉传感器的位置，确定用于设置二维码标签的指定位置，并将所述若干个唯一的二维码标签分别设置于对应的指定位置上。

在本申请的一种实现方式中，所述获取机器人坐标系与世界坐标系之间的转换关系以及所述视觉传感器在机器人坐标系中的位姿，以计算所述视觉传感器在世界坐标系中的位姿，具体包括：

通过订阅包含所述机器人所有坐标系转换关系的话题，获取机器人坐标系与世界坐标系之间的转换关系，以及所述视觉传感器在机器人坐标系中的位姿；

将机器人坐标系与世界坐标系之间的转换关系对应的矩阵，与所述视觉传感器在机器人坐标系中的位姿对应的矩阵做乘积，计算得到所述视觉传感器在世界坐标系中的位姿。

在本申请的一种实现方式中，所述基于所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，标定所述二维码标签在世界坐标系中的位姿，以存储至对应命名文件中，具体包括：

将所述视觉传感器在世界坐标系中的位姿对应的矩阵，与所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿对应的矩阵相乘，计算得到所述二维码标签在世界坐标系中的位姿对应的矩阵；

将所述二维码标签在世界坐标系中的位姿对应的矩阵转换成位置坐标以及四元数的形式，并存储至以所述二维码标签对应的唯一ID值命名的文件中。

在本申请的一种实现方式中，所述根据所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，确定所述视觉传感器在二维码坐标系中的位姿，具体包括：

确定所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿对应的矩阵，并对所述对应的矩阵进行求逆，以得到所述矩阵对应的逆矩阵；

根据所述对应的逆矩阵，确定所述视觉传感器在二维码坐标系中的位姿。

在本申请的一种实现方式中，所述通过机器人的视觉传感器，对所述机器人运行区域中的二维码标签进行拍摄，以获得对应的二维码标签图像之前，所述方法还包括：

获取机器人运行区域中的当前场景，并将所述当前场景与所述运行区域中的初始场景进行对比；

在所述当前场景与所述初始场景之间的相似度小于预设阈值时，基于所述当前场景，对所述机器人的运行区域进行重新建图；

将所述重新建图的起点作为新世界坐标系的原点，并确定出所述机器人在世界坐标系中的位姿。

在本申请的一种实现方式中，所述通过机器人的视觉传感器，对所述机器人运行区域中的二维码标签进行拍摄，以获得对应的二维码标签图像之前，所述方法还包括：

将图像发布话题写入至功能包的配置文件中；所述图像发布话题至少包括以下一项或多项：标题、二维码标签、唯一ID值、所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的初始位姿。

另一方面，本申请实施例还提供了一种基于二维码标签的机器人辅助定位设备，所述设备包括：

至少一个处理器；

以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上述的一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法。

另一方面，本申请实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：

如上述的一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法。

本申请实施例提供了一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法、设备及介质，至少包括以下有益效果：

通过机器人上的视觉传感器获取到设置于机器人运行区域中的二维码标签图像，通过功能包对二维码标签图像进行识别，能够确定出二维码标签对应的唯一ID值以及二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿；获取并根据机器人坐标系与世界坐标系之间的转换关系，以及视觉传感器在机器人坐标系中的位姿，能够计算出视觉传感器在世界坐标系中的位姿，然后根据计算出的视觉传感器在世界坐标系中的位姿，以及二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，能够计算出二维码标签在世界坐标系中的位姿，实现对二维码标签的标定，进而将标定的二维码标签在世界坐标系中的位姿存储至以二维码标签的唯一ID值进行命名的文件中；通过二维码标签对应的唯一ID值查询预先存储的若干个以二维码标签对应的唯一ID值命名的文件，找到当前唯一ID值对应命名的文件，进而能够从找到的文件中获取到二维码标签在世界坐标系中的位姿；根据二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，能够得到视觉传感器在二维码坐标系中的位姿，通过还要获取机器人在视觉传感器坐标系中的位姿；根据上述得到的二维码标签在世界坐标系中的位姿、视觉传感器在二维码坐标系中的位姿以及机器人在视觉传感器坐标系中的位姿，便能够计算出机器人在世界坐标系中的位姿，从而实现基于二维码标签对机器人进行辅助定位的功能，这样通过二维码标签、机器人以及各坐标系之间的相对位姿，便能够实现对机器人的辅助定位，无需通过二维码标签存储机器人的绝对位置信息，能够提高二维码标签的部署灵活性，解放了人力资源，提高了为机器人辅助定位的工作效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种机器人获取二维码标签的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种基于二维码标签的机器人辅助定位设备的内部结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法、设备及介质，通过机器人上的视觉传感器获取到设置于机器人运行区域中的二维码标签图像，通过功能包对二维码标签图像进行识别，能够确定出二维码标签对应的唯一ID值以及二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿；获取并根据机器人坐标系与世界坐标系之间的转换关系，以及视觉传感器在机器人坐标系中的位姿，能够计算出视觉传感器在世界坐标系中的位姿，然后根据计算出的视觉传感器在世界坐标系中的位姿，以及二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，能够计算出二维码标签在世界坐标系中的位姿，实现对二维码标签的标定，进而将标定的二维码标签在世界坐标系中的位姿存储至以二维码标签的唯一ID值进行命名的文件中；通过二维码标签对应的唯一ID值查询预先存储的若干个以二维码标签对应的唯一ID值命名的文件，找到当前唯一ID值对应命名的文件，进而能够从找到的文件中获取到二维码标签在世界坐标系中的位姿；根据二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，能够得到视觉传感器在二维码坐标系中的位姿，通过还要获取机器人在视觉传感器坐标系中的位姿；根据上述得到的二维码标签在世界坐标系中的位姿、视觉传感器在二维码坐标系中的位姿以及机器人在视觉传感器坐标系中的位姿，便能够计算出机器人在世界坐标系中的位姿，从而实现基于二维码标签对机器人进行辅助定位的功能。解决了现有的二维码部署浪费了大量的人力资源，缺乏灵活性、效率较低的技术问题。

图1为本申请实施例提供的一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法的流程示意图。如图1所示，本申请实施例提供的一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法可以主要包括以下步骤：

101、通过机器人的视觉传感器，对机器人运行区域中的二维码标签进行拍摄，以获得对应的二维码标签图像，并通过功能包识别二维码标签图像，以确定二维码标签对应的唯一ID值以及二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿。

为了解决机器人在特殊位置的定位效果较差的情况，本申请根据机器人运行的实际需求，在机器人运行区域的指定位置上设置了二维码标签，这样能够使服务器通过机器人内设的视觉传感器，对运行区域中的二维码标签进行拍摄，得到包含二维码标签的图像，然后通过开源的功能包对获取到的二维码标签图像进行识别，从而确定出二维码标签对应的唯一ID值，以及二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿。需要说明的是，本申请实施例中二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿是指二维码标签在视觉传感器坐标系中的位置坐标，以及用于指示二维码标签朝向的四元数。

具体地，服务器通过功能包对二维码标签图像中的二维码标签进行识别，确定出二维码标签的四个角点，同时还要确定出二维码标签对应的唯一ID值，然后根据二维码标签对应的唯一ID值从预先配置好的功能包配置文件中，获取唯一ID值对应的二维码标签的实际尺寸信息。这样服务器就能够通过功能包，并根据获取到的二维码标签的四个角点以及二维码标签的实际尺寸信息，计算得到二维码标签在视觉传感器坐标系下的位姿。需要说明的是，本申请实施例二维码标签在视觉传感器坐标系下的位姿中包括二维码标签在视觉传感器坐标系中的位置坐标以及用于指示二维码标签朝向的四元数。

在本申请的一个实施例中，服务器在通过机器人的视觉传感器，对机器人运行区域中的二维码标签进行拍摄，以得到对应的二维码标签图像之前，首先会使用开源的功能包，为机器人生成唯一ID值为从0到65535之间任意整数、不同样式、可自定义尺寸的若干个唯一的二维码标签。需要说明的是，本申请实施例中的每个二维码标签都对应一个唯一ID值。

服务器基于机器人的配置文件，能够确定出机器人对应的运行区域，以及机器人内设的视觉传感器的位置，在机器人的运行区域内，服务器根据视觉传感器的位置，能够确定出用于设置二维码标签的指定位置，从而将通过功能包生成的若干个二维码标签分别设置于对应的指定位置上。

图2为本申请实施例提供的一种机器人获取二维码标签的示意图。如图2所示，机器人的视觉传感器可以设置在机顶，也可以设置在机身一侧。在机器人的视觉传感器设置在机顶的情况下，本申请需要将二维码标签设置于机器人运行区域的天花板上。在机器人的视觉传感器设置在机身一侧的情况下，本申请需要将二维码标签设置于机器人运行区域的墙壁上，并且需要将二维码标签设置于与视觉传感器高度相仿的墙壁上，以使视觉传感器能够获取到二维码标签，从而能够基于获取到的二维码标签辅助机器人进行定位，提高定位的准确度。

在本申请的一个实施例中，服务器在通过机器人的视觉传感器，对机器人运行区域中的二维码标签进行拍摄，以得到对应的二维码标签图像之前，需要获取机器人运行区域中的实时的场景，即当前场景，并将运行区域中的当前场景与初始场景进行对比，判断当前场景与初始场景之间的相似度是否小于预设阈值，并在当前场景与初始场景之间的相似度小于预设阈值时，基于当前场景，对机器人的运行区域进行重新建图，将重新建图的起点作为新的世界坐标系的原点，并确定出机器人在新的世界坐标系中的位姿。

在本申请的一个实施例中，服务器在通过机器人的视觉传感器，对机器人运行区域中的二维码标签进行拍摄，以得到对应的二维码标签图像之前，需要将图像发布话题写入至功能包的配置文件中。需要说明的是，本申请实施例中的图像发布话题至少是由标题、二维码标签、唯一ID值、所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的初始位姿等信息组成的数组。

102、获取机器人坐标系与世界坐标系之间的转换关系以及视觉传感器在机器人坐标系中的位姿，以计算视觉传感器在世界坐标系中的位姿，并基于二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，标定二维码标签在世界坐标系中的位姿，以存储至二维码标签的唯一ID值对应命名文件中。

具体地，服务器通过订阅包含机器人所有坐标系转换关系的话题，便能够获取机器人坐标系与世界坐标系之间的转换关系，以及视觉传感器在机器人坐标系中的位姿。然后，服务器将获取到的机器人坐标系与世界坐标系之间的转换关系对应的矩阵，与视觉传感器在机器人坐标系中的位姿对应的矩阵做乘积，能够计算得到视觉传感器在世界坐标系中的位姿。

服务器将得到的视觉传感器在世界坐标系中的位姿对应的矩阵，与二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿对应的矩阵相乘，计算得到二维码标签在世界坐标系中的位姿对应的矩阵，然后再将二维码标签在世界坐标系中的位姿对应的矩阵转换成二维码标签在世界坐标系中位置坐标以及用于指示二维码标签朝向的四元数的形式，并将其存储至以二维码标签对应的唯一ID值命名的文件中，便于后续服务器能够根据二维码标签对应的唯一ID值查询对应的文件获取所需信息。

103、根据二维码标签对应的唯一ID值，查询唯一ID值对应命名的文件，并从对应命名的文件中获取二维码标签在世界坐标系中的位姿。

服务器根据确定出的二维码标签对应的唯一ID值，从预先存储的若干个以二维码标签对应的唯一ID值进行命名的文件中，查询当前唯一ID值对应命名的文件，进而能够从查询到的文件中获取到二维码标签在世界坐标系中的位姿。需要说明的是，本申请实施例中以唯一ID值命名的文件为JSON文件，JSON文件中包括预先确定出的二维码标签在世界坐标系中的位姿。

104、根据二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，确定视觉传感器在二维码坐标系中的位姿，并获取机器人在视觉传感器坐标系中的位姿。

服务器根据已经确定出的二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，能够确定出与其相对应的视觉传感器在二维码坐标系中的位姿，同时，服务器还要通过订阅获取机器人在视觉传感器坐标系中的位姿。

具体地，服务器确定出二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿对应的矩阵，然后对这个矩阵进行矩阵求逆，从而能够得到当前这个矩阵对应的逆矩阵，这个逆矩阵便是视觉传感器在二维码坐标系中的位姿对应的矩阵，这样便确定出了视觉传感器在二维码坐标系中的位姿。

105、根据二维码标签在世界坐标系中的位姿、视觉传感器在二维码坐标系中的位姿以及机器人在视觉传感器坐标系中的位姿，计算机器人在世界坐标系中的位姿，以实现基于二维码标签对机器人的辅助定位。

服务器根据前边几个步骤得到的二维码标签在世界坐标系中的位姿、视觉传感器在二维码坐标系中的位姿以及机器人在视觉传感器坐标系中的位姿，将三者做乘积，便能够计算出机器人在世界坐标系中的位姿，即实现了基于二维码标签对机器人进行的辅助定位。

以上为本申请提出的方法实施例。基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种基于二维码标签的机器人辅助定位设备，其结构如图3所示。

图3为本申请实施例提供的一种基于二维码标签的机器人辅助定位设备的内部结构示意图。如图3所示，设备包括：

至少一个处理器；

以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：

通过机器人的视觉传感器，对机器人运行区域中的二维码标签进行拍摄，以获得对应的二维码标签图像，并通过功能包识别二维码标签图像，以确定二维码标签对应的唯一ID值以及二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿；

根据二维码标签对应的唯一ID值，查询唯一ID值对应命名的文件，并从对应命名的文件中获取二维码标签在世界坐标系中的位姿；

根据二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，确定视觉传感器在二维码坐标系中的位姿，并获取机器人在视觉传感器坐标系中的位姿；

根据二维码标签在世界坐标系中的位姿、视觉传感器在二维码坐标系中的位姿以及机器人在视觉传感器坐标系中的位姿，计算机器人在世界坐标系中的位姿，以实现基于二维码标签对机器人的辅助定位。

本申请实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：

通过机器人的视觉传感器，对机器人运行区域中的二维码标签进行拍摄，以获得对应的二维码标签图像，并通过功能包识别二维码标签图像，以确定二维码标签对应的唯一ID值以及二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿；

根据二维码标签对应的唯一ID值，查询唯一ID值对应命名的文件，并从对应命名的文件中获取二维码标签在世界坐标系中的位姿；

根据二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，确定视觉传感器在二维码坐标系中的位姿，并获取机器人在视觉传感器坐标系中的位姿；

根据二维码标签在世界坐标系中的位姿、视觉传感器在二维码坐标系中的位姿以及机器人在视觉传感器坐标系中的位姿，计算机器人在世界坐标系中的位姿，以实现基于二维码标签对机器人的辅助定位。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备和介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，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、商品或者设备不仅包括那些要素，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、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法，其特征在于，所述方法包括：

通过机器人的视觉传感器，对所述机器人运行区域中的二维码标签进行拍摄，以获得对应的二维码标签图像，并通过功能包识别所述二维码标签图像，以确定所述二维码标签对应的唯一ID值以及所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿；

获取机器人坐标系与世界坐标系之间的转换关系以及所述视觉传感器在机器人坐标系中的位姿，以计算所述视觉传感器在世界坐标系中的位姿，并基于所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，标定所述二维码标签在世界坐标系中的位姿，以存储至所述二维码标签的唯一ID值对应命名文件中；

根据所述二维码标签对应的唯一ID值，查询所述唯一ID值对应命名的文件，并从所述对应命名的文件中获取所述二维码标签在世界坐标系中的位姿；

根据所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，确定所述视觉传感器在二维码坐标系中的位姿，并获取所述机器人在视觉传感器坐标系中的位姿；

根据所述二维码标签在世界坐标系中的位姿、所述视觉传感器在二维码坐标系中的位姿以及所述机器人在视觉传感器坐标系中的位姿，计算所述机器人在世界坐标系中的位姿，以实现基于所述二维码标签对所述机器人的辅助定位。

2.根据权利要求1所述的一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法，其特征在于，所述通过功能包识别所述二维码标签图像，以确定所述二维码标签对应的唯一ID值以及所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，具体包括：

通过功能包对所述二维码标签图像中的二维码标签进行识别，以确定所述二维码标签的角点，并确定出所述二维码标签对应的唯一ID值；

从预先配置好的功能包配置文件中，获取所述唯一ID值对应二维码标签的实际尺寸信息；

通过所述功能包，并根据所述二维码标签的角点以及所述实际尺寸信息，计算所述二维码标签在所述视觉传感器坐标系中的位姿。

3.根据权利要求1所述的一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法，其特征在于，所述通过机器人的视觉传感器，对所述机器人运行区域中的二维码标签进行拍摄，以获得对应的二维码标签图像之前，所述方法还包括：

通过功能包为机器人生成若干个唯一的二维码标签；其中，每个二维码标签对应有唯一ID值；

根据所述机器人的配置文件，确定所述机器人的运行区域，以及所述机器人中视觉传感器的位置；

在所述运行区域内，根据所述视觉传感器的位置，确定用于设置二维码标签的指定位置，并将所述若干个唯一的二维码标签分别设置于对应的指定位置上。

4.根据权利要求1所述的一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法，其特征在于，所述获取机器人坐标系与世界坐标系之间的转换关系以及所述视觉传感器在机器人坐标系中的位姿，以计算所述视觉传感器在世界坐标系中的位姿，具体包括：

通过订阅包含所述机器人所有坐标系转换关系的话题，获取机器人坐标系与世界坐标系之间的转换关系，以及所述视觉传感器在机器人坐标系中的位姿；

将机器人坐标系与世界坐标系之间的转换关系对应的矩阵，与所述视觉传感器在机器人坐标系中的位姿对应的矩阵做乘积，计算得到所述视觉传感器在世界坐标系中的位姿。

5.根据权利要求1所述的一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法，其特征在于，所述基于所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，标定所述二维码标签在世界坐标系中的位姿，以存储至对应命名文件中，具体包括：

将所述视觉传感器在世界坐标系中的位姿对应的矩阵，与所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿对应的矩阵相乘，计算得到所述二维码标签在世界坐标系中的位姿对应的矩阵；

将所述二维码标签在世界坐标系中的位姿对应的矩阵转换成位置坐标以及四元数的形式，并存储至以所述二维码标签对应的唯一ID值命名的文件中。

6.根据权利要求1所述的一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法，其特征在于，所述根据所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿，确定所述视觉传感器在二维码坐标系中的位姿，具体包括：

确定所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的位姿对应的矩阵，并对所述对应的矩阵进行求逆，以得到所述矩阵对应的逆矩阵；

根据所述对应的逆矩阵，确定所述视觉传感器在二维码坐标系中的位姿。

7.根据权利要求1所述的一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法，其特征在于，所述通过机器人的视觉传感器，对所述机器人运行区域中的二维码标签进行拍摄，以获得对应的二维码标签图像之前，所述方法还包括：

获取机器人运行区域中的当前场景，并将所述当前场景与所述运行区域中的初始场景进行对比；

在所述当前场景与所述初始场景之间的相似度小于预设阈值时，基于所述当前场景，对所述机器人的运行区域进行重新建图；

将所述重新建图的起点作为新世界坐标系的原点，并确定出所述机器人在世界坐标系中的位姿。

8.根据权利要求1所述的一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法，其特征在于，所述通过机器人的视觉传感器，对所述机器人运行区域中的二维码标签进行拍摄，以获得对应的二维码标签图像之前，所述方法还包括：

将图像发布话题写入至功能包的配置文件中；所述图像发布话题至少包括以下一项或多项：标题、二维码标签、唯一ID值、所述二维码标签在视觉传感器坐标系中的初始位姿。

9.一种基于二维码标签的机器人辅助定位设备，其特征在于，所述设备包括：

至少一个处理器；

以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-8任一项所述的一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法。

10.一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：

如权利要求1-8任一项所述的一种基于二维码标签的机器人辅助定位方法。

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