CN116578101B - 基于二维码的agv位姿调整方法、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及AGV位姿调整技术领域，具体提供了基于二维码的AGV位姿调整方法、电子设备及存储介质，该方法包括以下步骤：控制AGV小车原地转动，直至二维码完全显示在相机的相机视野内且相机的背侧中心朝向预设的调整路径倾斜；基于二维码和图像信息控制AGV小车沿相机的背侧方向移动，直至AGV小车的中心与调整路径重合；基于二维码和图像信息控制AGV小车沿调整路径朝向目标位姿移动，直至AGV小车的中心与目标位姿的中心重合；基于二维码和图像信息控制AGV小车原地转动，以使AGV小车对应的小车坐标系与目标位姿对应的目标坐标系重合；该方法能够在调整AGV小车的位姿的过程中防止出现丢失二维码的视野的情况。
Description
技术领域
本申请涉及AGV位姿调整技术领域，具体而言，涉及基于二维码的AGV位姿调整方法、电子设备及存储介质。
背景技术
在工厂生产环境中，为了降低劳动强度和用人成本，现有技术利用AGV小车将物料或操作工具移动至某些特定工位以及将物料或操作工具由某些特定工位移出，例如，AGV将完成下料的物料从产线下料工位中移出。现有技术通过基于二维码的AGV位姿调整方法将AGV小车引导定位至目标位姿，该位姿调整方法的工作流程为：在AGV小车移动至目标位姿附近后，先根据相机采集的图像获取二维码与AGV小车的位姿关系，再根据二维码与AGV小车的位姿关系和预先标定的二维码与目标位姿的位姿关系获取AGV小车与目标位姿的位姿关系，最后根据AGV小车与目标位姿的位姿关系对AGV小车的位姿进行调整，以使AGV小车与目标位姿重合。由于在调整AGV小车的位姿的过程中容易出现由于相机视野有限而导致丢失二维码的视野的情况，而在丢失二维码的视野后无法获取二维码与AGV小车的位姿关系以及AGV小车与目标位姿的位姿关系，从而导致无法根据AGV小车与目标位姿的位姿关系对AGV小车的位姿进行调整，因此现有的基于二维码的AGV位姿调整方法存在由于在调整AGV小车的位姿的过程中丢失二维码的视野而无法将AGV小车调整至与目标位姿重合的问题。
针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。
发明内容
本申请的目的在于提供一种基于二维码的AGV位姿调整方法、电子设备及存储介质，能够有效地解决由于在调整AGV小车的位姿的过程中丢失二维码的视野而无法将AGV小车调整至与目标位姿重合的问题。
第一方面，本申请提供了一种基于二维码的AGV位姿调整方法，用于将AGV小车引导定位至预设的目标位姿，AGV小车上安装有相机，相机用于采集AGV小车直线前进方向的图像信息，AGV小车所在场景具有位置固定的二维码，二维码与目标位姿的位姿关系预先标定，基于二维码的AGV位姿调整方法包括以下步骤：
基于激光SLAM导航根据目标位姿控制AGV小车移动至目标位姿附近；
控制AGV小车原地转动，直至二维码完全显示在相机的相机视野内且相机的背侧中心朝向预设的调整路径倾斜，调整路径为垂直于二维码端面且经过目标位姿的中心所在的位置点的直线路径；
基于二维码和图像信息控制AGV小车沿相机的背侧方向移动，直至AGV小车的中心与调整路径重合；
基于二维码和图像信息控制AGV小车沿调整路径朝向目标位姿移动，直至AGV小车的中心与目标位姿的中心重合；
基于二维码和图像信息控制AGV小车原地转动，以使AGV小车对应的小车坐标系与目标位姿对应的目标坐标系重合。
本申请提供的一种基于二维码的AGV位姿调整方法，先将AGV小车移动至目标位姿附近，并通过AGV小车原地转动的方式使二维码完全显示在相机的相机视野内且相机的背侧中心朝向调整路径倾斜，再通过控制AGV小车沿相机的背侧方向移动和控制AGV小车沿调整路径朝向目标位姿移动的方式使AGV小车的中心与目标位姿的中心重合，最后通过AGV小车原地转动的方式使AGV小车与目标位姿重合，由于在调整AGV小车的位姿的过程中，该方法的二维码始终完全显示在相机的相机视野内，因此该方法能够有效地解决由于在调整AGV小车的位姿的过程中丢失二维码的视野而无法将AGV小车调整至与目标位姿重合的问题。
可选地，控制AGV小车原地转动，直至二维码完全显示在相机的相机视野内且相机的背侧中心朝向预设的调整路径倾斜的步骤包括：
获取AGV小车与预设的调整路径的位置关系；
根据位置关系控制AGV小车原地转动，直至二维码完全显示在相机的相机视野内且相机的背侧中心朝向调整路径倾斜。
可选地，根据位置关系控制AGV小车原地转动，直至二维码完全显示在相机的相机视野内且相机的背侧中心朝向调整路径倾斜的步骤包括：
若AGV小车位于调整路径的左侧，控制AGV小车的前侧向左转动，直至二维码完全显示在相机的相机视野内且相机的背侧中心朝向调整路径倾斜；
若AGV小车位于调整路径的右侧，控制AGV小车的前侧向右转动，直至二维码完全显示在相机的相机视野内且相机的背侧中心朝向调整路径倾斜。
可选地，获取AGV小车与预设的调整路径的位置关系的步骤包括：
根据目标位姿和预设距离在调整路径上确定临时点；
根据预先标定的第一变换关系和预设距离获取第二变换关系，并根据图像信息获取第三变换关系，第一变换关系为目标位姿相对于二维码的位姿关系，第二变换关系为临时点相对于二维码的位姿关系，第三变换关系为AGV小车相对于二维码的位姿关系；
根据第二变换关系和第三变换关系获取第四变换关系，并根据第四变换关系获取AGV小车与调整路径的位置关系，第四变换关系为临时点相对于AGV小车的位姿关系。
该技术方案相当于通过在调整路径上设置一个临时点的方式来获取AGV小车与调整路径的位置关系，以使本申请提供的一种基于二维码的AGV位姿调整方法适用于没有预先标定调整路径相对于二维码的位姿关系的情况，从而有效地提高基于二维码的AGV位姿调整方法的通用性。
可选地，第一变换关系的预先标定过程包括以下步骤：
示教移动AGV小车，以使小车坐标系与目标坐标系重合；
通过相机获取包括二维码的基准图像信息，并根据基准图像信息获取第五变换关系，第五变换关系为在AGV小车与目标位姿重合时，相机相对于二维码的位姿关系；
根据第五变换关系和预先标定的相机与AGV小车的第一坐标转换矩阵获取第一变换关系。
可选地，控制AGV小车原地转动，直至二维码完全显示在相机的相机视野内且相机的背侧中心朝向预设的调整路径倾斜的步骤包括：
控制AGV小车原地转动，直至二维码完全显示在相机的相机视野的边缘且相机的背侧中心朝向预设的调整路径倾斜。
可选地，基于二维码和图像信息控制AGV小车沿调整路径朝向目标位姿移动，直至AGV小车的中心与目标位姿的中心重合的步骤包括：
根据目标位姿和AGV小车的当前位置信息确定行驶方向；
根据行驶方向调整AGV小车的朝向，以使AGV小车的朝向与行驶方向重合；
基于二维码和图像信息控制AGV小车沿行驶方向向前步进式移动，直至AGV小车的中心与目标位姿的中心重合。
可选地，基于二维码和图像信息控制AGV小车原地转动，以使AGV小车对应的小车坐标系与目标位姿对应的目标坐标系重合的步骤包括：
根据相机采集的图像信息获取第三变换关系，第三变换关系为AGV小车相对于所述二维码的位姿关系；
根据第三变换关系和预先标定的第一变换关系获取第二坐标转换矩阵，并根据第二坐标转换矩阵获取转动量信息，第一变换关系为目标位姿相对于二维码的位姿关系，第二坐标转换矩阵为目标位姿与AGV小车的坐标转换矩阵；
基于二维码和图像信息根据转动量信息控制AGV小车原地转动，以使AGV小车对应的小车坐标系与目标位姿对应的目标坐标系重合。
第二方面，本申请还提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，存储器存储有计算机可读取指令，当计算机可读取指令由处理器执行时，运行如上述第一方面提供的方法中的步骤。
第三方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的方法中的步骤。
由上可知，本申请提供的一种基于二维码的AGV位姿调整方法、电子设备及存储介质，先将AGV小车移动至目标位姿附近，并通过AGV小车原地转动的方式使二维码完全显示在相机的相机视野内且相机的背侧中心朝向调整路径倾斜，再通过控制AGV小车沿相机的背侧方向移动和控制AGV小车沿调整路径朝向目标位姿移动的方式使AGV小车的中心与目标位姿的中心重合，最后通过AGV小车原地转动的方式使AGV小车与目标位姿重合，由于在调整AGV小车的位姿的过程中，该方法的二维码始终完全显示在相机的相机视野内，因此该方法能够有效地解决由于在调整AGV小车的位姿的过程中丢失二维码的视野而无法将AGV小车调整至与目标位姿重合的问题。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种基于二维码的AGV位姿调整方法的流程图。
图2为本申请实施例提供的一种基于二维码的AGV位姿调整方法的示意图。
图3为本申请实施例提供的二维码完全显示在相机的相机视野内与二维码完全显示在相机的相机视野的边缘的对照示意图。
图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
附图标记：1、AGV小车；2、相机；3、二维码；401、处理器；402、存储器；403、通信总线。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
第一方面，如图1-图3所示，图2中的A为相机的相机视野，图2中的B为调整点，本申请提供了一种基于二维码的AGV位姿调整方法，用于将AGV小车1引导定位至预设的目标位姿，AGV小车1上安装有相机2，相机2用于采集AGV小车1直线前进方向的图像信息，AGV小车1所在场景具有位置固定的二维码3，二维码3与目标位姿的位姿关系预先标定，基于二维码的AGV位姿调整方法包括以下步骤：
S1、基于激光SLAM导航根据目标位姿控制AGV小车1移动至目标位姿附近；
S2、控制AGV小车1原地转动，直至二维码3完全显示在相机2的相机视野内且相机2的背侧中心朝向预设的调整路径倾斜，调整路径为垂直于二维码3端面且经过目标位姿的中心所在的位置点的直线路径；
S3、基于二维码3和图像信息控制AGV小车1沿相机2的背侧方向移动，直至AGV小车1的中心与调整路径重合；
S4、基于二维码3和图像信息控制AGV小车1沿调整路径朝向目标位姿移动，直至AGV小车1的中心与目标位姿的中心重合；
S5、基于二维码3和图像信息控制AGV小车1原地转动，以使AGV小车1对应的小车坐标系与目标位姿对应的目标坐标系重合。
其中，AGV小车1为现有小车，AGV小车1能够自主导航移动，也能按照设定的方向或路线移动，AGV小车1直线前进方向的一侧为AGV小车1的前侧，AGV小车1直线后退方向的一侧为AGV小车1的后侧。相机2可以为深度相机、RGB相机和面阵相机等相机2或视觉传感器中的任意一种，相机2安装在AGV小车1上，相机2用于采集AGV小车1直线前进方向的图像信息，即相机2安装在AGV小车1的前侧，且相机2前侧的延伸方向与AGV小车1直线前进方向平行，相机2背侧的延伸方向与AGV小车1直线后退方向平行。AGV小车1所在场景具有位置固定的二维码3，具体地，该实施例的二维码3粘贴在AGV小车需要移动到的工位上。该实施例的目标位姿为预先设定的位姿，当AGV小车1与目标位姿重合时，二维码3位于相机2的相机视野内。该实施例的调整路径为预先设定的路径，调整路径为垂直于二维码3端面且经过目标位姿的中心所在的位置点的直线路径，即调整路径相当于朝向二维码3设置的一条垂直线，目标位姿的中心位于调整路径上。
步骤S1中的激光SLAM导航是一种激光视觉导航方法，其具有自主绘制地图和自主导航的特点，因此步骤S1的工作流程为：先基于激光SLAM导航根据AGV小车的当前位姿和目标位姿生成抵达目标位姿的移动路径，再根据该移动路径控制AGV小车1移动。应当理解的是，由于激光SLAM导航的定位精度低，因此步骤S1只可以将AGV小车1移动至目标位姿附近，即步骤S1相当于对AGV小车1的位姿进行粗调整。
步骤S2的工作原理为：由于当AGV小车1与目标位姿重合时，二维码3位于相机2的相机视野内，而步骤S1将AGV小车1移动至目标位姿附近，因此步骤S2通过控制AGV小车1原地转动的方式使二维码3完全显示在相机2的相机视野内，而由于步骤S3需要将AGV小车1移动至调整路径上，因此步骤S2在控制AGV小车1原地转动时需要使相机2的背侧中心朝向调整路径倾斜（即朝向相机2的背侧中心设置的垂直线与调整路径相交），以使AGV小车1的背侧方向与调整路径相交。
由于步骤S3控制AGV小车1沿相机2的背侧方向移动，而相机2背侧的延伸方向与AGV小车1直线后退方向平行，因此步骤S3相当于控制AGV小车1直线后退，而由于相机2的背侧朝向调整路径倾斜，因此该实施例可以通过控制AGV小车1直线后退的方式使AGV小车1的中心与调整路径重合，即该实施例相当于通过控制AGV小车1倒车的方式使AGV小车1移动至调整路径上。应当理解的是，步骤S3控制AGV小车1沿相机2的背侧方向移动，在此过程中，AGV小车1与二维码3之间的距离逐渐增大，相机2的视野范围也逐渐扩大，由于在执行步骤S2之后，二维码3完全显示在相机2的相机视野，因此该实施例能够保证在控制AGV小车1沿相机2的背侧方向移动的过程中，二维码3始终完全显示在相机2的相机视野内，即该实施例能在控制AGV小车1沿相机2的背侧方向移动的过程中避免出现丢失二维码3的视野的情况。还应当理解的是，步骤S3通过二维码3和图像信息判断AGV小车1的中心是否与调整路径重合。
由于步骤S3控制AGV小车1沿相机2的背侧方向移动，在执行步骤S3之后，目标位姿与二维码3之间的距离小于AGV小车1与二维码3之间的距离，即在调整路径上，目标位姿位于AGV小车1的前方，因此为了使AGV小车1的中心与目标位姿的中心重合，因此步骤S4需要控制AGV小车1沿调整路径朝向目标位姿移动。应当理解的是，由于调整路径为垂直于二维码3端面且经过目标位姿的中心所在的位置点的直线路径，因此在AGV小车1沿调整路径朝向目标位姿移动中，二维码3在相机2的相机视野内逐渐放大，且二维码3保持完全显示在相机2的相机视野内。还应当理解的是，步骤S4通过二维码3和图像信息判断AGV小车1的中心是否与目标位姿的中心重合。
步骤S5的小车坐标系为以AGV小车1的中心为坐标系中心建立的坐标系，步骤S5的目标坐标系是以目标位姿的中心为坐标系中心建立的坐标系。由于在执行步骤S4之后，AGV小车1的中心与目标位姿的中心重合，因此步骤S5只需要通过控制AGV小车1原地转动就能使AGV小车1对应的小车坐标系与目标位姿对应的目标坐标系重合（即AGV小车1与目标位姿重合）。应当理解的是，在步骤S2-S5中，二维码3均完全显示在相机2的相机视野内，即在步骤S2-S5中均可以通过相机2采集的图像信息获取二维码3与AGV小车1的位姿关系，因此步骤S2-S5相当于将二维码3与AGV小车1的位姿关系转换成AGV小车1的移动量，以使AGV小车1与目标位姿重合。还应当理解的是，步骤S5通过二维码3和图像信息判断AGV小车1对应的小车坐标系（图2中的x2为小车坐标系的x轴，图2中的y2为小车坐标系的y轴）是否与目标位姿对应的目标坐标系（图2中的x1为目标坐标系的x轴，图2中的y1为目标坐标系的y轴）重合。
该实施例的工作原理为：本申请提供的一种基于二维码的AGV位姿调整方法，先将AGV小车1移动至目标位姿附近，并通过AGV小车1原地转动的方式使二维码3完全显示在相机2的相机视野内且相机2的背侧中心朝向调整路径倾斜，再通过控制AGV小车1沿相机2的背侧方向移动和控制AGV小车1沿调整路径朝向目标位姿移动的方式使AGV小车1的中心与目标位姿的中心重合，最后通过AGV小车1原地转动的方式使AGV小车1与目标位姿重合，由于在调整AGV小车1的位姿的过程中，该方法的二维码3始终完全显示在相机2的相机视野内，因此该方法能够有效地解决由于在调整AGV小车1的位姿的过程中丢失二维码3的视野而无法将AGV小车1调整至与目标位姿重合的问题。应当理解的是，在执行步骤S1之后，若AGV小车1的中心与调整路径重合，则该实施例可以跳过步骤S3，即在控制AGV小车1旋转至二维码3完全显示在相机2的相机视野内后，该实施例控制AGV小车沿调整路径朝向目标位姿移动。
在一些实施例中，步骤S2包括：
S21、获取AGV小车1与预设的调整路径的位置关系；
S22、根据位置关系控制AGV小车1原地转动，直至二维码3完全显示在相机2的相机视野内且相机2的背侧中心朝向调整路径倾斜。
步骤S21可以利用相机2采集的图像信息和预先标定的调整路径相对于二维码3的位姿关系获取AGV小车1与调整路径的位置关系，其工作原理为：由于调整路径为垂直于二维码3端面且经过目标位姿的中心所在的位置点的直线路径，即调整路径相对于二维码3的位姿关系为确定值，因此步骤S21可以先根据相机2采集的图像信息获取AGV小车1相对于二维码3的位姿关系，再根据AGV小车1相对于二维码3的位姿关系和调整路径相对于二维码3的位姿关系获取AGV小车1与调整路径的位姿关系，AGV小车1与调整路径的位姿关系包括AGV小车1与调整路径的位置关系，从而实现获取AGV小车1与调整路径的位置关系。步骤S22根据位置关系控制AGV小车1原地转动，以使二维码3完全显示在相机2的相机视野内且相机2的背侧朝向调整路径倾斜。
在一些实施例中，步骤S22包括：
S221、若AGV小车1位于调整路径的左侧，控制AGV小车1的前侧向左转动，直至二维码3完全显示在相机2的相机视野内且相机2的背侧中心朝向调整路径倾斜；
S222、若AGV小车1位于调整路径的右侧，控制AGV小车1的前侧向右转动，直至二维码3完全显示在相机2的相机视野内且相机2的背侧中心朝向调整路径倾斜。
若AGV小车1的中心不与调整路径重合、二维码3完全显示在相机2的相机视野内且相机2的背侧中心朝向调整路径倾斜，则该实施例跳过步骤S2，直接执行步骤S3。若AGV小车1的中心与调整路径重合、二维码3完全显示在相机2的相机视野内且相机2的背侧中心朝向调整路径倾斜，则该实施例跳过步骤S2和S3，直接执行步骤S4。若AGV小车1的中心与调整路径重合、二维码3完全显示在相机2的相机视野内且相机2的背侧中心朝向调整路径倾斜，则AGV小车1的前侧可以根据二维码的完整性或二维码在相机坐标系中的位姿选择原地向右转动或原地向左转动，并跳过步骤S3，即该实施例在执行步骤S2之后，直接执行步骤S4。应当理解的是，朝向相机2的背侧中心设置的垂直线的延伸方向与相机2背侧的延伸方向以及AGV小车1直线后退方向平行，该实施例可以根据图像信息获取AGV小车1与调整路径的位姿关系或相机2与调整路径的位姿关系，并根据AGV小车1与调整路径的位姿关系或相机2与调整路径的位姿关系判断AGV小车1直线后退方向或相机2背侧的延伸方向是否与调整路径重合，以判断相机2的背侧中心是否朝向调整路径倾斜。
在一些实施例中，步骤S21包括：
S211、根据目标位姿和预设距离在调整路径上确定临时点；
S212、根据预先标定的第一变换关系和预设距离获取第二变换关系，并根据图像信息获取第三变换关系，第一变换关系为目标位姿相对于二维码3的位姿关系，第二变换关系为临时点相对于二维码3的位姿关系，第三变换关系为AGV小车1相对于二维码3的位姿关系；
S213、根据第二变换关系和第三变换关系获取第四变换关系，并根据第四变换关系获取AGV小车1与调整路径的位置关系，第四变换关系为临时点相对于AGV小车1的位姿关系。
该实施例的预设距离为预设值，本领域技术人员能够根据实际需要调整预设距离的大小，该实施例的临时点为调整路径上与目标位姿之间的距离等于预设距离的点，具体地，临时点与二维码3之间的距离大于目标位姿与二维码3之间的距离，该实施例可以利用现有的位姿获取算法根据相机2采集的图像信息获取第三变换关系。该实施例的工作原理为：由于目标位姿相对于二维码3的位姿关系（第一变换关系）为预先标定的，而临时点为调整路径上与目标位姿之间的距离等于预设距离的点，因此该实施例可以根据第一变换关系和预设距离获取第二变换关系，并根据第二变换关系和第三变换关系获取第四变换关系，而由于第四变化关系为临时点相对于AGV小车1的位姿关系，而临时点为调整路径上的点，因此该实施例可以根据第四变换关系获取AGV小车1与调整路径的位置关系。该实施例相当于通过在调整路径上设置一个临时点的方式来获取AGV小车1与调整路径的位置关系，以使本申请提供的一种基于二维码的AGV位姿调整方法适用于没有预先标定调整路径相对于二维码3的位姿关系的情况，从而有效地提高基于二维码的AGV位姿调整方法的通用性。
在一些实施例中，第一变换关系的预先标定过程包括以下步骤：
示教移动AGV小车1，以使小车坐标系与目标坐标系重合；
通过相机2获取包括二维码3的基准图像信息，并根据基准图像信息获取第五变换关系，第五变换关系为在AGV小车1与目标位姿重合时，相机2相对于二维码3的位姿关系；
根据第五变换关系和预先标定的相机2与AGV小车1的第一坐标转换矩阵获取第一变换关系。
由于本申请的相机2安装在AGV小车1的前侧，相机2与AGV小车1相对固定，因此本申请可以对相机2与AGV小车1的第一坐标转换矩阵进行提前标定。该实施例先通过人工示教移动的方式移动AGV小车1以将小车坐标系调节至与目标坐标系重合，再通过相机2获取包括二维码3的基准图像信息，并通过基准图像信息获取第五变换关系，最后根据第五变换关系和相机2与AGV小车1的第一坐标转换矩阵获取第一变换关系。
在一些实施例中，步骤S2包括：
S21’、控制AGV小车1原地转动，直至二维码3完全显示在相机2的相机视野的边缘且相机2的背侧中心朝向预设的调整路径倾斜。
该实施例的二维码3完全显示在相机2的相机视野的边缘为二维码3完全显示在相机2的相机视野内且二维码3的至少一个角点与相机视野的边缘接触。由于在二维码3完全显示在相机2的相机视野的边缘时，相机2的背侧的延伸方向与调整路径之间的夹角的角度最大，因此在该实施例能够有效地减小控制AGV小车1沿相机2的背侧方向移动时的AGV小车1的移动量（参考图3，图3中的左图为二维码完全显示在相机2的相机视野内的示意图，图3中的右图为二维码完全显示在相机2的相机视野的边缘的示意图），从而有效地缩短将AGV小车1的中心调整至与调整路径重合所需要的时间，进而有效地提高基于二维码的AGV位姿调整方法的位姿调整速度和位姿调整效率。
在一些实施例中，步骤S4包括：
S41、根据目标位姿和AGV小车1的当前位置信息确定行驶方向；
S42、根据行驶方向调整AGV小车1的朝向，以使AGV小车1的朝向与行驶方向重合；
S43、基于二维码3和图像信息控制AGV小车1沿行驶方向向前步进式移动，直至AGV小车1的中心与目标位姿的中心重合。
该实施例的行驶方向为由AGV小车1的中心指向目标位姿的中心的方向。由于该实施例的行驶方向为由AGV小车1的中心指向目标位姿的中心的方向，而在执行步骤S3后，AGV小车1的中心和目标位姿的中心均在调整路径上，即目标位姿位于AGV小车1的正前方，因此步骤S43可以通过控制AGV小车1沿行驶方向向前步进式移动的方式使AGV小车1的中心与目标位姿的中心重合，步骤S43通过二维码3和图像信息判断AGV小车1对应的小车坐标系是否与目标位姿对应的目标坐标系重合。应当理解的是，步骤S1也可以采用该实施例的方式控制AGV小车1移动。
在一些实施例中，步骤S5包括：
S51、根据相机2采集的图像信息获取第三变换关系，第三变换关系为AGV小车相对于所述二维码的位姿关系；
S52、根据第三变换关系和预先标定的第一变换关系获取第二坐标转换矩阵，并根据第二坐标转换矩阵获取转动量信息，第一变换关系为目标位姿相对于二维码的位姿关系，第二坐标转换矩阵为目标位姿与AGV小车1的坐标转换矩阵；
S53、基于二维码3和图像信息根据转动量信息控制AGV小车1原地转动，以使AGV小车1对应的小车坐标系与目标位姿对应的目标坐标系重合。
现有的OpenCV软件可以将坐标转换矩阵转换成欧拉角（翻滚角、俯仰角和偏航角）以及各个轴向上的平移向量，因此步骤S52可以基于OpenCV软件根据第二坐标转换矩阵获取转动量信息。应当理解的是，由于本申请相当于在二维平面内调整AGV小车1的姿态，因此该实施例的翻滚角、俯仰角和在z轴向上的平移向量为0，而由于在执行步骤S4之后，AGV小车1的中心与目标位姿的中心重合，因此该实施例无需对AGV小车1的位置进行调整，即在x轴向上的平移向量和y轴向上的平移向量也为0，因此步骤S52的转动量信息为翻滚角。应当理解的是，步骤S5通过二维码3和图像信息判断AGV小车1对应的小车坐标系是否与目标位姿对应的目标坐标系重合。
在一些实施例中，步骤S3包括：
S31、根据相机2的背侧方向在调整路径上确定一个调整点，并根据目标位姿与调整点的距离和预先标定的第一变换关系获取第六变换关系，第六变换关系为调整点相对于二维码3的位姿关系；
S32、控制AGV小车1沿相机2的背侧方向步进式移动，并在移动过程中根据第三变换关系和第六变换关系持续分析调整点是否在小车坐标系的x轴上，若是，则控制AGV小车1继续沿相机2的背侧方向步进式移动，若否，则控制AGV小车1转动，以使调整点在小车坐标系的x轴上。
该实施例的调整点为相机2的背侧方向与调整路径的交点。由于目标位姿相对于二维码3的位姿关系（第一变换关系）为预先标定的，而调整点为相机2的背侧方向与调整路径的交点，因此步骤S31可以根据目标位姿与调整点的距离和第一变换关系获取第六变换关系。步骤S32根据第三变换关系和第六变换关系持续分析调整点是否在小车坐标系的x轴上的具体流程可以为：1.根据第三变换关系和第六变换关系获取第三坐标转换矩阵，第三坐标转换矩阵为调整点与AGV小车1的转换矩阵；2、基于OpenCV软件根据第三坐标转换矩阵获取x轴平移向量和y轴平移向量，并根据x轴平移向量和y轴平移向量获取朝向角度（具体地，朝向角度=x轴平移向量/y轴平移向量）；3、若朝向角度大于等于预设的角度阈值，则表示调整点不在小车坐标系的x轴上，若朝向角度小于预设的角度阈值，则表示调整点在小车坐标系的x轴上。该实施例相当于利用调整点对AGV小车1沿相机2的背侧方向步进式移动的路径进行修正，以使AGV小车1的中心与调整点重合，因此该实施例能够有效地避免在AGV小车1沿相机2的背侧方向步进式移动过程中出现AGV小车1偏移的情况。
具体地，本申请获取第一变换关系和第二变换关系的过程如式（1）所示：
（1）
其中，Tma1表示第一变换关系，Tmc1表示第五变换关系，Tca表示第一坐标转换矩阵，Rmc1表示在AGV小车1与目标位姿重合时，相机2在二维码坐标系中的旋转量，tmc1表示在AGV小车1与目标位姿重合时，相机2在二维码坐标系中的位置，（xmc1，ymc1，zmc1）表示在AGV小车1与目标位姿重合时，相机2在二维码坐标系中的坐标，Tmt表示第二变换关系，Tmc2表示在AGV小车1与临时点重合时，相机2相对于二维码3的位姿关系，tmc2表示在AGV小车1与临时点重合时，相机2在二维码坐标系中的位置，∆s表示预设距离。
获取第四变换关系的过程如式（2）所示：
（2）
其中,Ta2t表示第四变换关系，Tma2表示第三变换关系，Tma2 -1表示第三变换关系的逆矩阵，Tmt表示第二变换关系，Tmt由式（1）计算得到。
获取第二坐标转换矩阵的公式如式（3）所示：
（3）
其中，Ta1a2表示第二坐标转换矩阵，Tma1表示第一变换关系，Tma2表示第三变换关系，Tma2 -1表示第三变换关系的逆矩阵，Tmc3表示在AGV小车1处于当前位置时，相机2相对于二维码3的位姿关系，Tmc3为根据相机2在当前时刻采集的图像信息获取的位姿关系，Tca表示第一坐标转换矩阵。
获取第六变换关系的公式如式（4）所示：
（4）
其中，tmc3表示在AGV小车1与调整点重合时，调整点在二维码坐标系中的位置，Tmc4表示第六变换关系，（xmc1，ymc1，zmc1）表示在AGV小车1与目标位姿重合时，相机2在二维码3坐标系中的坐标，∆d表示目标位姿与调整点的距离。应当理解的是，该实施例的（xmc1，ymc1，zmc1）由第一变换关系确认，而∆d表示目标位姿与调整点的距离，因此该实施例相当于根据目标位姿与调整点的距离和第一变换关系获取第六变换关系。
获取第三坐标转换矩阵的公式如式（5）所示：
（5）
其中,Tc3a2表示第三坐标转换矩阵，Tma2表示第三变换关系,Tma2 -1表示第三变换关系的逆矩阵，Tmc4表示第六变换关系,Tma2由式（3）计算得到，Tmc4由式（4）计算得到。
由上可知，本申请提供的一种基于二维码的AGV位姿调整方法，先将AGV小车1移动至目标位姿附近，并通过AGV小车1原地转动的方式使二维码3完全显示在相机2的相机视野内且相机2的背侧中心朝向调整路径倾斜，再通过控制AGV小车1沿相机2的背侧方向移动和控制AGV小车1沿调整路径朝向目标位姿移动的方式使AGV小车1的中心与目标位姿的中心重合，最后通过AGV小车1原地转动的方式使AGV小车1与目标位姿重合，由于在调整AGV小车1的位姿的过程中，该方法的二维码3始终完全显示在相机2的相机视野内，因此该方法能够有效地解决由于在调整AGV小车1的位姿的过程中丢失二维码3的视野而无法将AGV小车1调整至与目标位姿重合的问题。
第二方面，参照图4，图4所示为本申请提供的一种电子设备，包括：处理器401和存储器402，处理器401和存储器402通过通信总线403和/或其他形式的连接机构（未标出）互连并相互通讯，存储器402存储有处理器401可执行的计算机可读取指令，当电子设备运行时，处理器401执行该计算机可读取指令，以执行上述实施例的任一项可选的实现方式，以实现以下功能：S1、基于激光SLAM导航根据目标位姿控制AGV小车1移动；S2、控制AGV小车1原地转动，直至二维码3完全显示在相机2的相机视野内且相机2的背侧中心朝向预设的调整路径倾斜，调整路径为垂直于二维码3端面且经过目标位姿的中心所在的位置点的直线路径；S3、基于二维码和图像信息控制AGV小车1沿相机2的背侧方向移动，直至AGV小车1的中心与调整路径重合；S4、基于二维码和图像信息控制AGV小车1沿调整路径朝向目标位姿移动，直至AGV小车1的中心与目标位姿的中心重合；S5、基于二维码和图像信息控制AGV小车1原地转动，以使AGV小车1对应的小车坐标系与目标位姿对应的目标坐标系重合。
第三方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一项可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：S1、基于激光SLAM导航根据目标位姿控制AGV小车1移动；S2、控制AGV小车1原地转动，直至二维码3完全显示在相机2的相机视野内且相机2的背侧中心朝向预设的调整路径倾斜，调整路径为垂直于二维码3端面且经过目标位姿的中心所在的位置点的直线路径；S3、基于二维码和图像信息控制AGV小车1沿相机2的背侧方向移动，直至AGV小车1的中心与调整路径重合；S4、基于二维码和图像信息控制AGV小车1沿调整路径朝向目标位姿移动，直至AGV小车1的中心与目标位姿的中心重合；S5、基于二维码和图像信息控制AGV小车1原地转动，以使AGV小车1对应的小车坐标系与目标位姿对应的目标坐标系重合。
由上可知，本申请提供的一种基于二维码的AGV位姿调整方法、电子设备及存储介质，先将AGV小车1移动至目标位姿附近，并通过AGV小车1原地转动的方式使二维码3完全显示在相机2的相机视野内且相机2的背侧中心朝向调整路径倾斜，再通过控制AGV小车1沿相机2的背侧方向移动和控制AGV小车1沿调整路径朝向目标位姿移动的方式使AGV小车1的中心与目标位姿的中心重合，最后通过AGV小车1原地转动的方式使AGV小车1与目标位姿重合，由于在调整AGV小车1的位姿的过程中，该方法的二维码3始终完全显示在相机2的相机视野内，因此该方法能够有效地解决由于在调整AGV小车1的位姿的过程中丢失二维码3的视野而无法将AGV小车1调整至与目标位姿重合的问题。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个机器人，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以上升至一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于二维码的AGV位姿调整方法，用于将AGV小车引导定位至预设的目标位姿，所述AGV小车上安装有相机，所述相机用于采集所述AGV小车直线前进方向的图像信息，所述AGV小车所在场景具有位置固定的二维码，所述二维码与所述目标位姿的位姿关系预先标定，其特征在于，所述基于二维码的AGV位姿调整方法包括以下步骤：
基于激光SLAM导航根据所述目标位姿控制所述AGV小车移动至所述目标位姿附近；
控制所述AGV小车原地转动，直至所述二维码完全显示在所述相机的相机视野内且所述相机的背侧中心朝向预设的调整路径倾斜，所述调整路径为垂直于所述二维码端面且经过所述目标位姿的中心所在的位置点的直线路径；
基于所述二维码和所述图像信息控制所述AGV小车沿所述相机的背侧方向移动，直至所述AGV小车的中心与所述调整路径重合；
基于所述二维码和所述图像信息控制所述AGV小车沿所述调整路径朝向所述目标位姿移动，直至所述AGV小车的中心与所述目标位姿的中心重合；
基于所述二维码和所述图像信息控制所述AGV小车原地转动，以使所述AGV小车对应的小车坐标系与所述目标位姿对应的目标坐标系重合。
2.根据权利要求1所述的基于二维码的AGV位姿调整方法，其特征在于，所述控制所述AGV小车原地转动，直至所述二维码完全显示在所述相机的相机视野内且所述相机的背侧中心朝向预设的调整路径倾斜的步骤包括：
获取所述AGV小车与预设的调整路径的位置关系；
根据所述位置关系控制所述AGV小车原地转动，直至所述二维码完全显示在所述相机的相机视野内且所述相机的背侧中心朝向所述调整路径倾斜。
3.根据权利要求2所述的基于二维码的AGV位姿调整方法，其特征在于，所述根据所述位置关系控制所述AGV小车原地转动，直至所述二维码完全显示在所述相机的相机视野内且所述相机的背侧中心朝向所述调整路径倾斜的步骤包括：
若所述AGV小车位于所述调整路径的左侧，控制所述AGV小车的前侧向左转动，直至所述二维码完全显示在所述相机的相机视野内且所述相机的背侧中心朝向所述调整路径倾斜；
若所述AGV小车位于所述调整路径的右侧，控制所述AGV小车的前侧向右转动，直至所述二维码完全显示在所述相机的相机视野内且所述相机的背侧中心朝向所述调整路径倾斜。
4.根据权利要求2所述的基于二维码的AGV位姿调整方法，其特征在于，所述获取所述AGV小车与预设的调整路径的位置关系的步骤包括：
根据所述目标位姿和预设距离在所述调整路径上确定临时点；
根据预先标定的第一变换关系和所述预设距离获取第二变换关系，并根据所述图像信息获取第三变换关系，所述第一变换关系为所述目标位姿相对于所述二维码的位姿关系，所述第二变换关系为所述临时点相对于所述二维码的位姿关系，所述第三变换关系为所述AGV小车相对于所述二维码的位姿关系；
根据所述第二变换关系和所述第三变换关系获取第四变换关系，并根据所述第四变换关系获取所述AGV小车与所述调整路径的位置关系，所述第四变换关系为所述临时点相对于所述AGV小车的位姿关系。
5.根据权利要求4所述的基于二维码的AGV位姿调整方法，其特征在于，所述第一变换关系的预先标定过程包括以下步骤：
示教移动所述AGV小车，以使所述小车坐标系与所述目标坐标系重合；
通过所述相机获取包括二维码的基准图像信息，并根据所述基准图像信息获取第五变换关系，所述第五变换关系为在所述AGV小车与所述目标位姿重合时，所述相机相对于所述二维码的位姿关系；
根据所述第五变换关系和预先标定的所述相机与所述AGV小车的第一坐标转换矩阵获取所述第一变换关系。
6.根据权利要求1所述的基于二维码的AGV位姿调整方法，其特征在于，所述控制所述AGV小车原地转动，直至所述二维码完全显示在所述相机的相机视野内且所述相机的背侧中心朝向预设的调整路径倾斜的步骤包括：
控制所述AGV小车原地转动，直至二维码完全显示在所述相机的相机视野的边缘且所述相机的背侧中心朝向预设的调整路径倾斜。
7.根据权利要求1所述的基于二维码的AGV位姿调整方法，其特征在于，所述基于所述二维码和所述图像信息控制所述AGV小车沿所述调整路径朝向所述目标位姿移动，直至所述AGV小车的中心与所述目标位姿的中心重合的步骤包括：
根据所述目标位姿和所述AGV小车的当前位置信息确定行驶方向；
根据所述行驶方向调整所述AGV小车的朝向，以使所述AGV小车的朝向与所述行驶方向重合；
基于所述二维码和所述图像信息控制所述AGV小车沿所述行驶方向向前步进式移动，直至所述AGV小车的中心与所述目标位姿的中心重合。
8.根据权利要求1所述的基于二维码的AGV位姿调整方法，其特征在于，所述基于所述二维码和所述图像信息控制所述AGV小车原地转动，以使所述AGV小车对应的小车坐标系与所述目标位姿对应的目标坐标系重合的步骤包括：
根据所述相机采集的图像信息获取第三变换关系，所述第三变换关系为所述AGV小车相对于所述二维码的位姿关系；
根据所述第三变换关系和预先标定的第一变换关系获取第二坐标转换矩阵，并根据所述第二坐标转换矩阵获取转动量信息，所述第一变换关系为所述目标位姿相对于所述二维码的位姿关系，所述第二坐标转换矩阵为所述目标位姿与所述AGV小车的坐标转换矩阵；
基于所述二维码和所述图像信息根据所述转动量信息控制所述AGV小车原地转动，以使所述AGV小车对应的小车坐标系与所述目标位姿对应的目标坐标系重合。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-8任一项所述方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时运行如权利要求1-8任一项所述方法中的步骤。
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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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| GR01 | Patent grant | ||
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