[发明专利]移动机器人定位方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种移动机器人定位方法及系统。

背景技术

移动机器人在仓储物流、移动操作等领域有着广泛的应用需求。在机器人移动过程中，定位是机器人移动平台的重要的功能。传统的移动机器人在方法上大都采用贴制磁条，嵌入磁钉的方法。这些方法能够实现规定轨迹的平台移动任务，但是运动方式较为单一。现代移动机器人的使用过程中，要求移动机器人在有限空间中从线轨迹改变为面内任意轨迹的运动。

面内任意轨迹的移动机器人，在定位方式上有多种方法。比如，加入编码器的方法可以在微小的距离下进行定位操作，但机器人运动过程中的打滑现象会造成这种方法的误差累积，从而造成定位不准确；加装射频识别设备的定位方法，是构造一系列的射频标签，并构造对应的地理坐标寻址表进行标签对应，但是多个射频标签如果在空间分布较为密集，则会在定位中产生干扰，造成定位不准确；一维码或条形码定位方式，需要求在二维码横向偏离不大的情况下对其进行解码，这不符合机器人运动任意性的特点。

综上所述，寻求一种准确、快速地对移动机器人进行定位的方法是一个亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对传统技术中移动机器人在面内移动位置定位困难的问题，提供一种能够快速、准确地对移动机器人在面内的运动进行定位的移动机器人定位方法及系统。

为实现本发明目的提供的一种移动机器人定位方法，包括以下步骤：

获取移动机器人所在场景内的场景图像，并将所述场景图像转换为灰度图像；

从所述灰度图像中获取二维码，并获取所述二维码的中心点坐标及所述二维码的正方向；

计算所述二维码的中心点和所述灰度图像的中心点构成的二维向量与所述二维码的正方向之间的夹角；

计算所述二维码的中心点与所述灰度图像的中心点之间的第一距离；

根据所述第一距离、所述夹角及所述二维码的中心点坐标计算得到所述灰度图像的中心点的坐标作为所述移动机器人的位置坐标。

作为一种移动机器人定位方法的可实施方式，还包括以下步骤：

计算所述灰度图像的正方向和所述二维码的正方向之间的夹角作为所述移动机器人的偏航角度。

作为一种移动机器人定位方法的可实施方式，所述从所述灰度图像中获取二维码，包括以下步骤：

对所述灰度图像进行边缘检测；

构造矩形结构的形态学单元结构对所述灰度图像的边缘结构进行膨胀操作，得到膨胀结果；

根据所述膨胀结果对所述灰度图像的边缘进行轮廓查找，得到所述灰度图像的原始轮廓；

利用预设数量顶点的包络线对所述原始轮廓进行拟合，得到拟合后的多个轮廓区域；

对所得到的轮廓区域进行基于边数及区域大小过滤，得到二维码轮廓区域；

对所述二维码轮廓区域进行子图切割，并对得到的子图进行全局阈值的二值化操作，得到二维码。

作为一种移动机器人定位方法的可实施方式，获取所述二维码的正方向包括以下步骤：

设置欧拉参数，确定所述二维码的3个定位块，并确定主定位块；

根据所述主定位块及第一象限假设确定辅助定位块；

确定所述主定位块和所述辅助定位块之间的区域质心连线，并确定所述二维码的中心点在所述区域质心连线上的投影点；

确定所述二维码的中心点到所述投影点的方向为所述二维码的正方向。

作为一种移动机器人定位方法的可实施方式，根据所述第一距离、所述夹角及所述二维码的中心点坐标计算得到所述灰度图像的中心点的坐标，包括以下步骤：

对像素点进行标定，获取单个像素点对应的实际物理距离；

根据单个像素点对应的实际物理距离确定所述第一距离对应的第一实际距离；

根据所述中心点坐标、所述第一实际距离及所述夹角确定所述灰度图像中心点的坐标。

作为一种移动机器人定位方法的可实施方式，通过对所述二维码进行解析获取所述二维码的坐标数据作为所述二维码的中心点坐标。

作为一种移动机器人定位方法的可实施方式，还包括在预设移动机器人移动场景中设置二维码标签的步骤。

基于相同构思的一种移动机器人定位系统，包括安装有工业相机的移动机器人、设置在预设移动机器人移动场景中的多个二维码标签及上位机，其中：

所述工业相机与上位机通讯连接，能够获取包含所述二维码标签的场景图像，并将所述场景图像传输给所述上位机；

所述上位机能够通过分析所述场景图像确定所述移动机器人的位置。