[发明专利]基于二维码的导航系统和方法、导航标记物及导航控制器

说明书

本申请公开了一种基于二维码的导航系统，其包括：多个导航标记、配备有相对导航装置和摄像头的自动引导车以及控制器，其中控制器接收摄像头所采集的导航标记的图像并识别导航标记，当识别出当前导航标记包括二维码时，其基于该二维码确定导航用基准方向以及当前导航标记的位置；当识别出不包括二维码时，其基于当前导航标记中的辅助图形标记确定导航用基准方向，并且基于前一个导航标记的位置以及相对导航装置检测到的自动引导车从前一个导航标记到当前导航标记的位移和行驶方向确定当前导航标记的位置。本申请还公开了相应的导航方法、导航标记物和控制器。根据本发明，大幅提高了基于二维码的导航系统和方法的鲁棒性。

技术领域

本发明总体地涉及移动机器人导航领域；更具体地，涉及基于二维码的机器人导航技术。

背景技术

基于阵列式二维码的视觉导航可与相对导航进行组合，凭借其良好的互补性和自主性逐渐成为导航领域的重要发展方向和极具发展前景的导航技术。

阵列式二维码导航系统通常包括在导航区域内铺设的均匀或非均匀的二维码阵列，每个二维码存储该二维码所在位置的地面坐标信息或与该地面坐标信息一一对应的对应信息(通过对应信息，可解算或查找出对应的坐标信息)。自动引导车(Automated GuidedVehicle,AGV)通过摄像头对二维码进行读取和识别，综合二维码编码信息和其在图像中的位置信息，可以对AGV小车进行准确的绝对定位。该视觉导航获得的绝对定位可以用于对相对导航进行校准，从而消除或至少减小相对导航由于漂移引入的导航误差。

基于二维码的导航方式较为适合在无人环境中使用。而在有人的环境中，人员行走会污染、损坏二维码，从而可能导致二维码识别失败，影响组合导航系统的稳定运行。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提高导航系统和方法的鲁棒性。

根据本发明的第一方面，提供一种基于二维码的导航系统，其包括：设置在预定的导航区域中的多个导航标记，所述多个导航标记布置成阵列，每一个导航标记包括二维码和辅助图形标记中的至少一者；自动引导车，配备有相对导航装置和摄像头，当所述自动引导车在所述导航区域中相继地经过导航标记上方时，所述摄像头采集自动引导车所经过的导航标记的图像，所述相对导航装置检测所述自动引导车从前一个导航标记到当前导航标记的位移和行驶方向；以及控制器，其接收来自所述摄像头和相对导航装置的信息，确定导航用基准方向和当前导航标记的位置，并基于所述导航用基准方向和当前导航标记的位置，控制自动引导车的行驶，其中，所述控制器接收所述摄像头所采集的导航标记的图像并识别导航标记，当识别出当前导航标记包括二维码时，其基于该二维码确定导航用基准方向以及当前导航标记的位置；当识别出所述导航标记不包括二维码时，其基于当前导航标记中的辅助图形标记确定所述导航用基准方向，并且基于前一个导航标记的位置以及所述相对导航装置检测到的自动引导车从前一个导航标记到当前导航标记的位移和行驶方向确定当前导航标记的位置。

根据本发明的第二方面，提供一种基于二维码的导航方法，该方法用于在具有布置成阵列的多个导航标记的导航区域中对自动引导车进行导航，每一个导航标记包括二维码和辅助图形标记中的至少一者，所述自动引导车设置有相对导航装置和摄像头，所述方法包括以下处理：当自动引导车在所述导航区域中相继地经过导航标记上方时，通过所述相对导航装置检测自动引导车从前一个导航标记到当前导航标记的位移和行驶方向；当自动引导车经过当前导航标记上方时，通过所述摄像头采集当前导航标记的图像；识别所述图像，并且当识别出当前导航标记包括二维码时，基于该二维码确定导航用基准方向以及当前导航标记的位置；当识别出当前导航标记不包括二维码时，基于当前导航标记中的辅助图形标记确定所述导航用基准方向，并且基于前一个导航标记的位置以及所述相对导航装置检测到的自动引导车从前一个导航标记到当前导航标记的位移和行驶方向确定当前导航标记的位置；以及基于所确定的导航用基准方向和当前导航标记的位置，控制自动引导车的行驶。