[发明专利]一种基于多标识的物体定位定姿方法及系统

权利要求书

1.一种基于多标识的物体定位定姿方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在待定位物体的运动空间内设置多个彼此不同的可识别的标识；

步骤2，通过设置在所述待定位物体上的摄像装置拍摄包含至少一个所述标识的图像；

步骤3，对所述图像中的全部标识进行识别、处理和筛选，得到唯一的目标标识，并确定所述目标标识在图像坐标系中的位置信息；

步骤4，对所述目标标识进行解码，得到所述目标标识的编号；

步骤5，根据所述目标标识的编号确定所述目标标识在世界坐标系中的标识坐标；

步骤6，根据所述位置信息、所述标识坐标确定所述待定位物体的位姿。

2.根据权利要求1所述的物体定位定姿方法，其特征在于，步骤3中，具体包括：

步骤3.1，根据预存的opencv识别算法对所述图像进行识别，得到所述图像的二值轮廓图，并确定所述图像中各轮廓的顶点；

步骤3.2，根据所述顶点得到的变换矩阵对所述图像进行处理，得到待确定标识；

步骤3.3，判断所述待确定标识的数量，当所述待确定标识的数量等于1时，将所述待确定标识作为目标标识；当所述待确定标识的数量大于1时，判断各所述待确定标识的轮廓面积；

步骤3.4，当各所述待确定标识的轮廓面积不同时，将轮廓面积最大的所述待确定标识作为目标标识；当各所述待确定标识的轮廓面积相同时，判断各所述待确定标识的中点与所述图像的像主点之间的距离，选择与所述像主点距离最近的所述待确定标识为目标标识；

步骤3.5，分别确定所述目标标识的各顶点在所述图像坐标系中的顶点坐标，得到所述目标标识在图像坐标系中的位置信息。

3.根据权利要求2所述的物体定位定姿方法，其特征在于，步骤3.1中，具体包括：

步骤3.1.1，依次对所述图像进行灰度化处理和二值化处理，得到二值图像，并对所述二值图像去噪；

步骤3.1.2，根据预设的轮廓提取算法提取所述二值图像的轮廓；

步骤3.1.3，根据预设的轮廓阈值，去除面积小于所述轮廓阈值的轮廓；

步骤3.1.4，对保留的所述轮廓进行多边形近似，得到多边形轮廓；

步骤3.1.5，判断所述多边形轮廓是否为凸多边形，去除不为凸多边形的多边形轮廓；

步骤3.1.6，提取保留的所述多边形轮廓的顶点。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的物体定位定姿方法，其特征在于，步骤6中，具体包括：

步骤6.1，根据所述位置信息、所述标识坐标和预设的位姿解算算法，确定所述目标标识在所述世界坐标系相对于所述图像坐标系的位姿；

步骤6.2，根据预设的求逆运算确定所述图像坐标系相对于所述世界坐标系的位姿，得到所述待定位物体的位姿。

5.根据权利要求4所述的物体定位定姿方法，其特征在于，还包括：

步骤7，当所述待定位物体平动或转动时，重新执行步骤2至步骤6，确定所述待定位物体的位姿。

6.一种基于多标识的物体定位定姿系统，其特征在于，包括：多个彼此不同的可识别的标识，以及待定位物体，其中：

所述标识设置在所述待定位物体的运动空间内；

所述待定位物体包括：

摄像装置，用于拍摄包含至少一个所述标识的图像；

处理器，用于对所述图像中的全部标识进行识别、处理和筛选，得到唯一的目标标识，并确定所述目标标识在图像坐标系中的位置信息，并对所述目标标识进行解码，得到所述目标标识的编号，并根据所述目标标识的编号确定所述目标标识在世界坐标系中的标识坐标，并根据所述位置信息、所述标识坐标确定所述待定位物体的位姿。