[发明专利]基于刚体变换的视觉导引方法及视觉导引车

说明书

技术领域

本发明涉及车辆导引领域，尤其涉及一种基于刚体变换的视觉导引方法及视觉导引车。

背景技术

随着科技的发展，车辆的自动导引技术被广泛的应用，车辆能够按照规划好的路线自动运行，不需要人工操作，因而能大大提高工作效率，节约人工成本。

目前的自动导引方式主要是光学导引、电磁导引等方法。然而这些方法都有其局限性，随着技术的发展，也出现了一些新的导向技术，如视觉导引技术，此方法能有效降低导引难度，使车辆便于控制，但控制精度比较低，并且在长时间的工作后，容易产生积累误差，影响正常的作业。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于刚体变换的视觉导引方法及视觉导引车。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种基于刚体变换的视觉导引方法，包括以下步骤：

步骤一、在视觉导引车的应用场所内铺设间隔2m的二维码标签，二维码标签含有坐标、工位信息；在应用场所设置一终控机，终控机中设置一与所述二维码标签具有点对应关系的空间坐标系；

步骤二、终控机通过无线通信模块与视觉导引车的工控机建立无线桥接，工控机连接驱动模块、视觉系统，在终控机内设置视觉导引车的运动轨迹，终控机将信息发送给工控机，工控机控制驱动模块驱动视觉导引车移动；

步骤三、视觉导引车的视觉系统采集二维码标签图像，经图像处理，同时获取二维码标签偏移角度及二维码标签中的坐标、工位信息，视觉导引车运动方向角度即为二维码标签的偏移角度的取负；

步骤四、根据前后相邻二维码标签的信息对比，计算出视觉导引车运行速度；

步骤五、终控机根据视觉导引车实际位置和运动状态，得到视觉导引车的位置偏移量和航向偏移量，向工控机发出位置校正信息，工控机控制驱动模块完成位置校正，控制视觉导引车按规划运动轨迹移动。

一种基于刚体变换的视觉导引方法的视觉导引车，包括视觉导引车车体，车体上安装有工控机，工控机通过驱动模块控制车体运动，车体上还安装有视觉系统，视觉系统包括视觉传感器、高速图像采集系统、图像处理系统；还包括铺设在应用场所的间隔2m的二维码标签，二维码标签含有坐标、工位信息；还包括一设置在视觉导引车应用场所内的终控机、无线通信模块，终控机内规划车体运动轨迹，并向工控机发送车体运动指令；所述无线通信模块建立终控机与工控机无线桥接，视觉系统采集视觉导引车运行角度、速度并通过无线通信模块实时反馈至终控机。

本发明的有益效果是：

本发明的视觉导引方法基于图像的刚性变换处理原理，结合二维码识别技术，具有时效性、工作效率、灵敏度高，定位准确的特点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明二维码图像处理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1、2所示，一种基于刚体变换的视觉导引方法，包括以下步骤：

步骤一、在视觉导引车5的应用场所1内铺设间隔2m的二维码标签2，二维码标签2含有坐标、工位信息；在应用场所1设置一终控机3，终控机3中设置一与所述二维码标签2具有点对应关系的空间坐标系；

步骤二、终控机3通过无线通信模块4与视觉导引车5的工控机6建立无线桥接，工控机6连接驱动模块7、视觉系统8，在终控机3内设置视觉导引车5的运动轨迹，终控机3将信息发送给工控机6，工控机6控制驱动模块8驱动视觉导引车5移动；

步骤三、视觉导引车5的视觉系统8采集二维码标签2图像，经图像处理，同时获取二维码标签2偏移角度及二维码标签2中的坐标、工位信息，视觉导引车5运动方向角度即为二维码标签2的偏移角度的取负；

步骤四、根据前后相邻二维码标签2的信息对比，计算出视觉导引车5运行速度；

步骤五、终控机3根据视觉导引车5实际位置和运动状态，得到视觉导引车5的位置偏移量和航向偏移量，向工控机6发出位置校正信息，工控机6控制驱动模块7完成位置校正，控制视觉导引车5按规划运动轨迹移动。

刚体变换也可以理解为保持长度、角度、面积等不变的仿射变换，根据刚体变换原理，把车辆和车载摄像机看做是位置、角度保持固定的整体，如图2所示，摄像机采集到的图像的偏转角度θ即为车辆的运行角度的取负，再融合二维码中含有的位置信息，坐标信息，计算出自动导引车的速度和位置，从而控制车辆运行。