[发明专利]一种面向家居板材上下料的基于激光雷达的平面多板材定位方法

说明书

一种面向家居板材上下料的基于激光雷达的平面多板材定位方法，所述定位方法包括以下步骤：(1)相机的二维码定位与识别：根据SSD来定位二维码，根据datamatrix库来识别二维码；(2)线激光的数据采集与分析；(3)结合二维码信息和线激光信息计算质心，过程如下：利用二位码信息和激光雷达获得的轮廓信息，进行针对离二维码最近距离的直线聚类，再用直线聚类情况构成相关直角结合二维码信息计算出质心，用二位码信息和激光雷达获得的轮廓信息，进行针对离二维码最近距离的直线聚类，再用直线聚类情况构成相关直角结合二维码信息计算出质心。本发明自动定位、精度较高、工作效率较高。

技术领域

本发明属于平面多板材定位方法，涉及计算机视觉、图像处理、家具板材上下料、激光数据重建、板材自动定位等技术领域，尤其是针对板材自动定位方法。

背景技术

现有的大部分的家具板材上下料都是依靠人工手段，需要工人手动搬运板材，很少有企业针对结合视觉模块以及激光雷达来高精度的定位板材，然后利用机器人进行高效吸取释放的研发，因此，目前对于平面多板材定位方法的研究少之又少。市场仅有的几家针对结合机器人的家具板材上下的料系统，都只是利用相机当做数据采集器，很少有像本此方法一样结合激光雷达来高精度采集数据，进行算法开发的。总体来说，市场上的机器人家居板材上下料仍存在精度问题，很难解决多块板材拼接的定位问题。

发明内容

为了克服已有板材定位方式的人工定位、精度较低、工作效率较低的不足，本发明提供一种自动定位、精度较高、工作效率较高的面向家居板材上下料的基于激光雷达的平面多板材定位方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种面向家居板材上下料的基于激光雷达的平面多板材定位方法，所述定位方法包括以下步骤：

(1)相机的二维码定位与识别：根据SSD来定位二维码，根据datamatrix库来识别二维码；

(2)线激光的数据采集与分析，过程如下：

利用多个RPLIDAR激光雷达采集数据，并对数据进行整合，通过对数据进行分析获得大致轮廓；

首先对每一个激光雷达进行标定，将多个激光雷达的坐标统一到一个坐标系下，然后利用多个RPLIDAR激光雷达采集数据，将数据保存在二维图像上，然后对每一幅图像上的数据进行整合，将其整合到一张图像上；

再对整合好的图像利用霍夫直线检测的方法进行直线检测，将检测到的直线段数据保存下来，保存的直线段信息包括直线段的两个端点，直线段的直线一般方程系数A,B,C,直线段斜率，直线段的长度，以及直线段的正切角。

完成直线段检测后，对直线段数据进行直线段拟合，将斜率相同距离很近的直线段进行拟合，拟合的情况有两种，第一种是两直线的距离小于一定阈值且斜率的差值小于一定阈值，将长度较短的直线投影到较长的直线上，若较短的直线的两端点的投影均在较长直线的两端点之间，则删去较短的直线。第二种是两直线的距离小于一定阈值且斜率的差值小于一定阈值，将长度较短的直线投影到较长的直线上，若较短的直线的有一个端点的投影在较长直线的两端点之间，另一个端点的投影没在较长直线的两端点之间，则保留该在较长直线上四个端点中距离最大的两个端点，并用该两个端点生成一条新的直线，将直线的两个直线剔除；

在拟合完直线后，将保留下来的直线段进行直角检测，根据直线的斜率以及两直线的距离来确定是否能够成直角，两直线的正切角差值接近π/2，且其中一条直线段的两端点和另一直线段的两端点中两两组合的最小距离值小于阈值，则认为构成直角，将检测出来的直角保留下来。直角的信息主要包括两直角边的直线段信息，直角点，直角的两个端点，直角的外切圆，以及外切圆圆心和半径等信息；

然后在进行直角拟合，将距离相近的且方向一样的直角只保留有较长直线段的直角；