[发明专利]二维码识别方法及基于其的机器人视觉导航自定位方法

说明书

本发明公开了一种二维码识别方法及基于其的机器人视觉导航自定位方法，二维码的编码图案的顶角定位方格为在二维码的编码图案四个顶角的其中三个顶角分别设有一个定位方格，中间九宫格编码区域是由3*3的数值方格组成。识别方法对九宫格编码区域进行横向与纵向九个区域的划分解码出对应的二进制数，并根据定位方格不同的位置组合确定视角方向和每个数值方格的二进制字符串，获得二维码的数据信息，能够准确提取出二维码信息，根据不同视角方向进行识别。机器人视觉导航自定位方法通过九宫格编码方案来标记不同的交叉路口，根据视觉识别的编码结果实现机器人自主定位，进而实现按照既定规划路径的自主行走，不仅成本低，而且简单可靠。

技术领域

本发明涉及一种二维码识别方法及基于其的机器人视觉导航自定位 方法，属于人工智能技术领域。

背景技术

目前，基于视觉导航的巡检机器人是人工智能领域研究的一个重要课题， 未来的商业化市场应用极其广泛，如博物馆导游机器人为游客讲解历史文物 古迹、送餐机器人沿轨迹线为顾客订餐、送餐，酒店服务机器人自规划路径 为顾客托运行李、引导顾客到达客房等。在提供这些服务的同时，机器人需 要知道目前所在的位置，下一步往哪个方向行走才能到达目的地等。那么， 机器人的自主定位成为了机器人视觉导航不可或缺的一项重要环节，精确定 位更是机器人实现正确行走的重要指标。

近些年，随着计算机硬件设施的升级，其计算处理能力不断增强，而且 摄像头分辨率逐渐提高，满足了视觉导航系统的高精度、实时导航的需求。 因此，机器人利用视觉信息来实现自定位，具有实时性好、易实施和成本低 等优点。目前，基于视觉实现自定位的相关研究有：利用门牌号和RFID标签 相结合的自定位和导航、采用条形编码格式的路标来实现机器人的定位等。

如果把机器人运行的真实路线环境用拓扑图来表示其相对结构，拓扑图 中的每一个节点代表实际路线交叉处的路径节点，节点之间的权值代表实际 路径节点之间的距离，这样选定起始点以及目标点，利用迪杰斯特拉算法就 可以在拓扑图结构中为机器人规划好最短路径。机器人能够按此路径依次经 过若干节点，正确到达目标点的前提是要对路径节点进行准确识别。机器人 自主定位就是对于不同的路径节点进行识别，但是由于地面上没有足够的特 征便于机器人去直接识别，而且对于不同的路口处需要设置不同的区别标识， 所以，机器人运行路径的节点设计并非一件容易的事情。

因此，需要提出一种简单易用、准确可靠的机器人视觉导航自定位方法。

发明内容

为解决上述现有技术上的不足，本发明提供了一种二维码及其识别方法， 简单易用，准确度高；还提供了一种基于其的机器人视觉导航自定位方法， 不仅定位准确，而且又能辨识机器人来向，更加具有实用性。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

一方面，本发明实施例提供的一种二维码，所述二维码的编码图案包括 顶角定位方格和中间九宫格编码区域，所述顶角定位方格为在二维码的编码 图案四个顶角的其中三个顶角分别设有一个定位方格；所述中间九宫格编码 区域是由3*3的数值方格组成，每个数值方格代表二进制字符串的码字符号 “0”或者“1”，自上而下，从左到右对应的二进制位数依次是0～8。

作为本实施例一种可能的实现方式，根据二维码的编码图案四个顶角的 其中三个顶角的定位方格的不同位置组合来判断二维码的视角方向。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述九宫格编码区域中每个数值方 格用黑白色表示“1”和“0”，每个二维码的中间九宫格编码区域对应不同的 编码。

另一方面，本发明实施例提供的一种上述所述二维码的识别方法，它包 括以下步骤：

S1：获取待识别的二维码的编码图案；

S2：利用背景和前景的差别自适应选取阈值进行图像二值化处理；