[发明专利]一种用于室内无轨导航的五点红外顶标及其识别方法

说明书

本发明适用于自动控制技术领域，提供了一种用于室内无轨导航的五点红外顶标及其识别方法，该方法包括：S1、查找当前定位红标中距离最大的两个标记点A¹和B¹；S2、查找当前红外顶标中距A¹和B¹所在直线最远的标记点E¹；S3、将标记点E¹为原点，建立当前红外顶标的直角坐标系；S4、依次计算剩余标记点在直角坐标系中坐标，检测是否存在与第一设定坐标重合的标记点，若存在，则记为C¹；S5、检测是否存在与第二设定坐标重合的标记点，若存在，则标记为D¹，红外顶标读取成功。相对位姿标记点设于红外顶标中的五个拐角处，包围了该红外顶标中的所有ID计数标记点，保证了ID计数标记点不会被漏读，杜绝了红外顶标中的ID被错读，提高了定位导航的准确性。

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，提供了一种用于室内无轨导航的五点红外顶标及其识别方法。

背景技术

室内移动机器人的导航方法根据是否有需要铺设轨道可分为：有轨导航和无轨导航。以磁导轨(或磁钉)为代表的有轨导航虽然原理简单、易控制，但其路径固定，灵活性不够。无轨导航常用的有惯性导航、激光SLAM、视觉SLAM以及路标导航等。其中惯性导航到后期累计误差较大，激光SLAM设备成本较高且抗干扰能力较弱，视觉SLAM对场景特征要求较高且场景不能频变(即可靠性较低)。路标导航又法可分为自然路标模式和人工路标模式，其中自然路标导航计算复杂、鲁棒性不强、实时性较。人工路标中较为典型的为可视化标签，而其又可分为自然光环境下和红外光环境下两种模式。其中，自然光环境模式容易受到光亮度的影响，可靠性低。而红外光下的可视化标签通常为红外发光装置或红外反光材料，且在采集图像的镜头前加上一层红外带通滤片，是的相机能够捕捉环境中特定波长的路标信息，这种方式可以大大降低室内其他光线的干扰，可靠性较高。

用于导航定位的红外标签包含两种信息标记点：相对位姿标记点和ID计数标记点。其中，相对位姿标记点用于计算机器人与该标签的相对位姿坐标，而ID计数标记点用于计算该标签的身份信息(每个标签具有唯一ID，并对应一个具体绝对位姿坐标)，二者结合即可计算出机器人的绝对位姿坐标。

目前已出现的类似红外顶标定位方法有韩国Stargazer的三点法，如图1所示，该方法是提取标签中构成直角坐标系的三个坐标点作为相对位姿标记点，而这三个相对位姿标记点没有完全包围ID计数标记点，当标签靠近视野边缘时，程序中截取的图像可能会失去个别ID计数标记点，而在三个相对位姿标记点完整的情况下，传感器会输出错误ID，影响后续定位导航结果。

发明内容

本发明实施例提供一种用于室内无轨导航的五点红外顶标，识别红外顶标中位于拐角处的五个相对位姿标记点，可以避免边缘地带红外顶标的ID计数标记点读取出现丢失，提高了室内导航的精准性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于室内无轨导航的五点红外顶标，该红外顶标包括：

底板，采用非反光材料制成，在底板上设有标记点，标记点采用反光材料制成，呈M*M等距网格分布，且在一个边角处缺设，将位于五个拐点处的标记点定义为相对位姿标记点，剩余的标记点为ID计数标记点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于室内无轨导航的五点红外顶标的识别方法，所述方法包括如下步骤：

S1、查找当前定位红标中距离最大的两个标记点，记为第一相对位姿标记点A¹和第二相对位姿标记点B¹；

S2、查找当前红外顶标中距标记点A¹和标记点B¹所在直线最远的标记点，记为第三相对位姿标记点E¹；