[发明专利]一种用于室内无轨导航的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红外顶标及其识别方法，方法包括：S1、查找当前区域内的最大尺寸标记点，记为第一相对位姿标记点Osupgt;1/supgt;；S2、两次查找当前区域内的最小尺寸标记点，检测两个最小尺寸标记点是否为均标记点二，若检测结果为是，将所述两个尺寸最小的标记点作为第二相对位姿标记点Asupgt;1/supgt;和第三相对位姿标记点Bsupgt;1/supgt;；S3、以第一相对位姿标记点Osupgt;1/supgt;为坐标原点，检测向量Osupgt;1/supgt;Asupgt;1/supgt;是否为Y轴，若检测结果为是，则将向量Osupgt;1/supgt;Asupgt;1/supgt;是否为Y轴，向量Osupgt;1/supgt;Bsupgt;1/supgt;作为X轴，若检测结果为否，则将向量Osupgt;1/supgt;Asupgt;1/supgt;是否为X轴，向量Osupgt;1/supgt;Bsupgt;1/supgt;是否为Y轴；S4、计算剩余标记点在该直角坐标系中的坐标。充分利用红外顶标的面积，增加了ID计数标记点的数目。

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的等尺寸三点法，如图1所示，等尺寸三点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，图1中灰色圆圈，该标签中所有的反光圆片都是同尺寸的，为了确定原点，需满足非中心对称性，正方形标签的一个角处没有反光圆片，但同样导致ID计数标记点少一个，即标签ID种类直接减半。

发明内容

本发明实施例提供一种用于室内无轨导航的红外顶标，在保证红外顶标中的相对位姿信息被有效读取的同时，尽可能多的增加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，中心呈M*M等距网格分布；

一个边角上的标记点为标记点一，标记点一的尺寸为尺寸一，该边角的两相邻边角上的标记点为标记点二，标记点二的尺寸为尺寸二，其余位置的标记点为标记点三，标记点三的尺寸为尺寸三，标记点一及标记点二构成相对位姿标记点，标记点三为ID计数标记点，采用ID计数进行标识。

进一步的，标记点一的尺寸大于标记点三的尺寸，标记点三的尺寸大于标记点二的尺寸。

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红外顶标的识别方法，所述方法包括如下步骤：

S1、查找当前区域内的最大尺寸标记点，记为第一相对位姿标记点O¹；