[发明专利]一种基于傅里叶-梅林变换的货物定位方法

说明书

本发明公开了一种基于傅里叶‑梅林变换的货物定位方法，包括：步骤一，建立绝对坐标系，设置标定点，识别标定点定位货架的位置信息；步骤二，安装摄像头在避光处；步骤三，建立图像特征库，实时提取拍摄的货物的特定帧图像作为相应货物位置的特征图像，通过货架的位置信息，获得仿射变换矩阵，再仿射变换得到新的特征图像，记为货物特征图像库；步骤四，获取当前取物结构位置拍摄的货物图像，基于傅里叶‑梅林变换的图像配准，计算货物与取物机构的位姿关系；步骤五，对特征图形库进行更新，并跳转到步骤四进行后续的图像配准工作；本方法实现多种货架和货物的高精度定位，及时更新标定的图像信息，适用范围广且方便操作。

技术领域

本发明涉及移动机器人技术领域，特别是一种基于傅里叶-梅林变换的移动机器人货物定位方法。

背景技术

在物流仓储领域，有越来越多的机器人被用于货物的搬运和分拣。利用机器视觉对物体与机器人进行定位是目前移动机器人领域中的热点。随着机器人的发展，其应用场景愈加广泛。

在这一工业领域中，有一个重要的过程是对货架上的特定的货物进行抓取，只有对货物有准确的定位，才能实现对货物的正确抓取。目前对货物的定位方式主要有以下几种：(1)货物按照一定的规则摆在货架上，依靠控制机器人和货架的相对位置，实现货物定位，这种方法过于依赖机器人的定位和控制精度，当控制出现偏差时，可能会造成取货错误；(2)依靠定制的货物托盘，往往使用比货物更大的托盘，通过更大的面积来提高取货的容错率，但显然这种方法降低了货架的利用率，成本也更高；(3)在货物上添加额外的标记，如二维码，但有的货物不能添加标记或者添加标记后识别率较低，限制了这种方法的应用场景；市场需要一种不需要对货物进行额外的处理，适用范围广且方便操作的货物定位方法，本发明即用于解决这样的问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于傅里叶-梅林变换的移动机器人货物定位方法，用地面或货架上的标记点来标记货架，再通过傅里叶-梅林变换对货物图像进行计算，可实现多种货架和货物的高精度定位，同时每次经过标定点时会更新标定的图像信息，达到自适应地面磨损、变化等情况，不需要对货物进行额外的处理，适用范围广且方便操作。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种基于傅里叶-梅林变换的货物定位方法，包括如下步骤：

步骤一，建立绝对坐标系，

在移动机器人运动前，

在坐标系内人为设置多个标定点，标定点设置在移动路径上用于标记货架的位置，每个标定点的绝对坐标均为已知，标记点与货架之间的位置关系也已知；

识别标定点，定位货架的位置信息；

步骤二，将摄像头安装在移动机器人取物结构的避光处；

步骤三，建立图像特征库，

对货架上的货物进行拍摄，实时提取视频中的特定帧图像作为相应货物位置的特征图像，进而形成一系列货架上货物的特征图像；

通过标记点图像获取当前机器人与货架的位姿关系，计算仿射矩阵，将之前得到的特征图像通过仿射变换得到新的特征图像，存入货物特征图像库；

步骤四，当取物结构开始定位货物时，获取当前取物结构位置拍摄的货物图像，

若当前特征图像纹理与特征图像库无重叠之处，则与上一帧已知位置的图像进行基于傅里叶-梅林变换的图像配准，以得到当前取物结构与货物的相对位姿；

若当前特征图像纹理与特征图像库有重叠时，则对二者进行基于傅里叶-梅林变换的图像配准，以得到当前货物的相对位姿；