[发明专利]一种基于多二维码视觉的高精度定位方法

说明书

本发明涉及本发明涉及室内定位技术领域。定位方法包括：在一个平面上布置多个二维码，使用摄像机垂直于平面拍摄；拍摄的图像中二维码的个数大于1；以拍摄的图像为边缘建立像素坐标系，提取二维码顶点像素坐标，计算两个二维码中心点的像素距离；根据拍摄图像长宽图像中心点的像素坐标，计算任意二维码中心点到图像中心点的像素距离；根据二维码中心点的地理坐标，求得任意两个二维码的实际距离，得到在当前所摄图像中像素距离与实际距离的比例；接着获得二维码中心点到图像中心点的实际距离D1；在地理坐标系中，每个二维码中心点为圆心，以实际距离D1为半径做圆,求得图像中心点的地理坐标。上述方法不用限制二维码的大小、形状可实现精准定位。

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，特别是一种基于多二维码视觉的高精度定位方法。

背景技术

随着物联网技术的快速发展，在室内对人员以及物品的位置感知越来越重要。仓储机器人以及其他室内机器人的定位和导航成为研究热点。各种室内定位解决方案和定位传感器相继涌现。目前几个主流的室内定位技术在实际应用过程中均有一定的局限，如WiFi定位精度较低、RFID定位作用距离较短、UWB定位成本较高等。并且上述几种定位技术在仓库这样物资摆放密集的场所，其定位误差较大。

视觉定位方法是近年来发展起来的，其利用摄像头等视觉传感器获取图像，然后用计算机进行图像处理，进而获得位置信息。根据摄像头数目的不同，可以分为单目视觉定位、双目视觉定位和全方位视觉定位。

二维码作为一种记载信息的几何图形，其具有信息量大、易识别、成本低等特点。在代码编制上巧妙的利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。

目前基于二维码的定位主要是利用摄像头对二维码图像进行采集，但对二维码图像的采集限制较多。比如申请号为CN201410493517.9的中国专利文献中公开的一种基于二维码的定位方法，在采集二维码图像信息的时首先是只采集单个二维码，其次在获取信息时包含了对于二维码正方向的获取，因此明显对二维码采集有较多的限定。

目前在二维码定位领域对二维码自身在采集的图像中的姿态和位置有很高要求，比如申请号为201710826864.2的专利文献中利用视觉和二维码技术进行高精度定位，但其首先要对摄像机进行标定，其次对于图像中的二维码进行旋转校正。同时从其附图中可以看出，对于二维码的布置也是规定了整齐排列。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种基于多二维码视觉的高精度定位方法。

本发明采用的技术方案如下：一种基于多二维码视觉的高精度定位方法，包括：

步骤S1，在需要定位的环境中的一个平面上布置多个二维码，相连两个二维码的中心点连线不与地理坐标轴平行，使用摄像机垂直于多个二维码的平面进行拍摄；

步骤S2，对拍摄的图像进行识别确定图像中二维码的个数，如果二维码个数大于1则进入下一步，否则重新拍摄直到图像中二维码个数大于1，并读取图像中每个二维码中心点的地理坐标，；

步骤S3，以拍摄的图像为边缘建立像素坐标系，提取拍摄的图像中的每个二维码顶点像素坐标，计算每个二维码中心点的像素坐标，并计算两个二维码中心点的像素距离；

步骤S4，根据拍摄的图像的长宽，运用图像处理的方法，取拍摄图像长宽像素的一半得到在像素坐标系下图像中心点的像素坐标，计算任意二维码中心点到图像中心点的像素距离；

步骤S5，根据二维码中心点的地理坐标，通过两点间求取距离的公式得出所摄图像中任意两个二维码的实际距离，结合二维码中心点的像素距离，得到在当前所摄图像中像素距离与实际距离的比例；