[发明专利]一种基于5G通信的相机阵列机器人定位方法及装置

权利要求书

1.一种基于5G通信的相机阵列机器人定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：收集传感器信息，即使用顶部相机阵列对场景中的图像进行实时采集，并通过5G通信方式发送给机器人控制服务器；

步骤S2：对获取的图像进行反畸变，并准确识别出反畸变后图像中的车载二维码；

步骤S3：对识别出的车载二维码进行解码；

步骤S4：预设二维码坐标系；

步骤S5：基于预设二维码坐标系，根据收到的车载二维码识别移动机器人身份信息并计算移动机器人的当前位姿；

步骤S6：根据移动机器人的当前位姿和期望位姿计算控制指令，将控制指令通过5G通信发送给移动机器人，移动机器人实时响应，执行所述控制指令；

所述步骤S3中的所述对识别出的车载二维码进行解码，包括获取解码信息以及车载二维码的4个角点的信息；其中解码信息是移动机器人的编号信息，每个移动机器人均有唯一编号，对每个移动机器人将车载二维码的4个角点按顺序打包发送给机器人控制服务器，以计算移动机器人的准确位姿；

所述预设二维码坐标系，包括根据车载二维码的实际尺寸大小预设其4个角点的三维坐标；将车载二维码两实线交点设置为(0，0，0)，左边顶点设置为(0，h，0)，底边顶点设置为(w，0，0)，对角定点设置为(w，h，0)，w和h分别为车载二维码的实际宽和高；

所述根据收到的车载二维码识别移动机器人身份信息并计算移动机器人的当前位姿，包括，将预设的车载二维码的4个角点的三维坐标与步骤S3中发送的角点像素坐标对齐，采用最小化重投影误差的方式计算相机在二维码坐标系下的位姿；首先获取三维坐标点重投影后的像素坐标，如式(1)所示：

s_iu_i＝K exp(ξ^)P_i (1)

其中，s_i表示该点的深度，u_i即重投影后的像素坐标，K表示相机内参矩阵，exp(ξ^)表示待估计的位姿，P_i表示预设的车载二维码的4个角点的三维坐标；

重投影误差为式(2)所示：

其中，符号含义同上，n表示像素数量；

得到相机在二维码坐标系下的位姿后，再根据预先标定好的相机在世界坐标系下的位姿，计算出车载二维码在世界坐标系下的位姿；同时，由于车载二维码搭载在移动机器人上的固定位置，车载二维码相对于移动机器人中心是一个固定变换，因此最终得到移动机器人在世界坐标系下的精确位姿。

2.根据权利要求1所述的一种基于5G通信的相机阵列机器人定位方法，其特征在于，

所述顶部相机阵列安装在移动机器人运行区域的上部，相机朝下进行拍摄，对场景中的图像进行实时采集，所述车载二维码安装于移动机器人顶部，避免被遮挡。

3.根据权利要求2所述的一种基于5G通信的相机阵列机器人定位方法，其特征在于，

所述顶部相机阵列是顶部广角相机阵列；所述顶部广角相机阵列中广角相机的数量为多个，布置的过程中保证广角相机阵列的视野能够完全覆盖移动机器人可能的运行区域，同时顶部广角相机阵列中各广角相机之间互相有较大的共视面积。