[发明专利]基于红外LED点阵的视觉定位靶标及靶标测量场

说明书

本发明公开了一种基于红外LED点阵的视觉定位靶标及靶标测量场，包括定位靶标、防爆控制箱和支撑立柱，支撑立柱连接在定位靶标与防爆控制箱之间；定位靶标包括红外LED灯源、点阵面板、激光跟踪仪靶球座和散热挡板，红外LED灯源设在点阵面板上，散热挡板与点阵面板相连且与红外LED灯源相接触；定位靶标的左右侧面、上顶面和正面分别设有靶球座安装孔，激光跟踪仪靶球座通过靶球座安装孔与定位靶标连接；防爆控制箱包括箱体、电源模块和控制按钮，箱体上形成有防爆气孔，电源模块设在箱体内且与红外LED灯源电连接，控制按钮设于箱体上。根据本发明实施例的视觉定位靶标，可以提高视觉定位靶标的环境适应能力、定位精度和可靠性。

技术领域

本发明属于机器人视觉定位技术领域，尤其是涉及一种基于红外LED点阵的视觉定位靶标及配合机器人使用的靶标测量场。

背景技术

随着计算机技术和人工智能的发展，机器人技术的研究得到越来越多的关注和投入，智能自主移动机器人成为机器人领域的一个重要研究方向和研究热点。智能移动机器人研究的重点在于能够在未知、复杂和动态的环境中独立完成给定的任务。自主移动机器人的主要特征是能够借助于自身的传感器系统实时感知和理解外界环境，并自主完成任务规划和动作控制，而视觉定位系统则是实现其环境认知的重要手段之一。目前视觉定位主要分为局部视觉和全局视觉两种方式。然而在很多复杂环境下，由于有障碍物的存在，全局定位的使用受到限制。因此，机器人需要在自身位置不确定的条件下，在完全未知的环境下进行自主定位和导航，通过在机器人上安装传感器和图像处理系统，通过采集周围环境的图像信息来确定当前位置。

但是，非接触式传感器对环境的要求较高，如何在背景复杂、光照条件恶劣、位姿多变、多粉尘的情况下克服图像模糊的问题是提高机器人定位精度和实时性的关键技术之一。机器人在进行视觉定位时需要采集定位特征的信息，定为特征可分为自然特征和人工特征，由于自然特征不易采集且精度较低，故多采用人工特征进行视觉定位。目前基于单目相机的移动机器人视觉定位方法主要为二维码辅助定位，但现有的二维码视觉定位靶标存在提取精度和稳定性上的缺陷。因此，视觉靶标的设计决定了机器人识别和定位的准确性，间接影响了机器人运动控制的策略和难度。可见，一种能够准确快速识别的靶标是提高机器人工作效率的重要前提。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，不同于传统的二维码被动特征，本发明提出一种基于红外LED点阵的视觉定位靶标，采用红外光源增强了特征的穿透性，降低了可见光源的干扰，提高了视觉定位靶标的环境适应能力、定位精度和可靠性。

本发明还旨在提出一种具有上述基于红外LED点阵的视觉定位靶标的靶标测量场。

根据本发明实施例的基于红外LED点阵的视觉定位靶标，包括定位靶标、防爆控制箱和支撑立柱，所述支撑立柱连接在所述定位靶标与所述防爆控制箱之间；所述定位靶标包括红外LED灯源、点阵面板、激光跟踪仪靶球座和散热挡板，所述红外LED灯源设在所述点阵面板上，所述定位靶标的左右侧面、上顶面和正面分别设有靶球座安装孔，每个所述靶球座安装孔处均设有所述激光跟踪仪靶球座，所述激光跟踪仪靶球座通过所述靶球座安装孔与所述定位靶标连接；所述散热挡板与所述点阵面板相连且与所述红外LED灯源相接触以散热；所述防爆控制箱包括箱体、电源模块和控制按钮，所述箱体上形成有防爆气孔以使所述防爆控制箱保持正压状态，所述电源模块设在所述箱体内且与所述红外LED灯源电连接以供电，所述控制按钮设于所述箱体上以用于控制所述红外LED灯源的亮灭，以构成不同的编码信号。