[发明专利]基于改进的Apriltag标签的移动机器人视觉定位方法

摘要

本发明提出了一种基于改进的Apriltag标签的虚拟演播室移动机器人视觉定位方法，在标签四边形的对角线延长线的合适长度处共添加4个大小一致的圆环标记物；对相机进行标定；采集标签图像：对采集的图像进行预处理；ROI区域提取的阈值化处理；识别椭圆标记物；提取ROI区域；再以得到的改进的标签上的4个椭圆中心坐标为基准，做包围这4个点的最小矩形区域为标签图像的ROI对标签区域的阈值化处理；提取标签角点利用加权最小二乘法拟合提取直线，计算直线交点得到亚像素级的角点坐标，提取标签角点的图像坐标；根据提取的角点图像坐标，读取标签的编码信息，得到角点的世界坐标，利用坐标转换得到机器人的位姿；本发明减少了识别标签的数据量，提高了识别的实时性。

主权项

1.一种基于改进的Apriltag标签的虚拟演播室移动机器人视觉定位方法，其特征在于，在标签四边形的对角线延长线的合适长度处共添加4个大小一致的圆环标记物，标记物为黑色圆环中包含白色圆；并包括以下步骤：步骤1、对CCD相机进行标定：对CCD相机进行标定，得到CCD相机的内参数以及镜头畸变参数；步骤2、采集标签图像：利用CCD相机采集相机视场中包含有完整标签信息的图片；步骤3、对采集的图像进行预处理：消除无关信息，简化图像；步骤4、ROI区域提取的阈值化处理：设置阈值，忽略标签信息，使得图像中有用部分只有包含目标ROI；步骤5、识别椭圆标记物：提取椭圆的中心；步骤6、提取ROI区域：根据得到的所有椭圆中心坐标，通过两点之间距离、相对直线之间的夹角等约束条件判断哪4个点代表改进的标签的位置；再以得到的改进的标签上的4个椭圆中心坐标为基准，做包围这4个点的最小矩形区域为标签图像的ROI步骤7、对标签区域的阈值化处理；步骤8、提取标签角点利用加权最小二乘法拟合提取直线，再计算直线角点得到亚像素级的角点坐标，提取标签的4个角点的图像坐标；步骤9、标签的识别与定位：根据提取的角点图像坐标，读取标签的编码信息，得到角点的世界坐标，利用坐标转换得到机器人的位姿。