一种基于标牌定位的快速视觉定位装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于标牌定位的快速视觉定位装置及方法，该装置包括：云台相机、定位标牌和视觉服务器。云台相机与视觉服务器通过TCP/IP协议进行信息传输，定位标牌放到被测物体旁边，同时将定位标牌与被测物体的相对位置关系预先保存到视觉服务器中。云台相机用来采集被检测物体和定位标牌的图像信息，然后将图像信息传输至视觉服务器中进行图像处理，并按照本发明专利技术提供的定位方法对被检测物体进行定位。本发明专利技术采用视觉定位方式与定位标牌反算目标位置相结合的方法，能够准确定位到被测物体，解决了识别被测目标位置过程中重复建模、开发的难题。

A Fast Visual Positioning Device and Method Based on Label Location

【技术实现步骤摘要】
一种基于标牌定位的快速视觉定位装置及方法
本专利技术属于机器人视觉定位领域，具体说是一种基于标牌定位的快速视觉定位装置及方法。
技术介绍
在服务机器人和特种机器人应用中，图像识别是通常具备的功能之一。在图像识别中，视觉定位是首先要解决的问题。目前常用的视觉定位技术主要有传统图像识别定位和神经网络识别定位两种。前者在被测物体种类单一、外观变化相对较少情况下非常适合，但遇到被检测物体外观多样化、无规律可循时，需要大量的重复开发工作；后者在被测物体外观多样化、无规律可循的物体识别定位上具有很大优势，但对训练样本数量的需求有严格要求，需要对大量的样本素材进行预先标定并训练模型，才能很好的实现定位功能，在遇到需要快速部署、样本数量不足时，则无法实现快速识别定位。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术利用传统图像识别技术和基于标牌反算目标位置方法相融合的方式，提出了一种基于标牌定位的快速视觉定位装置及方法，该方法可有效避免上述两种方式的弊端，实现任意形状物体的快速定位，对于被测物体多样化无需重复开发算法，并具备快速部署能力。本专利技术采用的技术方案是：一种基于标牌定位的快速视觉定位装置，该装置包括：云台相机、定位标牌和视觉服务器。云台相机与视觉服务器通过TCP/IP协议进行信息传输，定位标牌放到被测物体旁边，同时将定位标牌与被测物体的相对位置关系预先保存到视觉服务器中。云台相机用来采集被检测物体和定位标牌的图像信息，然后将图像信息传输至视觉服务器中进行图像处理，并按照本专利技术提供的定位方法对被检测物体进行定位。基于上述基于标牌定位的快速视觉定位装置，提供了一种基于标牌定位的快速视觉定位方法，该方法的基本思想是：为实现对任意形状物体的快速定位与识别，事先制作一个形状、颜色固定，便于识别的定位标牌，在对被测物体定位前，首先将定位标牌放到被测物体旁边，然后将定位标牌与被测物体的相对位置关系保存到视觉服务器中；接下来，通过云台相机采集被测物体和定位标牌的图像，并将图像传输至视觉服务器中进行图像处理；由于定位标牌形状固定，视觉服务器通过图像识别算法很方便到定位标牌在图像中的位置和大小。然后，读取视觉服务器中的事先存储的标定配置信息，将定位标牌的大小与获取图像中的定位标牌大小进行比例运算，得到二者的比例关系。通过视觉服务器中保存的定位标牌与被测物体的位置关系和上面得到的比例关系，计算出采集图像中被测物体的位置和大小。最后将图像中被测物体的位置信息和大小信息传送给图像识别程序入口，由图像识别程序完成被测物体的图像识别工作。本专利技术的有益效果是：能够实现云台相机通过视觉对非标准被测物体的快速定位功能，相对于传统的图像识别定位技术具有适应性广、免重复开发的优势，可实现任意形状、任意物体的快速定位；同时，相对于目前流行的神经网络定位技术，具有快速部署、无需采集大量被检测物体样本的优势，可适用于需要快速部署图像识别定位的工况场景，应用前景广阔。附图说明图1是基于标牌定位的快速视觉定位方法流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。一种基于标牌定位的快速视觉定位装置及方法，该装置包括：云台相机、定位标牌和视觉服务器。云台相机与视觉服务器通过TCP/IP协议进行信息传输，定位标牌放到被测物体旁边，同时将定位标牌与被测物体的相对位置关系预先保存到视觉服务器中。云台相机用来采集被检测物体和定位标牌的图像信息，然后将图像信息传输至视觉服务器中进行图像处理，并按照本专利技术提供的定位方法对被检测物体进行定位。如图1所示，基于上述基于标牌定位的快速视觉定位装置，提供了一种基于标牌定位的快速视觉定位方法，该方法包括以下步骤：步骤一：将定位标牌固定到被测物体旁边，首先进行标定，将定位标牌的位置坐标(b_x0，b_y0)、定位标牌的宽高(b_w0，b_h0)、被测物体的位置坐标(w_x0，w_y0)、被测物体的宽高(w_w0，w_h0)以及定位标牌与被测物体的相对位置关系(L0，H0)预先存入视觉服务器中。L0为定位标牌与被测物体的水平距离,H0为定位标牌与被测物体的垂直距离。即：L0=w_x0-b_x0，H0=w_y0-b_y0。步骤二：通过云台相机采集被测物体和定位标牌的图像，并将图像传输至视觉服务器中进行图像处理；步骤三：视觉服务器通过图像识别算法，得到所采集图像中定位标牌像素的位置坐标(b_x1，b_y1)和定位标牌像素的宽高(b_w1，b_h1)。步骤四：读取视觉服务器中的标定配置信息，将标定时定位标牌的宽高(b_w0，b_h0)与采集图像中的定位标牌像素的宽高(b_w1，b_h1)进行比例运算，获取当前定位标牌图像与标定时定位标牌的水平、垂直比例关系(p_w，p_h)，即p_w=b_w0/b_w1，p_h=b_h0/b_h1；步骤五：通过当前定位标牌图像与标定时定位标牌的水平、垂直比例关系（p_w、p_h）和定位标牌与被测物体的相对位置关系（L0、H0）得到采集的图像中定位标牌与被测物体的像素水平距离L和像素垂直距离H，即L=L0/p_w，H=H0/p_h。步骤六：根据采集图像中定位标牌像素的位置坐标(b_x1、b_y1)、定位标牌与被测物体的像素水平距离L和像素垂直距离H，计算得出采集图像中被测物体像素的位置坐标（w_x1，w_y1），其中：w_x1=b_x1+L，w_h1=b_y1+H。步骤七：通过当前定位标牌图像与标定时定位标牌的水平、垂直比例关系(p_w，p_h)，计算得出图像中被测物体像素的宽高，即：w_w1=w_w0/p_w，w_h1=w_h0/p_h。步骤八：至此，图像中物体像素的位置坐标(w_x1,w_y1)与宽高(w_w1,w_h1)均计算完成，图像中被测物体的定位完成。步骤九：将图像中物体位置坐标（w_x1,w_y1）与宽高(w_w1,w_h1)信息传送至图像识别算法程序，进一步完成被测物体的图像识别工作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于标牌定位的快速视觉定位装置，其特征在于：该装置包括云台相机、定位标牌和视觉服务器；云台相机与视觉服务器通过TCP/IP协议进行信息传输，定位标牌放到被测物体旁边，同时将定位标牌与被测物体的相对位置关系预先保存到视觉服务器中。

【技术特征摘要】
1.一种基于标牌定位的快速视觉定位装置，其特征在于：该装置包括云台相机、定位标牌和视觉服务器；云台相机与视觉服务器通过TCP/IP协议进行信息传输，定位标牌放到被测物体旁边，同时将定位标牌与被测物体的相对位置关系预先保存到视觉服务器中。2.一种基于标牌定位的快速视觉定位方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一：将定位标牌固定到被测物体旁边，首先进行标定，将定位标牌的位置坐标(b_x0，b_y0)、定位标牌的宽高(b_w0，b_h0)、被测物体的位置坐标(w_x0，w_y0)、被测物体的宽高(w_w0，w_h0)以及定位标牌与被测物体的相对位置关系(L0，H0)预先存入视觉服务器中；L0为定位标牌与被测物体的水平距离,H0为定位标牌与被测物体的垂直距离；即：L0=w_x0-b_x0，H0=w_y0-b_y0；步骤二：通过云台相机采集被测物体和定位标牌的图像，并将图像传输至视觉服务器中进行图像处理；步骤三：视觉服务器通过图像识别算法，得到所采集图像中定位标牌像素的位置坐标(b_x1，b_y1)和定位标牌像素的宽高(b_w1，b_h1)；步骤四：读取视觉服务器中的标定配置信息，将标定时定位标牌的宽高(b_w0，b_h0)与采集图像中的定位标牌像素的宽高(b_w1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树生，严海鹏，申龙，张彩江，熊文莉，
申请(专利权)人：中信重工开诚智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13