基于二维码的机器人六维位姿定位方法技术

一种基于二维码的机器人六维位姿定位方法，包括：对图像做预处理；对图像做二值化处理，生成二值图像；扫描二值图像，检测二维码；若检测到二维码，则解码二维码图案，获取二维码的全局位置坐标，否则退出定位流程；检测二维码的结构特征点；依据结构特征点，通过计算机视觉技术求解机器人在二维码坐标系的局部六维位姿；求解机器人的全局六维位姿。相比于传统的基于二维码的机器人三维位姿定位，本发明专利技术的六维位姿定位方法提供了更多维的位姿信息。当相机倾斜或者地面有起伏时，六维位姿定位方法依然能够准确定位。位方法依然能够准确定位。位方法依然能够准确定位。

【技术实现步骤摘要】
基于二维码的机器人六维位姿定位方法


[0001]本专利技术属于机器人定位
，特别涉及一种基于二维码的机器人六维位姿定位方法。

技术介绍

[0002]二维码因其存储量大、抗损性强等优点被广泛应用在各个行业。在制造自动化及机器人领域，利用二维码来进行设备定位的应用越来越多。
[0003]当前机器人二维码定位的主流定位方式是二维码铺设在地面或者轨道面上，二维码图案上编码了二维码的全局位置和方向；安装在设备上的相机光轴垂直二维码所在平面进行拍摄，通过二维码识别技术来检测图像中的二维码并解码。根据图像中二维码的位置来求解机器人相对二维码的偏移位置和方向角，然后再根据二维码中的全局坐标信息来推算机器人的全局坐标信息。这种定位方式默认条件是相机光轴是垂直于二维码平面的，或者光轴与二维码平面的夹角固定。但实际上由于相机安装误差或者支架松动、地面起伏不平等原因，相机光轴与二维码平面的夹角是在波动的。相机光轴角度的偏差会带来定位误差，角度偏差越大定位误差越大。
[0004]既然相机光轴的角度偏差时无法避免的，如何抑制或者消除该因素的影响是亟待本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二维码的机器人六维位姿定位方法，其特征在于，该方法通过单目相机拍摄二维码图案，求解机器人的六维位姿，该方法包含以下步骤：步骤s1，对图像做预处理；步骤s2，对图像做二值化处理，生成二值图像；步骤s3，扫描二值图像，检测二维码；步骤s4，若检测到二维码，则基于二维码的编码规则进行解码及校验，获取二维码的全局位置坐标P
b
(x
b
,y
b
,z
b
,α
b
,β
b
,θ
b
)及物理尺寸信息，若没有检测到二维码，结束二维码定位流程；步骤s5，根据二维码的编码规则和结构模式，检测二维码图案中的结构特征点，如果检测出特征点个数小于4个，则执行步骤s6，否则执行步骤s7；步骤s6，根据二维码图案在图像中的位置及二维码的物理尺寸，求解相机在二维码坐标系下的三维位姿信息(x
r
,y
r
,θ
r
)，然后将该三维位姿扩展为六维姿记为)，然后将该三维位姿扩展为六维姿记为其中h为相机的高度，然后执行步骤s8；步骤s7：根据检测到的结构特征点的位置及二维码的物理尺寸，利用计算机视觉技术求解相机在二维码坐标系的局部六维位姿步骤s8：根据相机的局部六维位姿及相机外部参数，求解机器人的局部六维位姿步骤s9：根据二维码全局坐标P
b
(x
b
,y
b
,z
b
,α
b
,β
b
,θ
b
)及机器人相对二维码的局部位姿求解机器人的全局六维位姿P
bot
(x,y,z,α,β,θ)。2.根据权利要求1所述的基于二维码的机器人六维位姿定位方法，其特征在于，二维码编码的内容包含该二维码的全局位置坐标P
b
(x
b
,y
b
,z
b
,α
b
,θ
b
,θ
b
)及该二维码物理尺寸。3.根据权利要求1所述的基于二维码的机器人六维位姿定位方法，其特征在于，需要对相机进行标注，获取相机的外部参数和内部参数；相机的外部参数为相机在机器人坐标系下的位姿，包含相机的欧拉角和平移矩阵相机在机器人坐标系下的位姿记为相机的内部参数包括焦距f、主点P(cx,cy)和畸变系数(k1,k2,p1,p2)。4.根据权利要求1所述的基于二维码的机器人六维位姿定位方法，其特征在于，在步骤s1中图像预处理包括：子步骤s11，如果图像为彩色图像，将图像转为灰度图；子步骤s12，实施图像滤波处理，抑制图像噪声；子步骤s13，实施图像增强处理，提高图像对比度；子步骤s14，利用相机内参...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永，刘超，
申请(专利权)人：上海知步邦智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：