用于确定地面运输工具的定向的方法和系统技术方案

用于确定地面运输工具相对于具有至少一个水平元件的结构的定向的方法，所述地面运输工具具有摄像机，所述摄像机指向该结构，所述方法具有如下方法步骤：记录具有所述至少一个水平元件的结构的图像；确定在所记录的图像中的与所述水平元件相对应的至少两个几何参量；以及由所述至少两个几何参量确定在图像平面与通过所述水平元件的竖直平面之间的相交角度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
用于确定地面运输工具的定向的方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种用于定向地面运输工具的方法。本专利技术此外涉及一种用于定向地面运输工具的系统。

技术介绍

[0002]地面运输工具通常用于仓库环境中，以便容纳和取下商品、货物和其他物体。要由地面运输工具运输的物品通常在货物支架上被运输并且例如存放在货架和其他存放处中。为了容纳和取下货物重要的是，地面运输工具以正确的方向容纳货物。相对于在存放区域中的货物或结构的定向例如表示车辆纵向方向与结构的边缘或面的角度。通常来说，地面运输工具垂直地驶向货架或货物，以便可以容纳或取下货物。

技术实现思路

[0003]按照本专利技术的目的在于，提供一种用于确定地面运输工具相对于结构的定向的方法，所述方法能够利用尽可能简单的手段来可靠地求取所述地面运输工具的定向。
[0004]按照本专利技术，所述目的通过具有根据权利要求1所述的特征的方法实现。有利的设计方案形成从属权利要求的技术方案。
[0005]按照本专利技术的方法规定和确定，求取地面运输工具相对于具有水平元件的结构的定向。在该方法中，所述地面运输工具装备有摄像机，所述摄像机指向具有水平元件的结构。按照本专利技术的方法具有一系列实施的步骤，其中特别是在图像处理的各步骤中所述各步骤的不同的顺序是可能的。在按照本专利技术的方法中，记录具有至少一个水平元件的结构的图像。因此，在此使得所述结构的图像是二维图像，所述二维图像也包含水平元件。由于在所述摄像机与所述结构之间的空间定向，在空间中的水平线在所记录的图像中非水平地延伸。在接着的步骤中，确定所记录的图像中的至少两个几何参量。几何参量可以是点、线、角度或区域。在此，所述几何参量配置给水平元件或水平元件的映射的一部分。按照本专利技术，现在在使用所述至少两个几何参量的情况下确定在图像平面与通过水平元件的竖直平面之间的相交角度。在此的基本构思在于，这两个几何参量属于在图像中倾斜延伸的对象并且因此允许相交角度的识别，其中，所述相交角度也存在于与图像平面平行的平面与通过水平元件的竖直平面之间。
[0006]在一个优选的设计方案中，在所记录的图像中识别边缘。图像中的边缘检测是本身已知的方法。在按照本专利技术的方法中，优选识别如下边缘，所述边缘根据其位置可以来自空间中的水平结构。
[0007]在一个优选的设计方案中，所述两个几何参量是在图像中的参考点的图像坐标和在图像中的所述边缘的倾斜角度。例如可以通过配置规则由在图像中的图像坐标(X、Y)的参考参量和所述边缘的倾斜角度来确定相交角度。
[0008]对于所述边缘的倾斜角度在此优选确定在图像中的所述边缘的角度。为此，例如可以确定在图像中的所述边缘的斜率。
[0009]在备选的设计方案中，该备选的设计方案自然也可以附加地应用，所述两个几何参量形成与对象的点的间距和角距(Abstandswinkel)。在此，作为所述两个几何参量可以应用极坐标，所述极坐标从所观察的摄像机出发来描述间距和角度。在此也可以借助于所述间距和角度来确定水平结构与图像平面的相交角度。
[0010]对于特别有利的几何参量的另外的可能性在于，沿着所识别的边缘来识别至少两个点。优选地，在所述边缘上的各点彼此远离，以便获得尽可能精确的角度分辨率。
[0011]优选地，从所述两个点出发分别确定一个射线，所述射线的在3D坐标系统中的相应的各点被映射到相应的图像点上。在此涉及在三维空间中的各点的射线，所述各点被映射到所述图像点上。在这些射线中，可以对于如下点对来确定相交角度，所述点对具有在射线上的各一个点。在此优选地，在三维坐标系统中计算相交角度。
[0012]上述列举的三种可能性在此仅是对于从图像中获得的两个几何参量的示例，这些几何参量允许确定在图像平面与具有水平元件的结构之间的相交角度。几何参量的另外的对同样是可能的。
[0013]在一个优选的设计方案中，所述摄像机指向具有一个或多个水平的货架支架的货架。因此，按照本专利技术的方法特别适用于在存在多个水平元件的空间区域中运动的地面运输工具。在图像处理的过程中能特别简单且可靠地识别货架连同所述货架的水平的货架支架。无需耗费的或者此外例如精细的图像处理，以便从所记录的图像去除竖直的或主要竖直的边缘，并且确定水平的或根据定向几乎水平的线。
[0014]在一个优选的进一步扩展方案中，所述摄像机安置在地面运输工具上，从而所述摄像机即使在地面运输工具运行时也具有相对于所述地面运输工具并且特别是相对于地面运输工具的纵轴的限定的定向。借助所述安置，摄像机获得相对于地面运输工具的优选预定的定向。优选地，摄像机竖直地安置在地面运输工具上，从而所述摄像机的图像平面垂直于车辆纵向轴线竖立。按照这种方式可以将在所述点对中的各点的连接线与图像平面之间的相交角度直接换算为车辆纵向轴线相对于水平元件的定向角。
[0015]已经证实为特别有利的是，从所记录的图像中滤除竖直的图像边缘。通过例如在求取水平元件的线之前进行滤除，缺少的竖直的线避免在求取水平元件的线时的错误。在一个优选的设计方案中，对于所述至少一个要分析的线而选择在图像中间之外的线。以摄像机的特别的透视角度来观察在图像中间之外的线，所述角度允许更精确的分析定向。
[0016]在一个优选的进一步扩展方案中，所述摄像机构成为2D摄像机。此外，所述摄像机是经校准的，亦即所述摄像机的图像比例是已知的。由所述图像比例对于图像坐标可以计算在3D坐标系统中的射线的方向矢量。在该换算中，将位于在平面中的两个图像点换算为射线，其中，在3D坐标系统中的位于在射线上的所有点被摄像机映射到图像点上。
[0017]已经证实为特别有利的是，不仅利用一个点对，而且为了确定定向角而使用多个点对(其中每次使用两个点对)并且如独立的测量那样对所获得的结果(例如利用平均值)进行统计分析。
[0018]本专利技术此外涉及一种用于用于确定地面运输工具相对于具有至少一个水平元件的结构的定向的系统，所述地面运输工具具有摄像机，所述摄像机指向所述结构，所述系统包括：
[0019]记录模块，所述记录模块用于记录具有所述至少一个水平元件的结构的图像；
[0020]第一确定模块，所述第一确定模块用于确定在所记录的图像中的与所述水平元件相对应的至少两个几何参量；以及
[0021]第二确定模块，所述第二确定模块用于由所述至少两个几何参量确定在图像平面与通过所述水平元件的竖直平面之间的相交角度。
[0022]在一种实施方式中，所述第一确定模块包括识别模块，所述识别模块构成用于在所记录的图像中识别边缘。
[0023]在一种实施方式中，所述至少两个几何参量包含在所述图像中的参考点的两个图像坐标以及所述边缘的倾斜角度。
[0024]在一种实施方式中，所述第一确定模块构成用于将所述倾斜角度确定为图像中的所述边缘的角度。
[0025]在一种实施方式中，所述识别模块构成用于在所记录的图像中沿着所识别的边缘识别至少两个点作为几何参量。
[0026]在一种实施方式中，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于确定地面运输工具(10)相对于具有至少一个水平元件的结构的定向的方法，所述地面运输工具(10)具有摄像机(24)，所述摄像机指向所述结构，所述方法具有如下方法步骤：记录具有所述至少一个水平元件的结构的图像；确定在所记录的图像中的与所述水平元件相对应的至少两个几何参量；以及由所述至少两个几何参量确定在图像平面(56)与通过所述水平元件的竖直平面之间的相交角度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所记录的图像中识别边缘。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少两个几何参量包含在所述图像中的参考点的两个图像坐标以及所述边缘的倾斜角度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述倾斜角度确定为在图像中的所述边缘的角度。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少两个几何参量包含间距和角距。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所记录的图像中沿着所识别的边缘识别至少两个点(L、R)(48、50)作为几何参量。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确定朝向所述两个点(L、R)中的一个点的各一个射线(52、58)，所述射线的在3D坐标系统中的相应的各点被映射到图像中的相应的点(L、R)上。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，由至少一个如下点对来确定相交角度，所述点对包括在3D坐标系统中的所述两个射线(52、58)之一中的各一个点。9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述摄像机(24)指向具有水平的货架支架(38a至c)的货架(28)。10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述摄像机(24)安置在地面运输工具(10)上。11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述摄像机(24)的图像平面具有预定的定向、特别是具有在地面运输工具(10)上的竖直的定向。12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所记录的图像中滤除竖直的边缘。13.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，滤除在图像中间区域中的线。14.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述摄像机(24)是经校准的，并且将具有图像坐标(u、v)的点换算为射线的方向矢量(x
‘
、y
‘
、1)，所述射线的在3D坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：永恒力股份公司，
类型：发明
国别省市：