基于多窗口实时测距的单目视觉AGV的精确定位方法及系统

摘要

本发明公开了基于多窗口实时测距的单目视觉导引AGV的精确定位方法及系统，针对摄像机倾斜安装的方式，对相机参数进行标定与测量，建立视觉系统实时测量模型；通过在地面设置圆形色块作为停车定位的参照物，经过视觉系统的高效算法对其进行识别，精确提取其中心位置信息；在视野范围内，设置多窗口对图像进行处理：远端窗口用于AGV对地面信息的预判，使其逐渐减速；中间窗口作为粗定位窗口，对其位姿进行调整；近端窗口用于精确测距，准确停车；本方法实现了AGV对深度信息的感知，具有特征识别率高、算法实时性优、成本低廉、可扩展性强等优点，AGV停车的水平距离偏差稳定在±1mm、角度偏差稳定在±1°、停车误差稳定在±2mm。

主权项

基于多窗口实时测距的单目视觉AGV的精确定位方法，其特征在于，步骤如下：步骤一，建立视觉系统模型：采用前置倾斜安装车载摄像机的方式，通过简化单目视觉系统模型，利用几何方法推导出路面坐标系与图像像平面坐标系之间的转换关系，建立实时测距模型；步骤二，在视野范围内，设置多窗口进行处理，将采集到的图像信息划分多个窗口：远端窗口始终用于自动导引车自动导引车AGV对地面信息的预判；中间窗口作为粗测量窗口，提取路径信息，实时测量停车标识中心与所述AGV的距离信息；近端窗口用于对所述AGV的精确测距，准确停车；所述各个窗口的大小根据车载摄像机的视角以及倾斜安装角度进行模拟实验确定；步骤三，图像特征提取：设置地面特征识别窗口，设计基于嵌入式系统对采集图像进行处理，提取有用信息；其具体步骤为：1)地面导引路径的原始图像采集；2)图像预处理及二值化；3)路径信息的采集；4)进行圆形标识的检测与识别；5)圆形标识的定位；步骤四，路径偏差测量：将导引路径简化成直线模型，计算相对于图像像平面坐标系的位置偏差和姿态角偏差，并将所述偏差信号发送给车载控制器；步骤五，精确停车：1)远端窗口若检测到椭圆标识，则其减至较低的速度；2)中间窗口作为粗定位窗口，根据提取到的路径信息对所述AGV的位姿进行调整，同时实时测量停车标识中心与所述AGV的距离信息，并将其反馈给运动控制器；3)设定阈值，当在近端窗口测量的距离达到预先设定好的阈值范围时，则运动控制器发出停车信号进行停车。