專利名稱：一種倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于物流技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車定位方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)GPS技術(shù)被日益廣泛的應(yīng)用于軍事、科學(xué)及日常生活的各個(gè)領(lǐng)域，給人們帶來(lái)極大方便的同時(shí)也預(yù)示著遙測(cè)定位技術(shù)的廣闊應(yīng)用前景。但室內(nèi)測(cè)量定位尚無(wú)相應(yīng)的成熟的應(yīng)用技術(shù)。而應(yīng)用CCD攝影成像及圖像計(jì)算機(jī)處理的視覺分析技術(shù)則有著硬件投入低廉、軟件技術(shù)通用性強(qiáng)、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性好、直觀獲取信息量完整等特點(diǎn)而成為開發(fā)的熱點(diǎn)。大型倉(cāng)庫(kù)中一般由人力駕駛機(jī)械叉車進(jìn)行貨物的上架。但是人力叉車上架耗費(fèi)時(shí)間、人力，安全系數(shù)又不高，如果將上架過程自動(dòng)化將帶來(lái)極大的前景。而自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車，即AGV, Automated Guided Vehicle最為核心也是最基本的問題就是機(jī)械車的定位。室內(nèi)定位技術(shù)在倉(cāng)庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)物流管理中的發(fā)展已有一段時(shí)間，但尚無(wú)成熟的應(yīng)用技術(shù)，大多存在著系統(tǒng)建設(shè)成本高，建成后可調(diào)整性差等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車定位方法，將基于CCD攝影成像及圖像計(jì)算機(jī)處理的視覺分析應(yīng)用于倉(cāng)庫(kù)定位系統(tǒng)，建立基于視覺定位的倉(cāng)庫(kù)物流定位系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車定位方法，包括以下步驟:(1)，為倉(cāng)庫(kù)建立電子地圖；(2)，將整個(gè)倉(cāng)庫(kù)等分成mXn個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的頂上裝置一個(gè)攝像機(jī)；(3),對(duì)每Iv攝像機(jī)視頻進(jìn)彳了攝像機(jī)標(biāo)定，校正崎變；(4)，將每一個(gè)攝像機(jī)視頻的圖像整合成整個(gè)倉(cāng)庫(kù)的圖像；(5)，將消除畸變后的圖像與倉(cāng)庫(kù)電子地圖重合；(6),在自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車上裝上特征點(diǎn)；(7)，抬高所有攝像機(jī)，使攝像機(jī)視頻中設(shè)置的虛擬地圖平面與特征點(diǎn)平面重合；(8)，獲得攝像機(jī)視頻坐標(biāo)系中的自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車坐標(biāo)，映射到倉(cāng)庫(kù)電子地圖坐標(biāo)系中，得到倉(cāng)庫(kù)中自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車的真實(shí)位置，實(shí)現(xiàn)定位。所述的建立電子地圖的方法是，預(yù)存?zhèn)}庫(kù)空間的標(biāo)準(zhǔn)平面地圖，同時(shí)顯示標(biāo)準(zhǔn)平面地圖和攝像機(jī)捕捉到的圖像，對(duì)電子地圖進(jìn)行上移、下移、左移、右移、放大、縮小六種操作，直至兩個(gè)圖像中場(chǎng)景重合，記錄電子地圖水平位移Λ χ、豎直位移Λ y、放大比w,則對(duì)攝像機(jī)坐標(biāo)系逆向映射可得到目標(biāo)點(diǎn)在真實(shí)場(chǎng)景中的位置，即:對(duì)電子地圖放大W倍后水平移動(dòng)Λ X,豎直移動(dòng)Λ y
則，攝像機(jī)坐標(biāo)系中(x，y)-->電子地圖坐標(biāo)系中
權(quán)利要求
1.一種倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車定位方法，其特征在于，包括以下步驟: (1),為倉(cāng)庫(kù)建立電子地圖； (2)，將整個(gè)倉(cāng)庫(kù)等分成mXn個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的頂上裝置一個(gè)攝像機(jī)； (3),對(duì)每一個(gè)攝像機(jī)視頻進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定，校正崎變； (4),將每一個(gè)攝像機(jī)視頻的圖像整合成整個(gè)倉(cāng)庫(kù)的圖像； (5)，將消除畸變后的圖像與倉(cāng)庫(kù)電子地圖重合； (6),在自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車上裝上特征點(diǎn)； (7)，抬高所有攝像機(jī)，使攝像機(jī)視頻中設(shè)置的虛擬地圖平面與特征點(diǎn)平面重合； (8)，獲得攝像機(jī)視頻坐標(biāo)系中的自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車坐標(biāo)，映射到倉(cāng)庫(kù)電子地圖坐標(biāo)系中，得到倉(cāng)庫(kù)中自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車的真實(shí)位置，實(shí)現(xiàn)定位。
2.如權(quán)利要求1所述的倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車定位方法，其特征在于，所述的建立電子地圖的方法是，預(yù)存?zhèn)} 庫(kù)空間的標(biāo)準(zhǔn)平面地圖，同時(shí)顯示標(biāo)準(zhǔn)平面地圖和攝像機(jī)捕捉到的圖像，對(duì)電子地圖進(jìn)行上移、下移、左移、右移、放大、縮小六種操作，直至兩個(gè)圖像中場(chǎng)景重I=I， 記錄電子地圖水平位移Λ X、豎直位移Λ y、放大比W，則對(duì)攝像機(jī)坐標(biāo)系逆向映射可得到目標(biāo)點(diǎn)在真實(shí)場(chǎng)景中的位置，即: 對(duì)電子地圖放大w倍后水平移動(dòng)Λ χ,豎直移動(dòng)Λ y 貝U，攝像機(jī)坐標(biāo)系中(x，y)—>電子地圖坐標(biāo)系中IlZfI)。 WW
3.如權(quán)利要求2所述的倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車定位方法，其特征在于，對(duì)于攝像機(jī)標(biāo)定過程，采用Intel公司開發(fā)計(jì)算機(jī)視覺的開放源碼庫(kù)OpenCV中提供的“攝像機(jī)標(biāo)定”算法，從不同角度拍攝同一標(biāo)定平面10幅的標(biāo)定板圖像，調(diào)用源碼庫(kù)中的Calibration函數(shù)求出攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)；通過源碼庫(kù)中Undistort函數(shù)，輸入標(biāo)定得到的內(nèi)外參數(shù)，對(duì)視頻流得到的每一幀圖像進(jìn)行畸變矯正。
4.如權(quán)利要求3所述的倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車定位方法，其特征在于，基準(zhǔn)坐標(biāo)平面上的地圖信息，包括地面、貨架的輪廓及坐標(biāo)位置1:1地映射到一個(gè)與地面等高為信號(hào)燈高度的測(cè)量平面上，標(biāo)準(zhǔn)地圖重合后，升高攝像機(jī)，升高高度為地面到目標(biāo)點(diǎn)的高度H即信號(hào)燈到地面的高度。
5.如權(quán)利要求4所述的倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車定位方法，其特征在于，以特征點(diǎn)的顏色作為搜索對(duì)象，得到包含特征點(diǎn)的搜索窗，將搜索窗的中心作為目標(biāo)點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，具體過程是，初始化一個(gè)搜索窗，對(duì)于搜索窗中的圖像做預(yù)存特征點(diǎn)顏色的色相蒙版，即過濾掉該色相以外的圖像，計(jì)算剩余圖像的密度，搜索窗逐漸縮小或微移到密度較大的區(qū)域，搜索窗縮小到特征點(diǎn)大小開始穩(wěn)定得到中心坐標(biāo)，一旦搜索窗大小為0，證明失去目標(biāo)點(diǎn)，重新初始化搜索窗。
6.如權(quán)利要求5所述的倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車定位方法，其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟: 使用邊緣查找和線段查找算法，將標(biāo)準(zhǔn)地圖中貨架邊線的所有χ，y坐標(biāo)分別存儲(chǔ)在mapx [], mapy []數(shù)組中； 將兩個(gè)數(shù)組分別從小到大排序；通過二分法找到目標(biāo)點(diǎn)(xO, yO)在mapx []與mapy []數(shù)組中的位置(i, j),滿足mapx[i]<xO<=mapx[i+1]且 mapy[j]<yO<=mapy[j+1]。
由于貨架呈網(wǎng)絡(luò)狀排列，第 i列第j行即目標(biāo)點(diǎn)所在區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車定位方法，包括以下步驟為倉(cāng)庫(kù)建立電子地圖；將整個(gè)倉(cāng)庫(kù)等分成m×n個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的頂上裝置一個(gè)攝像機(jī)；對(duì)每一個(gè)攝像機(jī)視頻進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定，校正畸變；將每一個(gè)攝像機(jī)視頻的圖像整合成整個(gè)倉(cāng)庫(kù)的圖像；將消除畸變后的圖像與倉(cāng)庫(kù)電子地圖重合；在自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車上裝上特征點(diǎn)；抬高所有攝像機(jī)，使攝像機(jī)視頻中設(shè)置的虛擬地圖平面與特征點(diǎn)平面重合；獲得攝像機(jī)視頻坐標(biāo)系中的自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車坐標(biāo)，映射到倉(cāng)庫(kù)電子地圖坐標(biāo)系中，得到倉(cāng)庫(kù)中自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械車的真實(shí)位置，實(shí)現(xiàn)定位。
文檔編號(hào)G01C21/00GK103234537SQ20131002765
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者李楚倩 申請(qǐng)人:上海市上海中學(xué)