[发明专利]一种地面移动机器人搭载相机的调整和标定方法

权利要求书

1.一种地面移动机器人搭载相机的调整和标定方法，其特征在于，采用机器人坐标定位器、第一直尺、第二直尺和直角尺进行标定；所述地面移动机器人上固定有一相机姿态调整机构；所述相机姿态调整机构上设置有一相机成像模块；所述相机姿态调整机构包括横滚调整机构、俯仰调整机构、航向调整机构；所述相机成像模块垂直向下拍摄图像；

所述地面移动机器人搭载相机的调整和标定方法，包括以下步骤：

将地面移动机器人置于平整开阔平面地面上并处于静止状态，启动相机成像模块并拍摄图像；

将所述第一直尺沿地面移动机器人中轴线方向放置在相机成像模块拍摄的图像视野中，调整第一直尺的位置和姿态，并进行俯仰调整机构调整锁定；

将所述第二直尺沿垂直于地面移动机器人中轴线方向放置在相机成像模块拍摄的图像视野中，调整第二直尺的位置和姿态，并进行横滚调整机构调整锁定；

将第一直尺置于开阔平面地面上，并利用机器人坐标定位器测量求得第一直尺的航向角，将地面移动机器人置于第一直尺的标尺起始位置，调整地面移动机器人的航向角与第一直尺的航向角一致，并进行航向调整机构调整锁定；

获取图像中横向中线与第一直尺交叉位置的第一刻度，并记为相机轴向偏置距离；

将直角尺贴紧在第一直尺与第二直尺之间，并读取第二直尺上第一直尺与第二直尺交叉位置的第二刻度；获取图像中竖向中心与第二直尺交叉位置的第三刻度，求得第二刻度与第三刻度之间的差值，并记为相机垂直轴向偏置距离；

地面移动机器人实际采集图像过程中，根据地面移动机器人输出的控制坐标系中心GPS坐标和航向角，并结合相机轴向偏置距离和相机垂直轴向偏置距离，求得图像中心GPS坐标，其表达式为：

；

所述俯仰调整机构调整锁定，包括以下步骤：

将所述第一直尺沿地面移动机器人中轴线方向放置在相机成像模块拍摄的图像视野中，调整第一直尺的位置和姿态，直至第一直尺位于图像竖向中线上；

调整俯仰调整机构，直至图像中第一直尺的任一刻度位置清晰度一致，并锁定俯仰调整机构；

所述横滚调整机构调整锁定，包括以下步骤：

将所述第二直尺沿垂直于地面移动机器人中轴线方向放置在相机成像模块拍摄的图像视野中，调整第二直尺的位置和姿态，直至第二直尺位于图像的横向中心线上；

调整横滚调整机构，直至图像中第二直尺的任一刻度位置清晰度一致，并锁定横滚调整机构；

所述航向调整机构调整锁定，包括以下步骤：

将第一直尺置于开阔平面地面上，利用机器人坐标定位器依次采集第一直尺的刻度所在测的起始刻度的第一GPS坐标和第一直尺的另一端的任一刻度的第二GPS坐标；根据第一GPS坐标和第二GPS坐标求得第一直尺的航向角；

将地面移动机器人移动至第一直尺的刻度所在测的起始刻度处，并利用地面移动机器人输出的航向角，调整地面移动机器人的姿态直至地面移动机器人输出的航向角与第一直尺的航向角一致；

调整航向调整机构，直至图像中第一直尺与图像竖向中线的夹角为零，并锁定航向调整机构。