[发明专利]Apriltag视觉定位的加工方法、系统、爬壁机器人及存储介质

说明书

本发明公开Apriltag视觉定位加工方法、系统、爬壁机器人及存储介质。包括采集工业相机视场中的标签图像，均衡化处理标签图像，将均衡化处理后的标签图像去噪，根据去噪后的标签图像，基于Apriltag定位算法确定爬壁机器人的位姿，根据位姿规划机器人的移动路径，机器人沿规划路径移动时在曲面法线方向上对待加工件进行加工，实时接收机器人的工作状态参数并发出工作指令。本发明将Apriltag视觉定位运用到特定的曲面移动吸附加工机器人上，从而实现对移动加工爬壁机器人在目标曲面上的实时自主定位和精准定位，同时节约成本，提高加工性能，减小环境对定位的影响。

技术领域

本发明属于工业爬壁机器人技术领域，特别是Apriltag视觉定位的加工方法、系统、爬壁机器人及存储介质。

背景技术

随着社会的发展与科技的进步,机器人的应用领域越来越广泛,其中工业机器人成为当前重点发展与研究的对象。为了让机器人按照预先设定的命令完成相应的运动,首先应该确定当前状态下,机器人的位置信息。因此定位技术的研究是机器人研究的核心。爬壁机器人是特种机器人典型代表之一，它有着超大的工作空间与灵活的部署模式，在大型结构、建筑的巡检、探伤以及清洁领域得到广泛应用。

尽管国内外学者针对人工标记物的设计与识别做了大量的研究工作,但基于人工标记物的移动机器人定位技术还是普遍存在以下关键问题:(1)爬壁机器人不能在目标物曲面上准确地实现自我定位,从而指导下一步的动作；(2)爬壁机器人定位过程中不能快速进行动态决策；3)爬壁机器人对标记物进行识别定位时,由于存在外部环境的干扰，定位的鲁棒性较低。因此，如何使爬壁机器人在工件曲面上实现实时精准定位以便全覆盖地移动打磨待加工件是待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中爬壁机器人定位精度低、不能实时自我定位的问题，本发明公开基于Apriltag视觉定位的加工方法、系统、爬壁机器人及存储介质，以实现室内或室外爬壁机器人定位的实时性及精度要求。

根据本发明的一个方面，公开了一种Apriltag视觉定位的加工方法，包括：

采集视场中的标签图像；

均衡化处理所述标签图像；

将均衡化处理后的标签图像去噪；

根据去噪后的标签图像，基于Apriltag定位算法确定位姿；

根据所述位姿规划移动路径；

所述规划路径进行移动，并在移动过程中在待加工件曲面的法线方向上对待加工件进行加工；

进一步地，采用自适应阈值法分割所述去噪后的标签图像；

查找所述去噪后的标签图像的轮廓，使用Union-find算法查找连通域；

对所述轮廓进行直线拟合，获取拟合四边形；

对所述拟合四边形进行解码，从而识别去噪后的图像标签；

通过对识别后的图像标签进行坐标变换确定所述爬壁机器人位姿。

进一步地，实时接收位姿参数，根据所述位姿参数生成决策指令，根据所述决策指令进行定位。

进一步地，利用规划调度算法调整所述位姿。

根据本发明的另一个方面，还公开Apriltag视觉定位的加工系统，如前所述的任意一种Apriltag视觉定位的加工方法能够在加工系统中运行：

所述Apriltag视觉定位的加工系统由视觉标签、信息交互模块、爬壁机器人模块、工业相机、视觉定位模块组成；

所述爬壁机器人模块、所述工业相机、所述视觉定位模块分别与所述信息交互模块电连接；