[发明专利]一种用于移动物体的视觉引导方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于移动物体的视觉引导方法及装置，解决移动物体的快速识别、以及精确移动定位的技术问题，在总控单元中设置有预设标签的物理特征的专用存储电路，总控单元对摄像机拍摄的图片进行处理，通过与专用存储电路中的预设标签的物理特征进行比对，获取当前移动物体与固定标签的相对距离与相对角度，进而控制移动物体进行移动，逐步逼近固定标签位置的过程中重复识别、处理，直至识别到与预设标签的物理特征一样的图像后结束。本发明通过判断是否存在两个定位边框来判断该图像是否存在标签，根据两个定位边框的质心求得标签的偏移角度，从而可以实现标签的实时高速识别，最高速度可达190fps。

技术领域

本发明属于视觉识别技术领域，涉及到一种移动物体的视觉引导方法及装置，特别是可以实现移动物体的快速识别、以及快速移动，适用于智能制造场合，如AGV运输和移动货架、智能移动机器人、智慧停车场、公共安全等领域。

背景技术

标签是相对一维条形码而言的一种信息码，不限于二维码和图像特征码，如预定尺寸的圆点阵，预定尺寸的直角图像和自然界相对稳定的参考物(道路标签，人体，动物等)以及多种参考物构成的特征序列。它充分利用了平面上的二维空间，大大提高了信息密度，使得在小面积上编码大数据成为可能，由于有超强的纠错能力，即使大面积受损也能被准确识别，应用范围广。

现有技术中，标签一般以二维码为代表的预处理依赖于基于Gaussian Laplace高斯拉普拉斯的边缘检测，首先对图像进行高斯卷积滤波进行降噪处理，再采用Laplace算子进行边缘检测。此外，还有基于Hough变换的直线检测，将直线的梯度方向逆向应用，可以获取直线段的端点信息，同时将直线的梯度方向融合到Hough变换中。

对于DM码，当图像存在比较严重的几何失真时，寻址图像L的两条直边将会出现弧度，从而难以检测并影响最终的识别率；基于Hough变换的直线检测计算量大，很难快速计算出结果，一般只能采用工业计算机来进行处理，也没有办法实现实时的标签识别，用于AGV的定位导航时由于帧率不够，同时没有角度和相对距离信息，影响AGV的自动行走的速度和稳定性。

发明内容

本发明为了解决移动物体的快速识别、以及精确移动定位的技术问题，设计了一种用于移动物体的视觉引导方法及装置，通过更多软件对图像的处理，在不增加硬件成本的基础上，实现了每秒上百次的图像拍照识别，可以做到实时的图像识别以及机器人视觉引导定位效果。

本发明采用的技术方案是，一种用于移动物体的视觉引导方法，基于安装在移动物体上的摄像机、移动物体上的总控单元以及带有视觉引导边框的固定标签实现，摄像机通过扫描固定标签，获取标签中的图像照片以及图像信息，进而通过移动物体上的总控单元控制移动物体进行移动或停止，关键是，在总控单元中设置有预设标签的物理特征的专用存储电路，总控单元对摄像机拍摄的图片进行处理，通过与专用存储电路中的预设标签的物理特征进行比对，获取当前移动物体与固定标签的相对距离与相对角度，进而控制移动物体进行移动，逐步逼近固定标签位置的过程中重复识别、处理，直至别到与预设标签的物理特征一样的图像后结束。

所述总控单元对摄像机拍摄的图片进行处理的具体方法步骤如下：

a、对摄像机获取的图像进行滤波处理；

b、对图像进行二值化处理；

c、对图像进行连通域扫描；

d、根据连通域扫描结果判断是否存在两个视觉引导边框，如果存在，则当前图像存在标签，进行下一步骤，否则当前图像不存在标签，重新抓拍图像；

e、获取标签在图像中的区域坐标和偏移角度；

f、对标签区域根据偏移角度进行旋转操作；

g、对旋转后的标签区域做连通域处理，根据连通域结果过滤视觉引导边框，从而得到只有标签的区域；

h、将标签投影到新坐标系；