[发明专利]一种基于RFID和视觉的信息融合定位系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于RFID和视觉的信息融合定位系统及方法，本系统在执行仓储运载任务时，通过移动机器人底部安装的摄像头获取路径信息，通过机器人底部RFID射频器获取关键点信息，对图像进行基于颜色的分割，将颜色的空间从RGB转换到YCbCr颜色空间，对其中的红色色度分量进行阈值分割；处理器根据分割后的图像和RFID读写器读取的定位信号，校验机器人的运行路径是否准确，对移动机器人进行导航和运动控制，实现移动机器人准确快速稳定的自主导航，不迷失方向，不与其它障碍物相碰，最终顺利到达目的地。

主权项

一种基于RFID和视觉的信息融合定位系统的定位方法，该系统包括RFID定位单元、CMOS图像采集单元和信息处理单元；所述RFID定位单元，包括RFID读写器、RFID标签；其中，RFID标签依次设置于仓库地面铺设的红色路径标志线处，RFID标签的设定距离为1.5‑2.5m，RFID读写器设置于移动机器人的底部，采集RFID标签的信息，校验机器人的运行路径；所述RFID标签为无源被动式标签；所述CMOS图像采集单元，包括CMOS摄像头和照明电路，所述CMOS摄像头，固定于移动机器人的底部中端，采集地面上设置的路径标志线，所述照明电路设置于CMOS摄像头周围；所述信息处理单元，包括控制器、处理器和串口通信接口，所述控制器接收CMOS摄像头采集的路径标志线视频信息，将其滤波、消除污点后传输给处理器，处理器通过串口通信接口连接RFID读写器，获得定位信号；该系统的定位方法，其特征是：包括以下步骤：(1)在机器人运行场所地面铺设红色路径标志线，并在标志线上每隔设定距离安装一个RFID标签；(2)当移动机器人接收到出入库任务指令时，移动机器人从待命区进入路径区，底部的RFID读写器读取到起始点处的RFID标签信息，通过RFID读写器的天线上传到RFID串口并由处理器获得定位信号；(3)移动机器人通过CMOS图像采集单元获得路径标线图像，并传输给控制器，控制器对图像进行预处理，恢复有用的路径颜色信息；图像的预处理包括滤波、平滑、增强，消除图像中污点、障碍物；(4)对图像进行基于颜色的分割，将颜色的空间从RGB转换到YCbCr颜色空间，对其中的红色色度分量进行阈值分割；(5)机器人行驶过程中，通过摄像头首先获取路径图像，对获取的图像进行处理，理解图像含义并且获得路径信息，RFID读写器的定位算法采用基于信号强度的LANDMARC算法：计算标签与阅读器的欧式距离达到一定阈值判定定位；所述步骤(2)中，机器人通过RFID读写器获得关键点信息给移动机器人表明路径正确，如果检测不到关键点信息，处理器控制机器人调整左右摆动幅度寻找关键点；所述步骤(4)中，对Cr进行阈值分割，根据路径线的颜色亮度对阈值进行调整，获得最佳阈值。