本發(fā)明涉及一種移動(dòng)物體的定位技術(shù)，特別是涉及一種應(yīng)用于移動(dòng)物體的定位方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

移動(dòng)機(jī)器人在工業(yè)(如自動(dòng)化物流和巡檢)和民用(如智能車和服務(wù)機(jī)器人)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。自定位技術(shù)是移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其魯棒性和精確性很大程度上決定了移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的工作效率。

近年來，國(guó)內(nèi)外許多研究人員使用多種傳感器，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的自定位問題進(jìn)行了深入研究，提出了許多自定位方法，包括：拓?fù)浔硎痉ā⒑轿煌扑惴?、卡爾曼濾波估計(jì)、柵格法、概率法、同步定位與建圖法等等。用于定位的傳感器包括：視覺傳感器、激光、紅外、超聲、碼盤、陀螺儀和加速度計(jì)等等。碼盤、陀螺儀、碼盤、加速度計(jì)是用于局部定位的輔助傳感器。紅外、超聲傳感器受精度限制，一般用于緊急避障。激光傳感器成本較高，不適合民用推廣。視覺傳感器獲取的環(huán)境信息最為豐富，發(fā)展空間最大。目前，研究人員都側(cè)重于機(jī)器人的視覺定位研究。

移動(dòng)機(jī)器人的視覺定位一般分為自然路標(biāo)定位和人工路標(biāo)定位兩大類。其中，自然路標(biāo)定位方法是利用自然環(huán)境中的特征進(jìn)行定位，具有良好的普適性且不需要環(huán)境改造。但是，這類定位方法過于復(fù)雜，魯棒性不佳，實(shí)用性有限，且定位精度往往受到環(huán)境的影響。人工路標(biāo)是指人為設(shè)計(jì)特定的路標(biāo)安裝在機(jī)器人的工作環(huán)境中，通過傳感設(shè)備對(duì)路標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，提取路標(biāo)中的信息，從而計(jì)算出移動(dòng)機(jī)器人自身的位置。人工路標(biāo)雖然對(duì)環(huán)境有所改變，但計(jì)算簡(jiǎn)單，特征穩(wěn)定，系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，具有較強(qiáng)的魯棒性，所以被廣泛采用。

在人工路標(biāo)定位方法中，路標(biāo)的識(shí)別準(zhǔn)確率很大程度上決定了定位系統(tǒng)的魯棒性和工作效率。目前，研究人員采用的人工路標(biāo)多是設(shè)計(jì)特殊顏色或者紋理結(jié)構(gòu)信息的圖案，例如：數(shù)字、字母和二維碼等等。這些圖案一般都需要通過環(huán)境光照明，機(jī)器人上的攝像機(jī)才能感光成像。因此，人工路標(biāo)容易受到環(huán)境光照的變化，從而影響人工路標(biāo)識(shí)別的穩(wěn)定性。并且，隨著機(jī)器人的適用范圍越來越廣，其工作環(huán)境的面積也越來越大，對(duì)人工路標(biāo)的需求也越來越多，采用特殊顏色設(shè)計(jì)的人工路標(biāo)在數(shù)量上已經(jīng)不能滿足大面積的工作環(huán)境的需求；而采用紋理結(jié)構(gòu)信息的圖案設(shè)計(jì)的人工路標(biāo)，其路標(biāo)相對(duì)復(fù)雜，對(duì)其進(jìn)行識(shí)別時(shí)容易發(fā)生錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致定位發(fā)生偏差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種定位方法和系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中移動(dòng)物體的利用人工路標(biāo)進(jìn)行定位時(shí)不夠準(zhǔn)確和快速的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種定位方法，應(yīng)用于移動(dòng)物體，包括：采集所述移動(dòng)物體的視野范圍內(nèi)的路標(biāo)的圖像；其中，路標(biāo)包括校驗(yàn)標(biāo)記和唯一標(biāo)識(shí)路標(biāo)的定位標(biāo)記，且所述定位標(biāo)記和所述校驗(yàn)標(biāo)記均采用標(biāo)記點(diǎn)的形式；依據(jù)路標(biāo)的圖像識(shí)別所述路標(biāo)的所述定位標(biāo)記和所述校驗(yàn)標(biāo)記；根據(jù)所述校驗(yàn)標(biāo)記，校驗(yàn)所述路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性：若所述路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整，則通過所述定位標(biāo)記，計(jì)算所述移動(dòng)物體相對(duì)于所述路標(biāo)的相對(duì)位置；并依據(jù)所述相對(duì)位置和所述路標(biāo)的世界坐標(biāo)，定位所述移動(dòng)物體的世界坐標(biāo)。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，組成所述定位標(biāo)記和所述校驗(yàn)標(biāo)記的標(biāo)記點(diǎn)均采用回歸反射材料。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述采集所述移動(dòng)物體的視野范圍內(nèi)的路標(biāo)的圖像的步驟包括：向所述路標(biāo)發(fā)射紅外光；采集紅外光下的所述路標(biāo)的圖像。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述采集所述移動(dòng)物體的視野范圍內(nèi)的路標(biāo)的圖像的步驟包括：直接采集所述路標(biāo)的第一圖像；向所述路標(biāo)發(fā)射紅外光，采集所述路標(biāo)的第二圖像。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述定位標(biāo)記和所述校驗(yàn)標(biāo)記的識(shí)別是通過將采集的所述第一圖像和所述第二圖像進(jìn)行差分而獲得的。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性是根據(jù)所述校驗(yàn)標(biāo)記，通過奇偶校驗(yàn)法、異或校驗(yàn)法或循環(huán)冗余校驗(yàn)法進(jìn)行校驗(yàn)的。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述路標(biāo)的世界坐標(biāo)是通過所述路標(biāo)的定位部分從路標(biāo)位置表中提取的，其中，路標(biāo)位置表為按照路標(biāo)的定位部分而保存的各個(gè)路標(biāo)的世界坐標(biāo)，且，路標(biāo)位置表中的各個(gè)路標(biāo)的世界坐標(biāo)是通過預(yù)先標(biāo)定獲得的。

本發(fā)明還公開了一種定位系統(tǒng)，應(yīng)用于移動(dòng)物體，包括：采集模塊，用于采集所述移動(dòng)物體的視野范圍內(nèi)的路標(biāo)的圖像；其中，路標(biāo)包括校驗(yàn)標(biāo)記和唯一標(biāo)識(shí)路標(biāo)的定位標(biāo)記，且所述定位標(biāo)記和所述校驗(yàn)標(biāo)記均采用標(biāo)記點(diǎn)的形式；識(shí)別模塊，用于依據(jù)采集的圖像識(shí)別所述路標(biāo)的所述定位標(biāo)記和所述校驗(yàn)標(biāo)記；校驗(yàn)?zāi)K，用于根據(jù)所述校驗(yàn)標(biāo)記，校驗(yàn)所述路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性；計(jì)算模塊，用于通過所述定位標(biāo)記，計(jì)算所述移動(dòng)物體相對(duì)于所述路標(biāo)的相對(duì)位置；定位模塊，用于依據(jù)所述相對(duì)位置和所述路標(biāo)的世界坐標(biāo)，定位所述移動(dòng)物體的世界坐標(biāo)。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，組成所述定位標(biāo)記和所述校驗(yàn)標(biāo)記的標(biāo)記點(diǎn)均采用回歸反射材料。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述采集模塊包括紅外光發(fā)射子模塊和攝像頭子模塊；所述紅外光發(fā)射子模塊用于向所述移動(dòng)物體的視野范圍內(nèi)的路標(biāo)發(fā)射紅外光；所述攝像頭子模塊用于獲取紅外光照射下的路標(biāo)的圖像。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述校驗(yàn)?zāi)K根據(jù)識(shí)別的所述校驗(yàn)標(biāo)記，通過奇偶校驗(yàn)法、異或校驗(yàn)法或循環(huán)冗余校驗(yàn)法校驗(yàn)路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述定位模塊還包括：存儲(chǔ)子模塊和提取子模塊；所述存儲(chǔ)子模塊用于保存路標(biāo)位置表；其中，所述路標(biāo)位置表是按照路標(biāo)的定位部分而保存的各個(gè)路標(biāo)的世界坐標(biāo)，且，所述路標(biāo)位置表中的各個(gè)路標(biāo)的世界坐標(biāo)是通過預(yù)先標(biāo)定獲得的；所述提取子模塊用于根據(jù)所述定位標(biāo)記提取對(duì)應(yīng)的路標(biāo)的世界坐標(biāo)。

本發(fā)明還公開了一種定位方法，應(yīng)用于移動(dòng)物體，包括：采集所述移動(dòng)物體的視野范圍內(nèi)的路標(biāo)的圖像；其中，路標(biāo)包括校驗(yàn)標(biāo)記和唯一標(biāo)識(shí)路標(biāo)的定位標(biāo)記，且所述定位標(biāo)記和所述校驗(yàn)標(biāo)記均采用標(biāo)記點(diǎn)的形式；依據(jù)路標(biāo)的圖像識(shí)別所述路標(biāo)的所述定位標(biāo)記和所述校驗(yàn)標(biāo)記；根據(jù)所述校驗(yàn)標(biāo)記，校驗(yàn)所述路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性：若所述路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整，則檢測(cè)所述移動(dòng)物體在空間方向上的傾斜角度；通過所述傾斜角度和所述定位標(biāo)記，計(jì)算所述移動(dòng)物體相對(duì)于所述路標(biāo)的相對(duì)位置；并依據(jù)所述相對(duì)位置和所述路標(biāo)的世界坐標(biāo)，定位所述移動(dòng)物體的世界坐標(biāo)。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性是根據(jù)所述校驗(yàn)標(biāo)記，通過奇偶校驗(yàn)法、異或校驗(yàn)法或循環(huán)冗余校驗(yàn)法進(jìn)行校驗(yàn)的。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述路標(biāo)的世界坐標(biāo)是通過所述路標(biāo)的定位部分從路標(biāo)位置表中提取的，其中，路標(biāo)位置表為按照路標(biāo)的定位部分而保存的各個(gè)路標(biāo)的世界坐標(biāo)，且，路標(biāo)位置表中的各個(gè)路標(biāo)的世界坐標(biāo)是通過預(yù)先標(biāo)定獲得的。

本發(fā)明公開了一種定位系統(tǒng)，應(yīng)用于移動(dòng)物體，包括：采集模塊，用于采集所述移動(dòng)物體的視野范圍內(nèi)的路標(biāo)的圖像；其中，路標(biāo)包括校驗(yàn)標(biāo)記和唯一標(biāo)識(shí)路標(biāo)的定位標(biāo)記，且所述定位標(biāo)記和所述校驗(yàn)標(biāo)記均采用標(biāo)記點(diǎn)的形式；識(shí)別模塊，用于依據(jù)采集的圖像識(shí)別所述路標(biāo)的所述定位標(biāo)記和所示校驗(yàn)標(biāo)記；校驗(yàn)?zāi)K，用于根據(jù)所述校驗(yàn)標(biāo)記，校驗(yàn)所述路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性；傾斜角檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)所述移動(dòng)物體在空間方向上的傾斜角度；計(jì)算模塊，用于通過所述定位標(biāo)記和所述傾斜角度，計(jì)算所述移動(dòng)物體相對(duì)于所述路標(biāo)的相對(duì)位置；定位模塊，用于依據(jù)所述相對(duì)位置和所述路標(biāo)的世界坐標(biāo)，定位所述移動(dòng)物體的世界坐標(biāo)。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述校驗(yàn)?zāi)K根據(jù)識(shí)別的所述校驗(yàn)標(biāo)記，通過奇偶校驗(yàn)法、異或校驗(yàn)法或循環(huán)冗余校驗(yàn)法校驗(yàn)路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述定位模塊還包括：存儲(chǔ)子模塊和提取子模塊；所述存儲(chǔ)子模塊用于保存路標(biāo)位置表；其中，所述路標(biāo)位置表是按照路標(biāo)的定位部分而保存的各個(gè)路標(biāo)的世界坐標(biāo)，且，所述路標(biāo)位置表中的各個(gè)路標(biāo)的世界坐標(biāo)是通過預(yù)先標(biāo)定獲得的；所述提取子模塊用于根據(jù)所述定位標(biāo)記提取對(duì)應(yīng)的路標(biāo)的世界坐標(biāo)。。

如上所述，本發(fā)明的一種應(yīng)用于移動(dòng)物體的定位方法和系統(tǒng)，其路標(biāo)的標(biāo)記點(diǎn)采用回歸反射材料制造，突出了路標(biāo)，抑制了環(huán)境干擾，增強(qiáng)了魯棒性；且路標(biāo)中增加了校驗(yàn)標(biāo)記點(diǎn)，較少了因?yàn)闃?biāo)記點(diǎn)識(shí)別錯(cuò)誤而造成的定位失敗。并且本發(fā)明的定位方法中還利用了傾斜角檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)移動(dòng)物體在空間三個(gè)方向的傾斜角，通過矩陣運(yùn)算實(shí)時(shí)得到移動(dòng)物體所在位置的世界坐標(biāo)值，保證了移動(dòng)物體在上下坡過程中的精確定位，且本發(fā)明定位原理簡(jiǎn)單，計(jì)算快速，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明實(shí)施例公開的移動(dòng)物體的移動(dòng)工作狀態(tài)示意圖。

圖2顯示為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種應(yīng)用于移動(dòng)物體的定位方法和系統(tǒng)的路標(biāo)的示意圖。

圖3顯示為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種應(yīng)用于移動(dòng)物體的定位系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4顯示為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種應(yīng)用于移動(dòng)物體的定位方法的流程示意圖。

圖5顯示為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種應(yīng)用于移動(dòng)物體的定位方法中，對(duì)移動(dòng)物體進(jìn)行定位時(shí)各個(gè)坐標(biāo)系之間的關(guān)系示意圖。

圖6顯示為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的一種應(yīng)用于移動(dòng)物體的定位系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7顯示為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的一種應(yīng)用于移動(dòng)物體的定位方法的流程示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說明

100 移動(dòng)物體

200 路標(biāo)

211,212,213,214 作為定位標(biāo)記的標(biāo)記點(diǎn)

220 作為校驗(yàn)標(biāo)記的標(biāo)記點(diǎn)

300,600 定位系統(tǒng)

310,610 采集模塊

311,611 紅外光發(fā)射子模塊

312,612 攝像頭子模塊

320,620 識(shí)別模塊

330,630 校驗(yàn)?zāi)K

340,650 計(jì)算模塊

350,660 定位模塊

640 傾斜角檢測(cè)模塊

S41～S43，S71～S73 步驟

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

請(qǐng)參閱附圖。需要說明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

本發(fā)明的應(yīng)用于移動(dòng)物體的定位方法和系統(tǒng)是基于標(biāo)記點(diǎn)式的人工路標(biāo)而提出的。在人工路標(biāo)中，除了傳統(tǒng)的定位標(biāo)記外，還增加了校驗(yàn)標(biāo)記，使得移動(dòng)物體對(duì)標(biāo)記點(diǎn)式的人工路標(biāo)圖像進(jìn)行采集識(shí)別后，就根據(jù)校驗(yàn)標(biāo)記對(duì)路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性進(jìn)行校驗(yàn)，避免了由于圖像采集的因素而引起的定位不夠準(zhǔn)確。

本發(fā)明的實(shí)施例的移動(dòng)物體是工作在室內(nèi)環(huán)境下，并且，人工路標(biāo)被貼附于室內(nèi)環(huán)境的天花板上。如圖1所示，移動(dòng)物體100在室內(nèi)移動(dòng)，根據(jù)采集位于天花板上的人工路標(biāo)200的圖像，從而實(shí)現(xiàn)其世界坐標(biāo)的定位。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，設(shè)置于天花板上的路標(biāo)采用標(biāo)記點(diǎn)的形式，路標(biāo)分為兩部分：定位標(biāo)記和校驗(yàn)標(biāo)記。定位標(biāo)記用于唯一地標(biāo)識(shí)路標(biāo)；校驗(yàn)標(biāo)記用于提供數(shù)據(jù)完整性的校驗(yàn)信息。并且，路標(biāo)的數(shù)量和排布是基于工作的室內(nèi)環(huán)境的面積大小而確定的。

在本實(shí)施例中，天花板上的路標(biāo)的標(biāo)記點(diǎn)是基于極坐標(biāo)的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)排布的。如圖2所示，路標(biāo)200的定位標(biāo)記包括至少四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)；其中三個(gè)標(biāo)記點(diǎn)(211，212，213)是用于確定路標(biāo)所在平面的極坐標(biāo)系，不同的路標(biāo)，標(biāo)記點(diǎn)211，212和213是相同的。剩余的標(biāo)記點(diǎn)214是用于唯一地標(biāo)識(shí)路標(biāo)，即，不同的路標(biāo)，標(biāo)記點(diǎn)214的位置以及數(shù)量是不同的。并且標(biāo)記點(diǎn)214位于標(biāo)記點(diǎn)211、212和213所確定的極坐標(biāo)系內(nèi)。根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)214的位置和數(shù)量，可以唯一地確定路標(biāo)。當(dāng)工作環(huán)境的面積不大時(shí)，一個(gè)路標(biāo)可以僅采用一個(gè)標(biāo)記點(diǎn)214；這種情況下，不同路標(biāo)對(duì)應(yīng)的標(biāo)記點(diǎn)214都是位于同一個(gè)以極點(diǎn)為圓心的圓周上的。當(dāng)工作環(huán)境的面積過大時(shí)，路標(biāo)的數(shù)量也比較多，為了實(shí)現(xiàn)標(biāo)記點(diǎn)214唯一地標(biāo)識(shí)路標(biāo)，通常采用增加標(biāo)記點(diǎn)的方式和/或增加標(biāo)記點(diǎn)的排布位置的方式。增加標(biāo)記點(diǎn)，是一個(gè)路標(biāo)通過多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)214來進(jìn)行唯一地標(biāo)識(shí)，并且，多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)214可位于同一個(gè)以極點(diǎn)為圓心的圓周上，也可以位于以極點(diǎn)為圓心的多個(gè)同心圓上。增加標(biāo)記點(diǎn)的排布位置，是指一個(gè)路標(biāo)對(duì)應(yīng)一個(gè)標(biāo)記點(diǎn)214，不同路標(biāo)對(duì)應(yīng)的標(biāo)記點(diǎn)214位于以極點(diǎn)為圓心的多個(gè)同心圓上。圖2所示的路標(biāo)的標(biāo)記點(diǎn)(211，212，213和214)用黑色的實(shí)心圓圈來表示；其他路標(biāo)所對(duì)應(yīng)的標(biāo)記點(diǎn)214用空心的圓圈來表示。不難看出，不同的路標(biāo)所對(duì)應(yīng)的標(biāo)記點(diǎn)214是排布在以極點(diǎn)為圓心的兩個(gè)同心圓上。路標(biāo)的校驗(yàn)標(biāo)記包括至少一個(gè)標(biāo)記點(diǎn)220；標(biāo)記點(diǎn)220是位于路標(biāo)的固定區(qū)域，例如，圖2所示的標(biāo)記點(diǎn)220是位于以標(biāo)記點(diǎn)211為圓心的圓周上。當(dāng)然，校驗(yàn)標(biāo)記的標(biāo)記點(diǎn)220并不僅限于圖2所示的這一個(gè)位置，其也可位于路標(biāo)的其他位置處。并且，位于同一室內(nèi)環(huán)境下的不同的路標(biāo)，其對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)標(biāo)記的標(biāo)記點(diǎn)220的數(shù)量和位置是完全相同的。

需要說明的是，本發(fā)明的路標(biāo)的標(biāo)記點(diǎn)并不僅限于基于極坐標(biāo)的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)排布的方式，只要是以標(biāo)記點(diǎn)的形式來標(biāo)識(shí)區(qū)分路標(biāo)的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

本實(shí)施例公開了一種應(yīng)用于移動(dòng)物體的定位系統(tǒng)300，如圖3所示，包括：

采集模塊310，用于采集移動(dòng)物體的視野范圍內(nèi)的路標(biāo)的圖像。其中，路標(biāo)采用的標(biāo)記點(diǎn)的形式，且每一個(gè)路標(biāo)的標(biāo)記點(diǎn)是基于極坐標(biāo)的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)排布的。路標(biāo)的標(biāo)記點(diǎn)分為兩部分：用于標(biāo)識(shí)路標(biāo)唯一性的定位標(biāo)記和用于校驗(yàn)路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性的校驗(yàn)標(biāo)記。通常情況下，采集模塊310直接采用照相機(jī)即可實(shí)現(xiàn)路標(biāo)的圖像的采集。

此外，為了避免周圍環(huán)境對(duì)路標(biāo)采集的影響，采集模塊310包括紅外光發(fā)射子模塊311和攝像頭子模塊312。紅外光發(fā)射子模塊311向移動(dòng)物體的視野范圍內(nèi)的路標(biāo)發(fā)射紅外光；而攝像頭子模塊312直接攝取紅外光照射下的路標(biāo)的圖像。

本實(shí)施例中，紅外光發(fā)射子模塊311由紅外發(fā)射二極管發(fā)光實(shí)現(xiàn)。為了使單個(gè)路標(biāo)覆蓋的定位范圍盡可能廣，使用的路標(biāo)數(shù)量盡可能的少，所用的攝像頭子模塊312必須有足夠大的視野范圍，因此攝像頭子模塊312采用焦距較小，成像范圍大的鏡頭或者廣角鏡頭。

并且，路標(biāo)上的標(biāo)記點(diǎn)均是采用回歸反射材料制成。回歸反射材料是利用透明體的反射折射原理制造出的反光材料，能夠把光照從原來的方向再反射回去。紅外光照射到路標(biāo)的標(biāo)記點(diǎn)后，采用回歸反射材料制成的標(biāo)記點(diǎn)可以將紅外光沿著入射的路徑進(jìn)行反射，這樣就凸顯了路標(biāo)的標(biāo)記點(diǎn)的光照強(qiáng)度，有效抑制了環(huán)境燈光和光照等的影響，增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性。

識(shí)別模塊320，用于依據(jù)采集的路標(biāo)的圖像識(shí)別路標(biāo)的定位標(biāo)記的校驗(yàn)標(biāo)記。

校驗(yàn)?zāi)K330，用于根據(jù)校驗(yàn)標(biāo)記，校驗(yàn)所述路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性；

計(jì)算模塊340，用于通過定位標(biāo)記，計(jì)算移動(dòng)物體相對(duì)于所述路標(biāo)的相對(duì)位置；

定位模塊350，用于依據(jù)相對(duì)位置和路標(biāo)的世界坐標(biāo)，定位移動(dòng)物體的世界坐標(biāo)。其中，定位模塊350還包括：存儲(chǔ)子模塊和提取子模塊(未在說明書附圖中標(biāo)識(shí))；存儲(chǔ)子模塊用于保存路標(biāo)位置表；其中，路標(biāo)位置表是按照路標(biāo)的定位部分而保存的各個(gè)路標(biāo)的世界坐標(biāo)，且，路標(biāo)位置表中的各個(gè)路標(biāo)的世界坐標(biāo)是通過預(yù)先標(biāo)定獲得的；提取子模塊用于根據(jù)定位標(biāo)記提取對(duì)應(yīng)的路標(biāo)的世界坐標(biāo)。

需要說明的是，定位系統(tǒng)300的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，本實(shí)施例中僅將與解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題關(guān)系密切的模塊引入，但這并不表明本實(shí)施例中的定位系統(tǒng)300不存在其它的模塊。

與定位系統(tǒng)300相對(duì)應(yīng)的定位方法，如圖4所示，包括：

步驟S41，采集模塊310采集所述移動(dòng)物體的視野范圍內(nèi)的路標(biāo)的圖像；其中，路標(biāo)包括定位標(biāo)記和校驗(yàn)標(biāo)記，且所述定位標(biāo)記和所述校驗(yàn)標(biāo)記均采用標(biāo)記點(diǎn)的形式：

在本實(shí)施例中，為了確保采集識(shí)別的路標(biāo)的圖像的準(zhǔn)確度，還會(huì)分兩次對(duì)路標(biāo)的圖像進(jìn)行采集：

首先，攝像頭子模塊312直接拍攝當(dāng)前環(huán)境為背景的路標(biāo)的圖像，即在紅外光發(fā)射子模塊311未向移動(dòng)物體視野范圍內(nèi)的路標(biāo)發(fā)射紅外光的情況下，直接拍攝路標(biāo)的第一圖像；此時(shí)，路標(biāo)的標(biāo)記點(diǎn)的亮度為自然光亮度。然后，紅外光發(fā)射子模塊311向路標(biāo)發(fā)射紅外光，經(jīng)路標(biāo)的標(biāo)記點(diǎn)的回歸反射材料反射后，路標(biāo)的標(biāo)記點(diǎn)的亮度為高亮(紅外光下)，此時(shí)利用攝像頭子模塊312拍攝路標(biāo)的第二圖像。由于路標(biāo)的第一圖像和第二圖像中的標(biāo)記點(diǎn)式肯定有所區(qū)別的，更加利于后續(xù)的標(biāo)記點(diǎn)的識(shí)別。

步驟S42，識(shí)別模塊320依據(jù)路標(biāo)的圖像識(shí)別所述路標(biāo)的所述定位標(biāo)記和所述校驗(yàn)標(biāo)記；

目前圖像識(shí)別技術(shù)已經(jīng)非常成熟，因此，關(guān)于根據(jù)路標(biāo)的圖像識(shí)別定位標(biāo)記和校驗(yàn)標(biāo)記的具體過程，在此處不再贅述。

需要說明的是，在本實(shí)施例中，為了確保采集識(shí)別的路標(biāo)的圖像的準(zhǔn)確度，在步驟S41中，對(duì)路標(biāo)的圖像采集了兩次：分別采集了第一圖像和第二圖像。與之對(duì)應(yīng)，在進(jìn)行圖像識(shí)別時(shí)，對(duì)采集的第一圖像和第二圖像采用差分處理：用帶有高亮的標(biāo)記點(diǎn)的第二圖像減去帶有自然光亮度的標(biāo)記點(diǎn)的第一圖像，即可得到只含有標(biāo)記點(diǎn)的路標(biāo)的圖像。第二圖像在減去了第一圖像后，除了路標(biāo)的標(biāo)記點(diǎn)處于高亮外，其他部分的亮度很低，這樣更加便于路標(biāo)的圖像識(shí)別，極大地降低了環(huán)境光照和太陽(yáng)光線對(duì)定位系統(tǒng)的干擾。并且，定位系統(tǒng)300的紅外光發(fā)射子模塊311的紅外光的發(fā)射是可控的，其只在較短的時(shí)間內(nèi)需要打開，其它時(shí)間是處于關(guān)閉狀態(tài)的，如此，有效降低了定位系統(tǒng)300的系統(tǒng)功耗。

步驟S43，校驗(yàn)?zāi)K330根據(jù)所述校驗(yàn)標(biāo)記，校驗(yàn)所述路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性：

若所述路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整，則通過所述定位標(biāo)記，計(jì)算所述移動(dòng)物體相對(duì)于所述路標(biāo)的相對(duì)位置；并依據(jù)所述相對(duì)位置和所述路標(biāo)的世界坐標(biāo)，定位所述移動(dòng)物體的世界坐標(biāo)。

在實(shí)際的應(yīng)用中，通常因?yàn)槁窐?biāo)中的標(biāo)記點(diǎn)識(shí)別出錯(cuò)，而導(dǎo)致定位失敗。因此，在本實(shí)施例中，對(duì)路標(biāo)圖像識(shí)別之后，還需根據(jù)識(shí)別的校驗(yàn)標(biāo)記(一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)220)進(jìn)行驗(yàn)證。利用標(biāo)記點(diǎn)220進(jìn)行驗(yàn)證的方法有很多，例如：奇偶校驗(yàn)、異或校驗(yàn)和/或循環(huán)冗余校驗(yàn)等等。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于上述羅列的方法，只要是利用標(biāo)記點(diǎn)來驗(yàn)證識(shí)別的路標(biāo)的數(shù)據(jù)是否完整的方法均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

本實(shí)施例中，由于采用的是基于極坐標(biāo)思想而排布的標(biāo)記點(diǎn)，并且，一個(gè)路標(biāo)中也僅增加了一個(gè)作為校驗(yàn)標(biāo)記的標(biāo)記點(diǎn)220，因此，優(yōu)選采用奇偶校驗(yàn)對(duì)識(shí)別的路標(biāo)的圖像的完整性和準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證：

如圖2所示，由于本實(shí)施例的路標(biāo)的標(biāo)記點(diǎn)是采用極坐標(biāo)的思想進(jìn)行排布的，且，作為定位標(biāo)記的標(biāo)記點(diǎn)(211，212，213和214)為4個(gè)，作為校驗(yàn)標(biāo)記的標(biāo)記點(diǎn)220為1個(gè)，因此，對(duì)路標(biāo)的圖像進(jìn)行識(shí)別時(shí)，如果其識(shí)別出的標(biāo)記點(diǎn)的數(shù)量為奇數(shù)(4個(gè)作為定位標(biāo)記的標(biāo)記點(diǎn)，1個(gè)作為校驗(yàn)標(biāo)記的標(biāo)記點(diǎn))時(shí)，則表明識(shí)別的路標(biāo)的圖像是完整的；如果其識(shí)別出的標(biāo)記點(diǎn)的數(shù)量為偶數(shù)時(shí)，則表明識(shí)別的路標(biāo)的圖像是不完整的，需要重新進(jìn)行路標(biāo)的圖像的采集和識(shí)別。本實(shí)施例采用簡(jiǎn)單的奇偶校驗(yàn)，就可以解決大多數(shù)情況下單個(gè)標(biāo)記點(diǎn)出錯(cuò)導(dǎo)致的路標(biāo)識(shí)別錯(cuò)誤的問題。

此外，本發(fā)明的通過一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)220對(duì)識(shí)別的路標(biāo)的圖像進(jìn)行驗(yàn)證，并不僅限于基于極坐標(biāo)思想排布標(biāo)記點(diǎn)的路標(biāo)，只要是采用標(biāo)記點(diǎn)的形式標(biāo)識(shí)路標(biāo)的，均可以通過一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)220對(duì)路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性進(jìn)行校驗(yàn)。

并且，當(dāng)校驗(yàn)結(jié)果為路標(biāo)的數(shù)據(jù)不完整的情況下，則需要重新進(jìn)行路標(biāo)的圖像的采集和識(shí)別，或者是對(duì)路標(biāo)的圖像進(jìn)行修復(fù)等處理，以獲取完整的路標(biāo)的數(shù)據(jù)。

通過標(biāo)記點(diǎn)對(duì)識(shí)別的路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性進(jìn)行驗(yàn)證，減少了路標(biāo)圖像的識(shí)別發(fā)送錯(cuò)誤的概率，提高了定位的可靠性。

在校驗(yàn)結(jié)果為路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整的情況下，繼續(xù)通過所述定位標(biāo)記，計(jì)算模塊340計(jì)算所述移動(dòng)物體相對(duì)于所述路標(biāo)的相對(duì)位置；并依據(jù)所述相對(duì)位置和所述路標(biāo)的世界坐標(biāo)，定位模塊350定位所述移動(dòng)物體的世界坐標(biāo)。

在本實(shí)施例中，對(duì)于移動(dòng)物體的世界坐標(biāo)的定位涉及到以下幾個(gè)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，如圖5所示：

UOoY表示以像素為單位的圖像坐標(biāo)系，且，Oo為圖像坐標(biāo)系的原點(diǎn)；

XOY表示以物理單位為度量的成像平面坐標(biāo)系，O為原點(diǎn)，且，原點(diǎn)O是攝像頭光軸與圖像平面的交點(diǎn)，理論上該點(diǎn)位于圖像的中心，其中，成像平面坐標(biāo)系的X軸和Y軸與圖像坐標(biāo)系的U軸和V軸平行；

XcOcYcZc表示攝像頭坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系的原點(diǎn)Oc位于鏡頭的光心，Xc軸與Yc軸與成像平面坐標(biāo)系的X軸和Y軸平行，Zc軸為攝像機(jī)的光軸，與成像平面垂直，它與圖像坐標(biāo)系的交點(diǎn)為O1(在圖5中未標(biāo)識(shí))，O1與Oc之間的距離為攝像頭的焦距f；

XwOwYwZw表示世界坐標(biāo)系。

假設(shè)成像平面坐標(biāo)系的原點(diǎn)O在圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(u0，v0)，成像平面上的每個(gè)像素X軸和y軸方向上的物理尺寸為dx和dy，那么，圖像中任意一個(gè)像素在圖像坐標(biāo)系和成像平面坐標(biāo)系下的坐標(biāo)有如下的關(guān)系：

用齊次坐標(biāo)矩陣表示就是：

根據(jù)空間相似原理，在攝像頭坐標(biāo)系的點(diǎn)P和其在成像平面坐標(biāo)系上的投影點(diǎn)p之間有如下的關(guān)系：

其中(x，y)為點(diǎn)p在成像平面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，(Xc，Yc，Zc)為點(diǎn)P在攝像頭坐標(biāo)中的坐標(biāo)，用齊次坐標(biāo)矩陣表示如下：

結(jié)合兩式即可以求出空間點(diǎn)P與像點(diǎn)p的像素坐標(biāo)之間的變換關(guān)系：

矩陣即為攝像頭的內(nèi)參矩陣。

以圖2所示的路標(biāo)為例，對(duì)移動(dòng)物體的世界坐標(biāo)的定位進(jìn)行詳細(xì)說明：

根據(jù)識(shí)別的路標(biāo)的定位標(biāo)記建立路標(biāo)所對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo)系：根據(jù)圖2所示的路標(biāo)，利用標(biāo)記點(diǎn)211、212和213確定路標(biāo)的極坐標(biāo)系(r，t)，其中，r表示半徑坐標(biāo)，t表示角坐標(biāo)。路標(biāo)所在的極坐標(biāo)系與圖像坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角即為該矢量方向上的θ₀。

根據(jù)定位系統(tǒng)300的攝像頭的內(nèi)參矩陣、平移矩陣和定位標(biāo)記的標(biāo)記點(diǎn)的極坐標(biāo)值，計(jì)算模塊340計(jì)算移動(dòng)物體相對(duì)于路標(biāo)的相對(duì)位置；其中，

本實(shí)施例是通過平移矩陣T和旋轉(zhuǎn)矩陣R來實(shí)現(xiàn)攝像頭坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系XwYwZw的變換的：

與攝像頭的內(nèi)參矩陣M相結(jié)合，可以得到圖像坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系的關(guān)系：

設(shè)定世界坐標(biāo)系的原點(diǎn)與當(dāng)前攝像機(jī)坐標(biāo)系的原點(diǎn)重合，那么，平移矩陣T＝(x0，y0，z0)為0，旋轉(zhuǎn)矩陣R是根據(jù)移動(dòng)物體在三個(gè)方向上的傾斜角度(α,β,γ)實(shí)時(shí)計(jì)算獲得的。根據(jù)上式的矩陣變換關(guān)系，可以求得路標(biāo)原點(diǎn)相對(duì)于攝像頭坐標(biāo)系的坐標(biāo)，而在該實(shí)施例中，未對(duì)移動(dòng)物體在三個(gè)方向的傾角進(jìn)行測(cè)量，默認(rèn)為傾斜角為0。如此，就可得到移動(dòng)物體相對(duì)于與所拍攝到的路標(biāo)的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)物體與路標(biāo)的相對(duì)定位。

定位模塊350根據(jù)移動(dòng)物體相對(duì)于路標(biāo)的相對(duì)位置、空間坐標(biāo)變換關(guān)系、以及路標(biāo)的世界坐標(biāo)，可定位出移動(dòng)物體所在位置的世界坐標(biāo)。

其中，路標(biāo)的世界坐標(biāo)是根據(jù)路標(biāo)的定位部分從路標(biāo)位置表中提取出來的。路標(biāo)位置表是保存在定位系統(tǒng)中的，且，路標(biāo)位置表中的各個(gè)路標(biāo)的世界坐標(biāo)是按照各個(gè)路標(biāo)的定位標(biāo)記分開保存的，定位系統(tǒng)根據(jù)識(shí)別出的路標(biāo)的定位標(biāo)記，可方便直接地從路標(biāo)位置表中讀取出相應(yīng)的世界坐標(biāo)。此外，路標(biāo)位置表中的各個(gè)路標(biāo)的世界坐標(biāo)是路標(biāo)在設(shè)置在天花板之后，進(jìn)行預(yù)先標(biāo)定而獲得的。對(duì)于路標(biāo)的世界坐標(biāo)的預(yù)先標(biāo)定，方法有很多種，在此就不再贅述。

需要說明的是，上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實(shí)現(xiàn)時(shí)可以合并為一個(gè)步驟或者對(duì)某些步驟進(jìn)行拆分，分解為多個(gè)步驟，只要包含相同的邏輯關(guān)系，都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)；對(duì)算法中或者流程中添加無關(guān)緊要的修改或者引入無關(guān)緊要的設(shè)計(jì)，但不改變其算法和流程的核心設(shè)計(jì)都在該專利的保護(hù)范圍內(nèi)。

進(jìn)一步地，當(dāng)移動(dòng)物體在運(yùn)動(dòng)過程中，其并不一定始終處于水平位置處，為了適應(yīng)不同體位的移動(dòng)物體的定位，本發(fā)明對(duì)圖3所示的定位系統(tǒng)300進(jìn)行了改良。如圖6所示，本實(shí)施例的應(yīng)用于移動(dòng)物體的定位系統(tǒng)600包括：

采集模塊610，用于采集移動(dòng)物體的視野范圍內(nèi)的路標(biāo)的圖像。其中，路標(biāo)采用的標(biāo)記點(diǎn)的形式，且每一個(gè)路標(biāo)的標(biāo)記點(diǎn)是基于極坐標(biāo)的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)排布的。路標(biāo)的標(biāo)記點(diǎn)分為兩部分：用于標(biāo)識(shí)路標(biāo)唯一性的定位標(biāo)記和用于校驗(yàn)路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性的校驗(yàn)標(biāo)記。通常情況下，采集模塊310直接采用照相機(jī)即可實(shí)現(xiàn)路標(biāo)的圖像的采集。

與圖3所示的定位系統(tǒng)300的采集模塊310相同，本實(shí)施例的定位系統(tǒng)600的采集模塊610也包括紅外光發(fā)射子模塊611和攝像頭子模塊612。紅外光發(fā)射子模塊611向移動(dòng)物體的視野范圍內(nèi)的路標(biāo)發(fā)射紅外光；而攝像頭子模塊612直接攝取紅外光照射下的路標(biāo)的圖像。

本實(shí)施例中，紅外光發(fā)射子模塊611由紅外發(fā)射二極管發(fā)光實(shí)現(xiàn)。紅外發(fā)射二極管的發(fā)光波長(zhǎng)一般有850nm和940nm兩種，由于850nm的發(fā)射功率更大，可以增強(qiáng)標(biāo)記點(diǎn)與環(huán)境的對(duì)比度，因此優(yōu)先選用波長(zhǎng)為850nm的紅外發(fā)射二極管。并且為了使單個(gè)路標(biāo)覆蓋的定位范圍盡可能廣，使用的路標(biāo)數(shù)量盡可能的少，所用的攝像頭子模塊612必須有足夠大的視野范圍，因此攝像頭子模塊612采用焦距為2.5nm或者2.1nm的紅外大廣角鏡頭，圖像檢測(cè)單元采用1/3”CMOS。并且，還可在紅外大廣角鏡頭前方安裝波長(zhǎng)為850nm的窄帶通濾波片，從而只對(duì)850nm的紅外光進(jìn)行感光成像。

識(shí)別模塊620，用于依據(jù)采集的路標(biāo)的圖像識(shí)別路標(biāo)的定位標(biāo)記的校驗(yàn)標(biāo)記。

校驗(yàn)?zāi)K630，用于根據(jù)校驗(yàn)標(biāo)記，校驗(yàn)所述路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性；

傾斜角檢測(cè)模塊640，用于檢測(cè)所述移動(dòng)物體在空間方向上的傾斜角度。傾斜角檢測(cè)模塊640實(shí)時(shí)檢測(cè)移動(dòng)物體自身在空間的三個(gè)方向上的傾斜角度，從而使移動(dòng)物體在上下坡和/或左右搖擺的狀態(tài)下也可精確定位。優(yōu)選地，本實(shí)施例的傾斜角檢測(cè)模塊640采用傾斜角傳感器。

計(jì)算模塊650，用于通過定位標(biāo)記和傾斜角度，計(jì)算移動(dòng)物體相對(duì)于所述路標(biāo)的相對(duì)位置；

定位模塊660，用于依據(jù)相對(duì)位置和路標(biāo)的世界坐標(biāo)，定位移動(dòng)物體的世界坐標(biāo)。定位模塊660還包括：存儲(chǔ)子模塊和提取子模塊(未在說明書附圖中標(biāo)識(shí))；存儲(chǔ)子模塊用于保存路標(biāo)位置表；其中，路標(biāo)位置表是按照路標(biāo)的定位部分而保存的各個(gè)路標(biāo)的世界坐標(biāo)，且，路標(biāo)位置表中的各個(gè)路標(biāo)的世界坐標(biāo)是通過預(yù)先標(biāo)定獲得的；提取子模塊用于根據(jù)定位標(biāo)記提取對(duì)應(yīng)的路標(biāo)的世界坐標(biāo)。

需要說明的是，定位系統(tǒng)600的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，本實(shí)施例中僅將與解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題關(guān)系密切的模塊引入，但這并不表明本實(shí)施例中的定位系統(tǒng)600不存在其它的模塊。

如圖7所示，與定位系統(tǒng)600相對(duì)應(yīng)的定位方法與定位系統(tǒng)300相對(duì)應(yīng)的定位方法相似，包括：

步驟S71，采集模塊610采集所述移動(dòng)物體的視野范圍內(nèi)的路標(biāo)的圖像；其中，路標(biāo)包括定位標(biāo)記和校驗(yàn)標(biāo)記，且所述定位標(biāo)記和所述校驗(yàn)標(biāo)記均采用標(biāo)記點(diǎn)的形式。

步驟S71的處理過程與步驟S41相同，在此不再贅述。

步驟S72，識(shí)別模塊620依據(jù)路標(biāo)的圖像識(shí)別所述路標(biāo)的所述定位標(biāo)記和所述校驗(yàn)標(biāo)記：參見步驟S42。

步驟S73，校驗(yàn)?zāi)K630根據(jù)所述校驗(yàn)標(biāo)記，校驗(yàn)所述路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整性：

若所述路標(biāo)的數(shù)據(jù)不完整，則重新采集所述路標(biāo)的圖像；

若所述路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整，則傾斜角檢測(cè)模塊640檢測(cè)所述移動(dòng)物體在空間方向上的傾斜角度；計(jì)算模塊650通過所述傾斜角度和所述定位標(biāo)記，計(jì)算所述移動(dòng)物體相對(duì)于所述路標(biāo)的相對(duì)位置；定位模塊660依據(jù)所述相對(duì)位置和所述路標(biāo)的世界坐標(biāo)，定位所述移動(dòng)物體的世界坐標(biāo)。

校驗(yàn)?zāi)K630根據(jù)識(shí)別的校驗(yàn)標(biāo)記(一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)220)進(jìn)行驗(yàn)證。利用標(biāo)記點(diǎn)220進(jìn)行驗(yàn)證的方法有很多，例如：奇偶校驗(yàn)、異或校驗(yàn)和/或循環(huán)冗余校驗(yàn)等等。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于上述羅列的方法，只要是利用標(biāo)記點(diǎn)來驗(yàn)證識(shí)別的路標(biāo)的數(shù)據(jù)是否完整的方法均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

本實(shí)施例中，由于采用的是基于極坐標(biāo)思想而排布的標(biāo)記點(diǎn)，并且，一個(gè)路標(biāo)中也僅增加了一個(gè)作為校驗(yàn)標(biāo)記的標(biāo)記點(diǎn)220，因此，優(yōu)選采用奇偶校驗(yàn)對(duì)識(shí)別的路標(biāo)的圖像的完整性和準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。

進(jìn)一步地，在校驗(yàn)結(jié)果為路標(biāo)的數(shù)據(jù)完整的情況下，傾斜角檢測(cè)模塊640檢測(cè)所述移動(dòng)物體在空間方向上的傾斜角度。

計(jì)算模塊650依據(jù)傾斜角度和定位標(biāo)記，計(jì)算所述移動(dòng)物體相對(duì)于所述路標(biāo)的相對(duì)位置：

計(jì)算模塊650對(duì)于移動(dòng)物體的相對(duì)位置的計(jì)算與步驟S43計(jì)算過程一樣，只是計(jì)算中的旋轉(zhuǎn)矩陣R略有不同，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)矩陣R的參數(shù)值的移動(dòng)物體在空間三個(gè)方向上的傾斜角度(α,β,γ)由傾斜角檢測(cè)模塊640實(shí)時(shí)檢測(cè)獲得。因此，計(jì)算模塊650計(jì)算獲得的移動(dòng)物體的相對(duì)位置也是充分考慮了移動(dòng)物體的位姿情況而獲得的。

定位模塊660根據(jù)移動(dòng)物體相對(duì)于路標(biāo)的相對(duì)位置、空間坐標(biāo)變換關(guān)系、以及路標(biāo)的世界坐標(biāo)值，可定位出移動(dòng)物體所在位置的世界坐標(biāo)。

其中，路標(biāo)的世界坐標(biāo)是根據(jù)路標(biāo)的定位部分從路標(biāo)位置表中提取出來的。路標(biāo)位置表是保存在定位系統(tǒng)中的，且，路標(biāo)位置表中的各個(gè)路標(biāo)的世界坐標(biāo)是按照各個(gè)路標(biāo)的定位標(biāo)記分開保存的，定位系統(tǒng)根據(jù)識(shí)別出的路標(biāo)的定位標(biāo)記，可方便直接地從路標(biāo)位置表中讀取出相應(yīng)的世界坐標(biāo)。此外，路標(biāo)位置表中的各個(gè)路標(biāo)的世界坐標(biāo)是路標(biāo)在設(shè)置在天花板之后，進(jìn)行預(yù)先標(biāo)定而獲得的。對(duì)于路標(biāo)的世界坐標(biāo)的預(yù)先標(biāo)定，方法有很多種，在此就不再贅述。需要說明的是，上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實(shí)現(xiàn)時(shí)可以合并為一個(gè)步驟或者對(duì)某些步驟進(jìn)行拆分，分解為多個(gè)步驟，只要包含相同的邏輯關(guān)系，都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)；對(duì)算法中或者流程中添加無關(guān)緊要的修改或者引入無關(guān)緊要的設(shè)計(jì)，但不改變其算法和流程的核心設(shè)計(jì)都在該專利的保護(hù)范圍內(nèi)。

綜上所述，本發(fā)明的一種應(yīng)用于移動(dòng)物體的定位方法和系統(tǒng)，其路標(biāo)的標(biāo)記點(diǎn)采用回歸反射材料制造，突出了路標(biāo)，抑制了環(huán)境干擾，增強(qiáng)了魯棒性；且路標(biāo)中增加了校驗(yàn)標(biāo)記點(diǎn)，消除了實(shí)際應(yīng)用中因?yàn)闃?biāo)記點(diǎn)識(shí)別錯(cuò)誤而造成的定位失敗。并且本發(fā)明的定位方法中還利用了傾斜角檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)移動(dòng)物體在空間三個(gè)方向的傾斜角，通過矩陣運(yùn)算實(shí)時(shí)得到移動(dòng)物體所在位置的世界坐標(biāo)值，保證了移動(dòng)物體在上下坡過程中的精確定位，且本發(fā)明定位原理簡(jiǎn)單，計(jì)算快速，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。