本發(fā)明涉及一種人工標記組合以及結合人工標記組合進行電腦視覺定位的系統(tǒng)和方法。

背景技術：

在視覺化人工標記定位系統(tǒng)中，使用校準過的鏡頭拍攝固定大小、格式的人工標記，可以判別自主移動設備所在的位置以及該自主移動設備與該人工標記的相對位置與角度。但是人工標記格式限制了可以分辨的獨特人工標記數量，例如，16h5標記系列有30個標記成員，而36h11標記系列有586個標記成員，16h5標記系列只能覆蓋900點，36h11標記系列能覆蓋到343396點，還有其他一系列的人工標記，能覆蓋的點均小于343396點。使得在廣泛區(qū)域中的應用受到了限制，這樣的限制會造成大范圍地圖中，沒有足夠的人工標記可以使用。

另外，目前在視覺化人工標記定位系統(tǒng)中，一般僅使用一個人工標記，可以判別該自主移動設備所在的位置以及該自主移動設備與該人工標記的相對位置與角度，但是自主移動設備在該位置需要知道的資訊以及相關處置資訊，無法單純通過該人工標記獲取。

技術實現要素：

有鑒于此，確有必要提供一種能夠覆蓋多個點的人工標記組合以及結合人工標記組合進行電腦視覺定位的系統(tǒng)和方法。

一種人工標記組合，其包括多個人工標記，該多個人工標記各不相同，并按照一定的順序排列，該人工標記組合作為一組人工標記使用。

一種結合人工標記組合進行電腦視覺定位的系統(tǒng)，其包括圖像采集模組、人工標記識別模組、資料存儲模組以及控制模組，所述圖像采集模組用來采集圖像，并將該圖像傳輸給人工標記識別模組；所述人工標記識別模組用于識別人工標記，并將該人工標記的id讀出來，將該id傳輸給所述資料存儲模組；所述資料存儲模組存儲有標有人工標記的地圖和地圖描述檔，且存儲有其中一個人工標記id所對應的位置資訊以及其他人工標記的相關處置資訊；所述控制模組根據資料存儲模組存儲的資訊控制具有結合人工標記組合進行電腦視覺定位的系統(tǒng)的自主移動設備移動以及進行相應的處置。

一種結合人工標記組合進行電腦視覺定位的方法，其包括以下步驟：

提供一種人工標記組合，該人工標記組合包括多個人工標記，將該人工標記組合設置在需要人工標記的區(qū)域，其中一個人工標記含有位置資訊，其他人工標記含有相關處置資訊；

提供一個具有如前所述的結合人工標記組合進行電腦視覺定位的系統(tǒng)的自主移動設備，該自主移動設備中的圖像采集模組采集所述人工標記組合的圖像，并將該圖像傳輸給人工標記識別模組；所述人工標記識別模組識別人工標記的圖像并將各個人工標記的id傳輸給資料存儲模組；所述資料存儲模組根據含有位置資訊的人工標記的id可以判斷自主移動設備的位置，所述資料存儲模組存儲有其他人工標記id所對應的相應的處置資訊；所述控制模組根據資料存儲模組存儲的資訊控制自主移動設備移動以及進行相應的處置。

與現有技術相比較，本發(fā)明所提供的人工標記組合是將兩個以及兩個以上人工標記進行組合，把多個人工標記的id作位元組合計算，則可以無限制的擴充人工標記的數量，以達成大范圍的使用，也就是說，使用的數量不會受到限制。另外，在視覺化人工標記定位系統(tǒng)中，不僅通過人工標記組合中的一個人工標記可以判斷自主移動設備所在的位置，而且自主移動設備在該位置需要知道的資訊以及相關處置資訊，也可以通過人工標記組合中的其他人工標記獲取。當需要知道的資訊以及相關處置資訊有變時，可以僅需要更換人工標記即可讓自主移動設備做相應的處置，不需要重新修改自主移動設備的程式。因此，程式撰寫更有彈性，不必把位置資訊和處置方法在程式中綁定，所以，處理過程更加簡單。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的一種人工標記組合。

圖2是本發(fā)明實施例提供的另一種人工標記組合。

圖3是本發(fā)明實施例提供的結合人工標記組合進行電腦視覺定位的系統(tǒng)的方框圖。

圖4是本發(fā)明實施例提供的結合人工標記組合進行電腦視覺定位的方法的流程圖。

主要元件符號說明

無

如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發(fā)明。

具體實施方式

下面將結合附圖及具體實施例，對本發(fā)明提供的人工標記組合以及結合人工標記組合進行電腦視覺定位的系統(tǒng)和方法作進一步的詳細說明。

本發(fā)明實施例提供一種人工標記組合，該人工標記組合包括多個人工標記，各個人工標記互不相同，并按照一定的順序排列，該人工標記組合作為一組人工標記使用。所謂人工標記組合中的多個人工標記指的是兩個或兩個以上人工標記的組合。該多個人工標記可以是tag36h11標記系列、tag36h10標記系列、tag25h9標記系列或tag16h5標記系列等中的一個人工標記。人工標記組合作為一組人工標記使用是指將兩個或兩個以上的人工標記按照一定順序印刷在同一張紙上，然后通過圖像輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現信息自動處理。

一個人工標記組合可以包括兩個人工標記，該兩個人工標記可以是tag16h5標記系列中的任意兩個人工標記，該兩個人工標記不相同。例如，請參見圖1。

一個人工標記組合可以包括三個人工標記，該三個人工標記可以是tag36h11標記系列中的任意三個人工標記，該三個人工標記互不相同。例如，請參見圖2。

一個人工標記組合可以包括三個人工標記，該三個人工標記中的第一個人工標記可以是tag36h11標記系列中的一個人工標記，第二個人工標記可以是tag25h9標記系列中的一個人工標記，第三個人工標記可以是tag16h5標記系列中的一個人工標記。也就是說，該人工標記組合中的各個人工標記可以是不同標記系列中的一個。

當然，一個人工標記組合也可以包括四個及四個以上人工標記。如果兩個人工標記組合中各個人工標記相同，只是賦予相同人工標記的意義不同，那么該兩個人工標記組合也不同。

人工標記組合中的第一個人工標記可以是位置資訊，第二個人工標記可以是相關處置資訊，第三個人工標記可以是其他資訊等等。但是，不限于此，用戶可以根據要實現的功能來選擇使用具有幾個人工標記的人工標記組合，以實現相應的功能。

本實施例通過兩個以及兩個以上人工標記的組合，把多個人工標記的id作位元組合計算，則可以無限制的擴充這個數量，以達成大范圍的使用，也就是說，使用的數量不會受到限制。

請參閱圖3，本發(fā)明實施例提供一種結合人工標記進行電腦視覺定位的系統(tǒng)。該結合人工標記進行電腦視覺定位的系統(tǒng)包括圖像采集模組、人工標記識別模組、資料存儲模組以及控制模組。

所述圖像采集模組用來采集圖像，并將該圖像傳輸給人工標記識別模組。所述圖像采集模組包括一鏡頭，該鏡頭為ccd鏡頭或cmos鏡頭。

所述人工標記識別模組判斷所述圖像中哪些類似于人工標記，并將該類似的人工標記標記出來，并辨識到底是不是人工標記，如果是人工標記將各個人工標記的id讀出來，并將各個人工標記的id傳輸給資料存儲模組。而且，所述人工標記識別模組根據采集到的人工標記中的含有位置資訊的人工標記可以計算具有結合人工標記進行電腦視覺定位的系統(tǒng)的自主移動設備與含有位置資訊的人工標記之間的距離與角度，然后控制模組可以微調自主移動設備移動到含有位置資訊的人工標記處。

所述資料存儲模組存儲有標有人工標記的地圖和地圖描述檔，人工標記貼在地圖中，實現各個人工標記在地圖中的具體位置并以機器人能識別的格式嵌入到地圖中并產生關聯(lián)。另外，所述資料存儲模組還存儲有其他人工標記的相關處置資訊。

所述控制模組根據資料存儲模組存儲的資訊控制自主移動設備移動以及進行相應的處置。

另外，本發(fā)明實施例提供一種結合人工標記進行電腦視覺定位的方法。該結合人工標記進行電腦視覺定位的方法包括以下步驟：

提供一種人工標記組合，該人工標記組合包括多個人工標記，將該人工標記組合設置在需要人工標記的區(qū)域，其中一個人工標記含有位置資訊，其他人工標記含有相關處置資訊；

提供一個具有如前所述的結合人工標記組合進行電腦視覺定位系統(tǒng)的自主移動設備，該自主移動設備中的圖像采集模組采集所述人工標記組合的圖像，并將該圖像傳輸給人工標記識別模組；所述人工標記識別模組識別人工標記的圖像并將各個人工標記的id傳輸給資料存儲模組；所述資料存儲模組根據含有位置資訊的人工標記的id可以判斷自主移動設備的位置，所述資料存儲模組存儲有其他人工標記id所對應的相應的處置資訊；所述控制模組根據資料存儲模組存儲的資訊控制自主移動設備移動以及進行相應的處置。

下面舉例說明自主移動設備結合人工標記進行電腦視覺定位的方法。該自主移動設備可以是機器人、無人搬運車或者無人駕駛車等。

例子1：在一個很大的工廠，搬運機器人欲行走到目的地并將目的地的物品搬運走。

所述搬運機器人具有一個結合人工標記進行電腦視覺定位的系統(tǒng)，該結合人工標記進行電腦視覺定位的系統(tǒng)包括圖像采集模組、人工標記識別模組、資料存儲模組以及控制模組，各個模組的結構和功能如前所述，在此不再累述。

本實施例中，欲使搬運機器人將貨架上的一個機臺搬運走，在機臺上方設置有人工標記組合，該人工標記組合包括人工標記a和人工標記b。該人工標記a含有位置資訊，人工標記b含有相關處置資訊。在資料存儲模組中，事先通過人工編寫程式賦予人工標記組合中各個人工標記以不同的意義，人工標記a代表貨架上機臺放置處，人工標記b代表非易碎品，使用普通機械手進行夾取。

首先，控制模組控制搬運機器人按照地圖描述檔中規(guī)劃的行走路徑行走到人工標記a附近，即行走到貨架上機臺放置處附近。

之后所述搬運機器人的圖像采集模組一般采用經過校準的相機鏡頭進行采集，并將采集到的圖像傳輸給人工標記識別模組。經過校準的相機鏡頭采集的圖像不會有變形和圖像失真的情況。

所述人工標記識別模組判斷所述圖像中哪些類似于人工標記，并將該類似的人工標記標記出來，并辨識到底是不是人工標記，如果是人工標記將該人工標記的id讀出來，并將該人工標記的id傳輸給資料存儲模組。而且，所述人工標記識別模組根據采集到的含有位置資訊的人工標記可以計算搬運機器人與含有位置資訊的人工標記之間的距離與角度，反推搬運機器人在地圖中的位置。如果搬運機器人還未到達人工標記處即貨架待搬運物品處，那么控制模組可以微調搬運機器人移動到人工標記處即貨架待搬運物品處；如果搬運機器人已經到達人工標記處即貨架待搬運物品處，那么控制模組不再控制搬運機器人動作。在本實施例中，所述人工標記識別模組識別出人工標記組合中的人工標記a和人工標記b，并將該人工標記a的id和人工標記b的id分別傳輸給資料存儲模組。所述人工標記識別模組根據采集到的人工標記a計算搬運機器人與人工標記a之間的距離與角度，反推搬運機器人剛好處于人工標記a處即貨架上機臺放置處。

所述資料存儲模組存儲有標有人工標記的地圖和地圖描述檔，還存儲有含有位置資訊的人工標記id所對應的位置資訊以及其他人工標記id所對應的相關處置資訊，該資料存儲模組根據含有位置資訊的人工標記的id可以判斷自主移動設備的位置。本實施例中，所述人工標記a的id所對應的位置資訊是貨架上機臺放置處，所述人工標記b的id所對應的相關處置資訊是待搬運的物品機臺是非易碎品，使用普通機械手進行夾取。

所述控制模組可以控制自主移動設備按照人工標記b的id所對應的相關處置資訊進行動作。本實施例中，所述控制模組根據人工標記b的id所對應的待搬運的物品機臺是非易碎品，使用普通機械手進行夾取的資訊進行相應的處置，即，該控制模組控制自主移動設備伸出普通機械手來夾取機臺。

當然，如果貨架上的待搬運物品是易碎品，那么可以在所述貨架上待搬運物品上方設置有其他的人工標記b。該人工標記b具有對應的id，該id所對應的相關處置資訊是待搬運的物品是易碎品，使用吸盤吸取該易碎品。

因此，未來更換貨架上的物品時，可以僅需要更換人工標記b即可讓搬運機器人做相應的處置，因為其他的人工標記b所對應的相關處置資訊已經寫在資料存儲模組中，所以不需要重新修改搬運機器人的程式。因此，程式撰寫更有彈性，不必把位置資訊和處置方法在程式中綁定，所以，處理過程更加簡單。

當然，人工標記組合中的各個人工標記的意義不限于此，不同的人工標記可以代表不同的意義，完全可以依靠程式編輯來實現。

例子2：若機器人的行走路徑中有不同的地面，欲使機器人順暢地通過各種不同的地形。

機器人行走的路徑中有不同的地面，例如水泥地、地毯、上坡或者下坡等，而機器人在不同的地面行走時摩擦系數會有不同，自然應該依據地形來相應的調整馬達輸出，這時可以通過結合人工標記的方法，告訴機器人動態(tài)的調整馬達輸出系數，以順暢地通過各種不同的地形。

所述機器人具有一個結合人工標記進行電腦視覺定位的系統(tǒng)，該結合人工標記進行電腦視覺定位的系統(tǒng)包括圖像采集模組、人工標記識別模組、資料存儲模組以及控制模組，各個模組的結構和功能如前所述，在此不再累述。

在特殊路面的起點設置人工標記組合，該人工標記組合中的某個人工標記含有位置資訊，某個人工標記含有相關處置資訊。含有位置資訊的人工標記用來表示特殊路段的起點，其他人工標記表示該特殊路段的類型以及相關的處置資訊。例如，該特殊路段是水泥地，機器人該以哪種馬達輸出來行走該水泥地，該特殊路段是地毯，機器人該以哪種馬達輸出來行走該地毯，該特殊路段是上坡，機器人該以哪種馬達輸出來行走該上坡，該特殊路段是下坡，機器人該以哪種馬達輸出來行走該下坡，以及特殊路段的其他類型以及相關處置資訊。在本實施例中，在上坡路的起點設置人工標記組合，該人工標記組合包含人工標記c和人工標記d，人工標記c代表特殊路段的起點，人工標記d代表是上坡路段，機器人具體以哪種馬達輸出來行走該上坡路。

首先，控制模組控制機器人按照地圖描述檔中規(guī)劃的行走路徑行走到人工標記c附近，即行走到特殊路段的起點。

之后所述機器人的圖像采集模組一般采用經過校準的相機鏡頭進行采集，并將采集到的圖像傳輸給人工標記識別模組。經過校準的相機鏡頭采集的圖像不會有變形和圖像失真的情況。

如前所述，人工標記識別模組識別出人工標記c和人工標記d，并將人工標記c的id和人工標記d的id讀出來，并將該人工標記c的id和人工標記d的id傳輸給資料存儲模組。而且，所述人工標記識別模組根據采集到的人工標記c可以計算機器人與人工標記c之間的距離與角度，反推機器人在地圖中的位置，經過計算機器人還未到達人工標記c即特殊路段的起點，那么控制模組可以微調機器人移動到人工標記c處即特殊路段起點。

所述資料存儲模組根據人工標記c的id可以判斷機器人的位置，即特殊路段的起點，所述資料存儲模組還記載有人工標記d的id所對應的特殊路段是上坡路，機器人具體以哪種馬達輸出來行走該上坡路。

所述控制模組根據記載的具體以哪種馬達輸出來行走該上坡路的資訊進行相應的處置，即，該控制模組控制機器人以特定的馬達輸出來行走該上坡路，以使機器人能順暢地通過該上坡路段。

當然，如果該特殊路面是其他的路面，那么可以在所述特殊路面的起點設置有其他的人工標記d。在資料存儲模組中，對應所述人工標記d記載有機器人具體以哪種馬達輸出來行走該路面。

因此，當機器人到另外一個新環(huán)境執(zhí)行任務時，可以僅需要更換人工標記d即可讓機器人做相應的處置，因為其他的人工標記d所對應的相關處置資訊已經寫在資料存儲模組中，不需要重新修改機器人的程式。因此，程式撰寫更有彈性，不必把位置資訊和處置方法在程式中綁定，所以，處理過程更加簡單。

當然，人工標記組合中的各個人工標記的意義不限于此，不同的人工標記可以代表不同的意義，完全可以依靠程式編輯來實現。

視覺化人工標記定位系統(tǒng)中，不僅通過人工標記組合中的一個人工標記可以判斷自主移動設備所在的位置，而且自主移動設備在該位置需要知道的資訊以及相關處置資訊，也可以通過人工標記組合中的其他人工標記獲取。當需要知道的資訊以及相關處置資訊有變時，可以僅需要更換人工標記即可讓自主移動設備做相應的處置，不需要重新修改自主移動設備的程式。因此，程式撰寫更有彈性，不必把位置資訊和處置方法在程式中綁定，所以，處理過程更加簡單。

另外，本領域技術人員還可以在本發(fā)明精神內做其它變化，這些依據本發(fā)明精神所做的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍內。