本技術(shù)涉及一種條形碼反光板系統(tǒng)及識別方法，應(yīng)用于機(jī)器人中，屬于智能識別技術(shù)和機(jī)器人領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、在機(jī)器人領(lǐng)域，反光板常用來定位或識別特征。反光板反射率高，當(dāng)激光掃描到反光板區(qū)域時(shí)，形成的點(diǎn)云強(qiáng)度會明顯強(qiáng)于普通材料，用此特征識別出反光板區(qū)域；再結(jié)合激光經(jīng)過反光板反射后到被接受的飛行時(shí)間，計(jì)算反光板到發(fā)射源的距離，能精確計(jì)算出反光板相對于發(fā)射源(機(jī)器人)的相對位姿。常見的用法有以下兩類：

2、1.反光板用于定位：按一定規(guī)則部署反光板，預(yù)先采集好反光板的位姿。機(jī)器人運(yùn)動過程中，掃描到多個(gè)反光板時(shí)，根據(jù)三角定位原理，通過反光板位姿計(jì)算機(jī)器人位姿；

3、2.反光板用于特征識別：在一些特殊場景，比如充電樁上，貼上反光板，利用反光板的易識別特性，識別充電樁。

4、上述兩類用法中，雖然易于識別出反光板的位置，但有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：

5、1.用于定位時(shí)，反光板部署復(fù)雜，需要遵循嚴(yán)格的規(guī)則，而且部署的量大；

6、2.反光板不具有唯一性，無法區(qū)分出物體的信息，比如兩個(gè)充電樁a和b都貼有反光板，充電樁位置挪動時(shí)，無法區(qū)分出充電樁a還是b；

7、3.反光板的特征簡單，容易受到環(huán)境中強(qiáng)反光材料的影響，比如光面的不銹鋼材料、鏡子、玻璃等。

8、可見，發(fā)明一種具有唯一編碼，且易于部署、抗干擾能力更強(qiáng)的反光板是很有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種條形碼反光板系統(tǒng)及識別方法，以解決現(xiàn)有反光板部署復(fù)雜、不具有唯一性和容易受到環(huán)境干擾等問題。

2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種條形碼反光板系統(tǒng)，包括反光板和識別裝置；

3、所述反光板包括由強(qiáng)反光區(qū)域和弱反光區(qū)域組成的條形碼結(jié)構(gòu)，所述條形碼結(jié)構(gòu)包括起始位、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位和終止位；所述起始位、所述數(shù)據(jù)位、所述校驗(yàn)位和所述終止位均能夠表示一或多位的二進(jìn)制數(shù)；

4、所述識別裝置通過發(fā)射激光并采集反射激光得到激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并通過所述激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)識別所述條形碼結(jié)構(gòu)包含的信息，具體包括：通過識別所述條形碼結(jié)構(gòu)的起始位和終止位定位所述反光板，通過識別所述條形碼結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)位得到所述反光板對應(yīng)的唯一編碼信息，通過識別所述條形碼結(jié)構(gòu)的校驗(yàn)位對得到的唯一編碼信息進(jìn)行校驗(yàn)。

5、基于以上的條形碼反光板系統(tǒng)，可選地，每一位二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)的條碼的寬度相同，寬度數(shù)值基于業(yè)務(wù)需求預(yù)先設(shè)定。

6、基于以上的條形碼反光板系統(tǒng)，可選地，所述起始位和終止位均為“101”結(jié)構(gòu)，其中，1表示強(qiáng)反光區(qū)域，0表示弱反光區(qū)域。

7、基于以上的條形碼反光板系統(tǒng)，可選地，所述校驗(yàn)位的位數(shù)基于所述數(shù)據(jù)位的位數(shù)確定，所述數(shù)據(jù)位每包含6位，所述校驗(yàn)位至少增加1位。

8、基于以上的條形碼反光板系統(tǒng)，可選地，所述條形碼結(jié)構(gòu)包含的連續(xù)的強(qiáng)反光區(qū)域的寬度不超過設(shè)定閾值。

9、基于以上的條形碼反光板系統(tǒng)，可選地，應(yīng)用場景包括：定位、全局復(fù)位、特征識別和高精對接。

10、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例還提供一種條形碼反光板的識別方法，用于對第一方面任意一項(xiàng)所述的條形碼反光板進(jìn)行識別，該方法包括：

11、獲取激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并將所述激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)從機(jī)器人坐標(biāo)系變換到世界坐標(biāo)系；

12、累積多幀世界坐標(biāo)系下的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

13、基于點(diǎn)云強(qiáng)度閾值，篩選出高強(qiáng)度點(diǎn)云和低強(qiáng)度點(diǎn)云的坐標(biāo)，并進(jìn)行密度聚類，得到多個(gè)類別；

14、從聚類結(jié)果的多個(gè)類別中，剔除覆蓋范圍小于設(shè)定閾值的類別，并依次迭代剩下的類別；

15、根據(jù)高強(qiáng)度點(diǎn)云的覆蓋區(qū)域，確定累積的多幀激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)中對應(yīng)的點(diǎn)云區(qū)域，作為反光板的候選區(qū)域；

16、將所述候選區(qū)域的點(diǎn)變換到直線上，確定最左側(cè)和最右側(cè)的高強(qiáng)度點(diǎn)，作為候選起始位置和候選結(jié)束位置，并確定候選起始位置和候選結(jié)束位置之間每個(gè)位的值；

17、對識別結(jié)果進(jìn)行有效性驗(yàn)證，若驗(yàn)證通過，則得到反光板的條形碼結(jié)構(gòu)的值；若驗(yàn)證未通過，則返回迭代其余類別。

18、基于以上的方法，可選地，所述確定候選起始位置和候選結(jié)束位置之間每個(gè)位的值，包括：

19、將候選起始位置和候選結(jié)束位置間的點(diǎn)劃分到更小的區(qū)域中；其中，每個(gè)小區(qū)域的寬取每位寬度的1/n，n為奇數(shù)；

20、統(tǒng)計(jì)每個(gè)小區(qū)域中點(diǎn)云的平均強(qiáng)度，將平均強(qiáng)度高于點(diǎn)云強(qiáng)度閾值的小區(qū)域記作“1”，否則記作“0”；

21、基于各個(gè)小區(qū)域的值，確定候選起始位置和候選結(jié)束位置之間每個(gè)位的值；其中，每位對應(yīng)的n個(gè)小區(qū)域中，最中心小區(qū)域?qū)?yīng)的值為當(dāng)前位的值，并且，每位對應(yīng)的n個(gè)小區(qū)域中的值需滿足預(yù)設(shè)判定條件，所述預(yù)設(shè)判定條件包括：當(dāng)前位的值為“1”時(shí)，連續(xù)為“1”的小區(qū)域個(gè)數(shù)不少于第一閾值；當(dāng)前位的值為“0”時(shí)，連續(xù)為“0”的小區(qū)域的個(gè)數(shù)不小于第二閾值，所述第一閾值大于所述第二閾值。

22、基于以上的方法，可選地，若所述起始位和終止位均為“101”結(jié)構(gòu)，所述基于各個(gè)小區(qū)域的值，確定候選起始位置和候選結(jié)束位置之間每個(gè)位的值，包括：

23、識別起始位：從所述候選起始位置開始向右掃描，找到最左側(cè)的“1…10…01…1”序列，計(jì)算中間部分“0…0”的中心，作為起始位對應(yīng)的“101”結(jié)構(gòu)中“0”的位置，然后分別向前和向后偏移n個(gè)小區(qū)域，得到起始位對應(yīng)的“101”結(jié)構(gòu)中“1”的位置；校驗(yàn)每個(gè)位里小區(qū)域的值分布是否滿足所述預(yù)設(shè)判定條件，如果滿足，則確定找到了起始位“101”，如果不滿足，則繼續(xù)向右掃描；

24、識別終止位：從所述候選終止位置開始向左掃描，找到最右側(cè)的“1…10…01…1”序列，計(jì)算中間部分“0…0”的中心，作為終止位對應(yīng)的“101”結(jié)構(gòu)中“0”的位置，然后分別向前和向后偏移n個(gè)小區(qū)域，得到終止位對應(yīng)的“101”結(jié)構(gòu)中“1”的位置；校驗(yàn)每個(gè)位里小區(qū)域的值分布是否滿足所述預(yù)設(shè)判定條件，如果滿足，則確定找到了終止位“101”，如果不滿足，則繼續(xù)向左掃描；

25、校驗(yàn)條形碼結(jié)構(gòu)的長度：校驗(yàn)起始位“101”和終止位“101”之間的長度，如果長度在預(yù)先配置的反光板型號期望的長度誤差范圍內(nèi)，則繼續(xù)識別數(shù)據(jù)位，否則結(jié)束識別；

26、識別數(shù)據(jù)位和校驗(yàn)位：從起始位“101”中第二個(gè)“1”位置開始，每次往后偏移n個(gè)小區(qū)域，取對應(yīng)的值，并判斷是否滿足所述預(yù)設(shè)判定條件，如果滿足，繼續(xù)識別，如果不滿足則結(jié)束識別。

27、基于以上的方法，可選地，所述對識別結(jié)果進(jìn)行有效性驗(yàn)證，包括：

28、校驗(yàn)識別到的數(shù)據(jù)位和校驗(yàn)位的位數(shù)與預(yù)先配置的反光板型號是否匹配；以及，校驗(yàn)計(jì)算的校驗(yàn)位與識別到的校驗(yàn)位是否匹配。

29、本技術(shù)提供的上述技術(shù)方案至少具有以下有益效果：

30、本技術(shù)提供條形碼反光板系統(tǒng)及識別方法中，反光板包括條形碼結(jié)構(gòu)，條形碼結(jié)構(gòu)包括起始位、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位和終止位，通過起始位和終止位可以對反光板進(jìn)行定位，通過數(shù)據(jù)位可以表示唯一編碼信息，通過校驗(yàn)位可以對識別結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)，保證準(zhǔn)確性。因此，通過上述方案，可以提供具有唯一性的反光板，易于通過激光讀取，且可以減少反光板的部署數(shù)量，降低部署難度，同時(shí)不易受環(huán)境影響，從而大大降低材料和人工成本，并提高識別準(zhǔn)確率，在機(jī)器人領(lǐng)域中可用于全局定位、特征識別、高精度對接充電樁、高精度對接流水線等場景。