一种辅助环境定位用定位物及机器人系统技术方案

本发明专利技术公开了一种辅助环境定位用定位物及机器人系统；其中，所述定位物包括载体物和设置在所述载体物表面的定位单元，所述定位单元包括M个设定子单元，所述M个设定子单元排列成一多边形；所述多边形中的每条边包括数量不低于4个的所述设定子单元；所述设定子单元为椭圆形。本发明专利技术提供的定位物，通过设定子单元在形状和排列两方面的结合设计，实现了定位物的精确识别，并且在减少了识别资源的占用，提高了识别速度和定位速度。高了识别速度和定位速度。高了识别速度和定位速度。

【技术实现步骤摘要】
一种辅助环境定位用定位物及机器人系统


[0001]本申请涉及环境感知与定位
，尤其涉及一种辅助环境定位用定位物及机器人系统。

技术介绍

[0002]机器人定位技术常用到定位标记物或视觉标记。定位物属于一种自定义、具备图像特征识别且有具体的编码解码规则、可依据相机映射关系解算定位物与相机间的位姿变换关系的一种物品，是与已知模型一致的人工对象。定位物和对应的定位方法多应用于需要直接或者间接得知相机与目标物体间的相对位姿的领域，如需要高精度和可重复性的基于图像的测量时，就需要使用这类定位物；另外在视觉领域的尺寸评估任务，如机器人导航和SLAM，运动捕捉，姿势估计，摄像机校准，增强现实领域也需要使用这类定位物。定位物放置在设定场景中以提供参考框架。每当需要基于图像的位姿测量时，就会选择这种定位物。举例来说，机械臂需要抓取一些位置随机的物体，此时无法采用设定机械臂执行固定运动路径的方法，需要通过在机械臂上加装相机用于识别目标物体上粘贴的定位物，然后解算定位物与相机的的相对位姿关系，由于相机与机械臂的位姿关系已知，则可间接的计算出定位物与机械臂间的位姿关系，就可以进行目标物体的抓取任务。
[0003]目前基于定位物识别的方法，目前在定位物上使用较多的定位标识有ARTag，AprilTag，在识别时通过检测这些定位物的边缘、轮廓进行匹配，其缺点为定位物形状复杂，图像识别消耗的CPU资源过高，识别速度慢；且定位标识形状不能灵活改变，抗噪点能力差等。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种辅助环境定位用定位物及机器人系统，以解决或者部分解决目前的视觉标记用定位物存在识别计算量大，资源占用多，定位物形状不能灵活调整的的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，根据本专利技术一个可选的实施例，提供了一种辅助环境定位用定位物，所述定位物包括载体物和设置在所述载体物表面的定位单元，所述定位单元包括M个设定子单元，所述M个设定子单元排列成一多边形；所述多边形中的每条边包括数量不低于4个的所述设定子单元；所述设定子单元为椭圆形。
[0006]可选的，所述设定子单元呈圆环形或实心圆形。
[0007]可选的，所述设定子单元呈椭圆环形或实心椭圆形。
[0008]可选的，所述设定子单元显示为橘子，苹果，梨，桃，石榴，葡萄，荔枝，桂圆，李子，柚，西瓜中的其中一种图形。
[0009]可选的，所述设定子单元显示为番茄，土豆，红薯，白薯中的其中一种图形。
[0010]可选的，所述设定子单元显示为蛋，饼，蛋糕中的其中一种图形。
[0011]可选的，所述设定子单元显示为足球，篮球，排球，乒乓球，橄榄球中的其中一种图
形。
[0012]可选的，所述设定子单元显示为碗，盘，钟表盘，纽扣中的其中一种图形。
[0013]可选的，所述设定子单元显示为边数不低于6的多边形。
[0014]根据本专利技术又一个可选的实施例，提供了一种机器人系统，包括至少一台机器人和至少一套前述技术方案中的定位物，所述定位物被预先放置在设定位置处。
[0015]通过本专利技术的一个或者多个技术方案，本专利技术具有以下有益效果或者优点：
[0016]本专利技术提供了一种辅助环境定位用定位物产品，基于定位物在相机的图像坐标系上的投影图形不会改变设定子单元的共线性，以及不会改变每条边根据设定子单元的位置确定的交叉比率的原理，在载体物的表面将多个设定子单元排列成多边形，且多边形上的每条边包括不少于4个设定子单元；基于椭圆形状的影射不变原理，使设定子单元在空间坐标系下呈现为椭圆形，从而使其在相机的图像坐标系上的投影图形同为椭圆类图形，通过对图像的椭圆识别即可识别出设定子单元；故而，本专利技术提供的定位物基于共线性影射不变和交叉比率影射不变的原理，可以灵活的调整设定子单元的排列；基于椭圆影射不变的原理，仅要求设定子单元为椭圆类图形，与目前常用的视觉定位物，如ARTag，AprilTag相比，降低了图案的形状复杂度；通过设定子单元在形状和排列两方面的结合设计，实现了定位物的精确识别，并且在减少了识别资源的占用，提高了识别速度的同时，还具备一定的抗噪和抗部分遮挡的能力。
[0017]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0018]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0019]图1示出了根据本专利技术一个实施例的设定子单元为圆环的定位物示例；
[0020]图2示出了根据本专利技术一个实施例的设定子单元为实心圆的定位物示例；
[0021]图3示出了根据本专利技术另一个实施例的相机投影的共线性不变的原理示意图。
具体实施方式
[0022]为了使本申请所属
中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0023]为了解决目前的视觉标记或定位物存在的识别计算量大，资源占用高，定位物形状不能灵活调整的技术问题，第一方面，本专利技术提供了一种辅助环境定位用定位物的图形设计，其整体思路为：
[0024]所述定位物包括载体物和设置在所述载体物表面的定位单元，所述定位单元包括M个设定子单元，所述M个设定子单元排列成一多边形；所述多边形中的每条边包括数量不低于4个的所述设定子单元；所述设定子单元为椭圆形。
[0025]上述定位物能够减小识别资源占用的原理是：本专利技术提供了一种辅助环境定位用定位物产品，基于定位物在相机的图像坐标系上的投影图形不会改变设定子单元的共线性，以及不会改变每条边根据设定子单元的位置确定的交叉比率的原理，在载体物的表面将多个设定子单元排列成多边形，且多边形上的每条边包括不少于4个设定子单元；基于椭圆形状的影射不变原理，使设定子单元在空间坐标系下呈现为椭圆形，从而使其在相机的图像坐标系上的投影图形同为椭圆类图形，通过对图像的椭圆识别即可识别出设定子单元；故而，本专利技术提供的定位物基于共线性影射不变和交叉比率影射不变的原理，可以灵活的调整设定子单元的排列；基于椭圆影射不变的原理，仅要求设定子单元为椭圆类图形，与目前常用的视觉定位物，如ARTag，AprilTag相比，降低了图案的形状复杂度；通过设定子单元在形状和排列两方面的结合设计，实现了定位物的精确识别，并且在减少了识别资源的占本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辅助环境定位用定位物，其特征在于，所述定位物包括载体物和设置在所述载体物表面的定位单元，所述定位单元包括M个设定子单元，所述M个设定子单元排列成一多边形；所述多边形中的每条边包括数量不低于4个的所述设定子单元；所述设定子单元为椭圆形。2.如权利要求1所述的定位物，其特征在于，所述设定子单元呈圆环形或实心圆形。3.如权利要求1所述的定位物，其特征在于，所述设定子单元呈椭圆环形或实心椭圆形。4.如权利要求1所述的定位物，其特征在于，所述设定子单元显示为橘子，苹果，梨，桃，石榴，葡萄，荔枝，桂圆，李子，柚，西瓜中的其中一种图形。5.如权利要求1所述的定位物，其特征在于，所述设定...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梦男，支涛，
申请(专利权)人：北京云迹科技有限公司，
类型：发明
国别省市：