【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于二维码图像识别的定位导航技术，具体涉及一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统与方法。
技术介绍
1、图形编码是在平面上按照一定的编码规则，进行图形排列，用以表达信息的图形标识码。常见的图形编码有条形码和二维码。
2、条形码是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识码。条形码技术，是随着计算机与信息技术的发展和应用而诞生的，它是集编码、印刷、识别、数据采集和处理于一身的新型技术。条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息，因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到广泛的应用。
3、二维码(2-dimensional bar code)又称二维条码，是一种超级流行的编码方式，与传统的一维码(bar code)条形码相比，能存更多的信息，也能表示更多的数据类型。二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的、黑白相间的、记录数据符号信息的图形；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能；同时还具有对信息自动识别功能；处理一定的图形旋转和变形等。
4、常见的二维码有pdf417、qr code、code 49、code
5、二维码的主要用途是信息获取，包括名片信息、地图信息、wifi密码、各种资料信息等等。其中地图信息获取常用于移动机器人的定位导航应用。移动机器人的定位导航技术包括simultaneous localization and mapping(slam)即时定位与地图构建技术、磁导航、gps、图像识别导航、惯性导航、光学导航、电磁导航、直接坐标导航、rfid定位导航、激光导航等。然而考虑到技术成熟度、实现精度、具体场景以及成本等各方面的因素，图像识别导航，尤其是基于二维码图像识别的定位导航技术在工业中应用地较为广泛。
6、基于二维码图像识别的定位导航技术是一个多学科交叉的领域，它综合了光学工程、电子信号处理、模式识别、人工智能、机械工程和软件工程等多领域知识。系统一般由二维码载体、光源、镜头、摄像器件、图像存储体、监视器以及计算机系统等设备组成。二维码载体主要用来呈现二维码，光源为视觉系统提供足够的照度；镜头将二维码载体上的二维码区域成像到视觉传感器(即摄像器件)的成像面上；图像存储体负责将电信号转变为数字图像，即把每像素点的亮度转变为灰度级数据，并存储一幅或多幅图像；计算机系统负责对图像进行处理、分析、判断和识别，最终给出检测结果。
7、目前，已有的基于图形编码识别的定位导航技术主要是通过识别二维码图案阵列中的二维码进行定位，其中二维码阵列是带有多个存储有位置标识信息的二维码图案排列而成，二维码图案阵列的几何中心与定位标记点的中心相重合，二维码图案两两之间存有一定的距离，二维码图案的外部包围一些辅助图形便于识别或提供位置基准。图像采集装置采集带有二维码图案的图像，截取含有子二维码图案的图像块。利用像素值关系得到二维码图案的中心在图像块中的位置信息；利用图像块和待处理图像之间的位置关系，得到在当前待处理图像坐标系下，二维码图像的中心与待处理图像的中心点之间的位置关系；利用二维码图案存储的识别信息获得二维码图像的中心在二维码图案阵列的坐标系中的位置信息，即获得图像采集装置在二维码图案阵列的坐标系中的位置信息。然而，这种基于二维码图像识别的定位导航技术存在以下缺点：1)采集到的图像中必须包含至少一个完整的二维码图案，导致二维码图案的分布间距不能太大，然而二维码图案分布间距的减小又将会在采集的图片中存在多个二维码图案，将增加了算法的复杂度和计算量；2)在二维码图案的阵列中，二维码都是离散分布的，二维码之间都拥有一定的间隙，导致二维码不连续，得到的定位信息几乎不连续。3)为了能够获取连续的定位结果，可以增大图像采集设备的视野，然而图像采集设备的视野增大，将会降低二维码图案在图像中所占像素的数量，二维码图案变得模糊，给二维码的识别带来困难。4)由于机械误差、计算误差以及路面误差等等会导致机器人不能对准二维码图像进行采集，同时由于地面不平、图像污损等原因，使得移动式机器人采集的图像会存在各种问题，例如图像模糊、二维码图像不完整等，由此导致移动机器人无法对二维码图像进行正确地处理和解码，以获取定位导航的相关信息，从而导致导航失败，由此严重影响系统的运行效率。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统与方法，具有获得连续定位信息、算法复杂度低、计算量小、抗干扰能力强的特点。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统，包括连续的图形编码载体、连续的图形编码图案、图像采集设备和图像处理控制器；
3、所述的连续的图形编码载体为柔软的或坚硬的长条带，用于承载连续的图形编码图案；连续的图形编码图案亦为长条带，所述连续的图形编码图案为在编码编制上利用了具有不同颜色数据或不同符号信息的图形；
4、所述的颜色采用黑白色或彩色；
5、所述的图像采集设备用来采集带有连续图形编码图案中的一段图像，并传送给图像处理控制器，图像处理控制器通过对图像中的图形编码片段进行信息提取和位姿计算得到图像采集设备的空间坐标和旋转角度信息并输出。
6、所述的连续的图形编码载本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统，其特征在于，包括连续的图形编码载体(100)、连续的图形编码图案(200)、图像采集设备和图像处理控制器；
2.根据权利要求1所述的一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统，其特征在于，所述的连续的图形编码载体(100)的安装线路与图像采集设备的运动轨迹保持在0.1m～1m的距离范围内，连续的图形编码载体(100)的安装线路用作图像采集设备运动轨迹的参照，图像采集设备在运动过程中的轨迹与连续的图形编码载体(100)的安装线路保持固定关系；连续的图形编码图案(200)通过打印粘贴的方式固定在连续的图形编码载体(100)上。
3.根据权利要求2所述的一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统，其特征在于，所述的连续的图形编码图案(200)包含三部分：上辅助图案(201)、连续的图形编码(202)和下辅助图案(203)；其中，上辅助图案(201)用来隔离连续的图形编码(202)和上面的非图形编码区域，下辅助图案(203)用来隔离连续的图形编码(202)和下面的非图形编码区域；上辅助图案(201)和下辅助图案(203)的
4.根据权利要求3所述的一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统，其特征在于，所述的连续的图形编码(202)为网格图案，有m排多列，所有的小栅格大小相同；每个小栅格内呈现同一种颜色，不同的小栅格选择相同或不同的颜色；在编码的过程中，每个小栅格有多种颜色供选择，如果是黑白色的网格图案，每个小栅格是白色或者黑色，如果是k种颜色的网格图案，每个小栅格从k种颜色中选择出1种作为颜色值；连续的图形编码图案(200)在节选的片段中，含有m排n列个小栅格，其中m和n均为正整数；每个小栅格有k种颜色供选择，共计有kmn种；在编码的过程中，确保每个片段不重复，m排n列个小栅格，即做到连续的图形编码(202)片段的唯一性。
5.根据权利要求1所述的一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统，其特征在于，所述的图像采集设备包含相机、固定装置和补光装置；固定装置用来固定相机，使相机视野同时覆盖连续的图形编码图案(200)中的部分上辅助图案(201)和部分下辅助图案(203)；补光装置提供外界光源，为当前识读的图形编码图案片段提供照度，使相机可采集到清晰的图像；相机采用面阵相机，图像采集设备的光轴垂直于当前图形编码片段所在的平面，将采集到的图像发送给图像处理控制器。
6.根据权利要求3所述的一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统，其特征在于，所述的连续的图形编码图案(200)为灰度图案，相机选择灰度相机或彩色相机。
7.根据权利要求3所述的一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统，其特征在于，所述的连续的图形编码图案(200)为彩色，相机选择彩色相机。
8.利用一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统定位的方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的利用一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统定位的方法，其特征在于，所述的图像处理控制器，识别具体又包括以下步骤：
10.根据权利要求8所述的利用一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统定位的方法，其特征在于，所述的步骤二，其定位又包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统，其特征在于，包括连续的图形编码载体(100)、连续的图形编码图案(200)、图像采集设备和图像处理控制器；
2.根据权利要求1所述的一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统，其特征在于，所述的连续的图形编码载体(100)的安装线路与图像采集设备的运动轨迹保持在0.1m～1m的距离范围内，连续的图形编码载体(100)的安装线路用作图像采集设备运动轨迹的参照，图像采集设备在运动过程中的轨迹与连续的图形编码载体(100)的安装线路保持固定关系；连续的图形编码图案(200)通过打印粘贴的方式固定在连续的图形编码载体(100)上。
3.根据权利要求2所述的一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统，其特征在于，所述的连续的图形编码图案(200)包含三部分：上辅助图案(201)、连续的图形编码(202)和下辅助图案(203)；其中，上辅助图案(201)用来隔离连续的图形编码(202)和上面的非图形编码区域，下辅助图案(203)用来隔离连续的图形编码(202)和下面的非图形编码区域；上辅助图案(201)和下辅助图案(203)的作用都是隔离连续的图形编码(202)和外界非图形编码区域，属于中间的过渡区域。
4.根据权利要求3所述的一种基于连续图形编码与识读的连续定位系统，其特征在于，所述的连续的图形编码(202)为网格图案，有m排多列，所有的小栅格大小相同；每个小栅格内呈现同一种颜色，不同的小栅格选择相同或不同的颜色；在编码的过程中，每个小栅格有多种颜色供选择，如果是黑白色的网格图案，每个小栅格是白色或者黑色，如果是k种颜色的网格图案，每个小栅格从...
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