[发明专利]视觉定位方法和系统

说明书

本发明属于视觉定位技术领域，具体涉及一种视觉定位方法和系统。为了解决现有视觉定位鲁棒性较差的问题，本发明提出的视觉定位方法包括下列步骤：获取标准定位位置处的图像；提取所述图像的边缘点；对所述边缘点进行拟合，得到拟合后的曲线；基于所述拟合后的曲线，计算所述标准定位位置在世界坐标系的坐标。本发明通过对标准定位位置处的图像进行处理，提取边缘点的方式，最终计算出标准位置在世界坐标系的坐标。由于边缘点的特征具有不变性，从而使得本发明的视觉定位方法更鲁棒。

技术领域

本发明属于视觉定位技术领域，具体涉及一种视觉定位方法和系统。

背景技术

换电站主要用于对电动汽车的电池进行更换，“定位”是实现电动汽车换电的关键步骤。在换电侧，“定位”主要指换电设备与电池及车身之间的定位，更准确地说，是换电设备与电池和车身之间紧固装置的定位。定位完成后，换电设备可以直接对紧固装置实施加锁或者解锁，从而完成电池与车身的安装或分离。可见，换电的成功率和精度直接影响换电的成功率和电池与车的紧固装置的可靠性和寿命。定位不准时，换电设备和紧固装置之间无法咬合或者会存在轴向的偏差，导致加解锁动作无法执行，或者执行时对车或者电池造成损伤。

现有的定位方式通常为机械定位，即通过机械限位，将车和换电设备移动到换电站觉得坐标系中的某一绝对位置，使车和换电设备的位置固定，然后通过机械定位销和定位孔，配合换电设备上的浮动装置来完成定位。该定位方式简单可靠，但是可定位的偏差范围受机械定位销孔的直径限制。举例而言，当车和定位设备的尺寸链偏差大于这一范围时，定位就无法完成。而且，这一定位方式无法给出车与换电设备之间的准确位置偏差，因此无法作为输入提供给运动控制装置做精确调整。

此外，虽然现有换电站中也有应用视觉定位来辅助电动汽车换电，但是现有的视觉定位方式受限于光照、底盘清洁程度等因素，导致鲁棒性较差。因此，本发明需要一种新的方法和系统来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有视觉定位鲁棒性较差的问题，本发明提出了一种视觉定位方法，所述视觉定位方法包括下列步骤：获取标准定位位置处的图像；提取所述图像的边缘点；对所述边缘点进行拟合，得到拟合后的曲线；基于所述拟合后的曲线，计算所述标准定位位置在世界坐标系的坐标。

在上述视觉定位方法的优选实施方式中，“提取所述图像的边缘点”的步骤具体包括：对所述图像进行预处理；对预处理后的图像进行二值化处理；对二值化处理后的图像进行边缘检测，获得边缘点的坐标。

在上述视觉定位方法的优选实施方式中，“对所述边缘点进行拟合，得到拟合后的曲线”的步骤具体包括：采用最小二乘法对所述边缘点进行拟合。

在上述视觉定位方法的优选实施方式中，“基于所述拟合后的曲线，计算所述标准定位位置在世界坐标系的坐标”的步骤包括：将所述拟合后的曲线表示为参数方程；根据所述参数方程计算反映所述标准定位位置的点的坐标；将所述点的坐标转换为世界坐标系中的坐标。

在上述视觉定位方法的优选实施方式中，所述视觉定位方法还包括：在当前定位位置处设置警戒区域；计算所述边缘点位于所述警戒区域之内/之外的比例；根据所述比例判断当前定位位置与标准定位位置是否对准；其中，所述警戒区域为根据所述拟合后的曲线设置的容差区域。

在上述视觉定位方法的优选实施方式中，“在当前定位位置处设置警戒区域”的步骤具体包括：以所述拟合后的曲线为基准，将所述拟合后的曲线等比例扩大预设容差值后得到的曲线与所述拟合后的曲线等比例缩小预设容差值后得到的曲线之间的区域作为警戒区域。

在上述视觉定位方法的优选实施方式中，“计算所述边缘点位于所述警戒区域之内/之外的比例”的步骤具体包括：将所述拟合后的曲线表示为标准参数方程；根据所述标准参数方程和所述预设容差值，得到所述警戒区域的参数方程；基于所述警戒区域的参数方程，计算所述边缘点位于所述警戒区域之内/之外的比例。