[发明专利]基于不可见投影二维码的室内定位方法

说明书

本发明公开一种基于不可见投影二维码的室内定位方法，包括：获取融合有二维码图像信息的用于展示待定位对象的任务场景的目标视频，该视频由多组图像按照相应顺序合并而成，每组图像中的各个图像按照相应顺序排列且各个图像之间的明暗分布变化规律对应于二维码图像信息，目标视频的帧率大于预定的人眼可识别的图像亮度最大变化频率；在将目标视频投影至室内预定区域的过程中，待定位对象获取每组图像中的各个图像之间的明暗分布变化规律，根据明暗分布变化规律获取对应的二维码图像，根据二维码图像获取自身位置信息。根据本发明，能够解决现有移动机器人室内定位方法的实施成本高和易受电磁干扰的问题，同时能够为室内场景带来丰富的可视化效果。

技术领域

本发明属于室内定位领域，更具体地，涉及一种基于不可见投影二维码的室内定位方法。

背景技术

随着机器人技术和人工智能技术的发展，自主空中机器人产业发展迅速，在物流运输、环境监测和农田植保等领域发挥着越来越重要的作用。由于在室外实验往往成本较高，环境变化复杂，对飞行空域要求较大，越来越多的研究者选择在室内开展飞行试验。然而在室内开展的飞行试验往往只是真实任务情景的简单抽象，无法做到与外界环境进行交互(如路径规划任务无法实时获取道路情况)。同时，这种简单场景的展示效果也十分有限。

为提升与外界环境的交互程度，也为提升机器人平台的展示效果，逐渐有工作开始将增强现实(AR)技术与移动机器人研究相结合。Reina等人提出“虚拟传感器”的概念，使用虚拟场景输出感知信息给机器人，实现与外界环境的交互。而Omidshafiei等人提出了一种新的CPS机器人研究架构，将任务场景投射到地面上，使用OptiTrack动作捕捉装置进行室内定位，实现机器人与环境的交互与信息的可视化呈现。由于室内没有GNSS信号，上述AR与机器人结合的平台一般采用室内机器人研究常用的动作捕捉系统或UWB装置提供定位信息，前者价格昂贵，后者易受室内电磁干扰。同时这种定位与显示分离的设计带来了坐标系对齐等新问题，由此导致操作繁琐，不适合在机器人研究机构与教育机构进行推广。

因此，为了在保留视觉效果的前提下降低硬件成本与使用门槛，申请人尝试将定位和显示过程相融合，让机器人从投影的画面本身获得定位信息。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于不可见投影二维码的室内定位方法，该方法包括以下步骤：

获取融合有二维码图像信息的用于展示待定位对象的任务场景的目标视频，所述目标视频由多组图像按照相应的顺序合并而成，每组图像中的各个图像按照相应的顺序排列，每组图像中的各个图像之间的明暗分布变化规律对应于所述二维码图像信息，所述目标视频的帧率大于预定的人眼可识别的图像亮度最大变化频率；

在将所述目标视频投影至室内的预定区域的过程中，所述待定位对象获取每组图像中的各个图像之间的明暗分布变化规律，根据所述明暗分布变化规律获取对应的二维码图像，并根据所述二维码图像获取自身的位置信息；

所述待定位对象为移动机器人。

作为优选的是，所述获取融合有二维码图像信息的用于展示待定位对象的任务场景的目标视频包括：

提取能够展示所述待定位对象的任务场景的原始视频的每帧图像；

对提取到的每帧图像进行预定的操作以获取所述多组图像；

根据预定的合并顺序对所述多组图像进行合并以获取所述目标视频，所述目标视频与所述原始视频等时长。

作为优选的是，所述预定的操作包括：

根据预定的所述目标视频的分辨率对待操作的目标帧图像的尺寸进行调整；

对尺寸调整后的目标帧图像进行色域转换；

对色域转换后的目标帧图像进行预定次数的复制，以获取一组待亮度调整的图像；