[发明专利]一种基于单目视觉测量的集卡定位方法

摘要

本发明公开了一种基于单目视觉测量实现集卡定位的方法，包括如下步骤：步骤1：测量得到集卡的实际高度h，单目相机相对于地面的高度H，根据实际场地大小定制一张正方形黑白格组成的标定板；步骤2：以步骤1中选取的图片建立待测地面的默认坐标系，步骤3：当集卡未装载集装箱时，依次对拍摄到的车端部图像进行灰度化、基于多结构元的形态学混合滤波和边缘检测；当集卡装载集装箱时使用Hog+SVM来识别图像中的集卡端部锁孔位置；步骤4：根据式(2)计算集卡停车位置误差b：步骤5：计算出集卡端部相对于停车线的实际距离以及集卡端部直线与停车线的相对角度，实现精确的集卡定位。本发明的有益效果为：成本低廉，能够快速准确地实现集卡定位。

主权项

1.一种基于单目视觉测量实现集卡定位的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：测量得到集卡的实际高度h，单目相机相对于地面的高度H，根据实际场地大小定制一张正方形黑白格组成的标定板，将标定板边界平行于停车线放置在待测地面，固定相机拍取10-30幅图片，使用张氏标定法，标定待测地面得到相机的内参矩阵K，外参矩阵R和T，并选择其中一幅清晰图片计算该图片对应的相机的图像坐标到待测地面坐标的转换矩阵M；/n步骤2：以步骤1中选取的图片建立待测地面的默认坐标系，具体为：取最接近停车线与车道交点的内部角点为原点，以标定板中平行于停车线的边界作为Y轴，平行于车道的边界作为X轴，垂直于地面过原点的直线为Z轴；在此基础上，测量出停车线到Y轴的距离S，此时，相机坐标系中相机坐标为[0,0,0]^T，并根据式(1)计算得到对应的地面坐标系中相机坐标[X_w,Y_w,Z_w]；/n /n步骤3：当集卡未装载集装箱时，依次对拍摄到的车端部图像进行灰度化、基于多结构元的形态学混合滤波和边缘检测，并筛选出图像中车端部直线位置；当集卡装载集装箱时使用Hog+SVM来识别图像中的集装箱锁孔位置，根据图像中的集卡端部直线位置或者集装箱锁孔位置和转换矩阵M，换算出地面坐标系下的直线位置，其中，图像中直线或锁孔位置由两端点P1(X_p1,Y_p1)和P2(X_p2,Y_p2)表示，与转换矩阵M相乘换算得到两点对应世界坐标系下在地面的投影点坐标Pw1(X_pw1,Y_pw1)，Pw2(X_pw2,Y_pw2)；/n步骤4：根据式(2)计算集卡停车位置误差b：/n /n其中，a表示Pw1或Pw2计算所得停车距离，h表示车端部到地面高度，H表示相机到地面高度，X₁、X₂分别为相机到停车线水平距离、停车线与世界坐标Y轴距离，式(2)中变量单位皆为mm，若取Pw1、Pw2两点中X较小值为a代入式(2)，解得误差b，此时实际停车距离记为c＝a-b；/n步骤5：根据式(3)-(7)进行矫正，即可计算出集卡端部相对于停车线的实际距离以及集卡端部直线与停车线的相对角度，实现精确的集卡定位：/nk₁＝(Y_camera-Y_pw1)/(X_camera-X_pw1) (3)/nk₂＝(Y_camera-Y_pw2)/(X_camera-X_pw2) (4)/nY_true1＝Y_pw1-k₁(X_camera-X_pw1) (5)/nY_true2＝Y_pw2-k₂(X_camera-X_pw2) (6)/nX_true＝a-b-X₂ (7)/ndegree＝Atan((Y_true2-Y_true1)/(X_true2-X_true1)) (8)/n其中，X_true、Y_true表示地面坐标系下真实车端坐标在地平面的投影点坐标的X，Y值，X_camera、Y_camera表示相机在地面坐标系下在地平面的投影点坐标，记为点cam，k₁、k₂表示点cam分别与点Pw1、Pw2连线的斜率，a、b分别表示测量停车距离和对应误差，degree表示车端部与停车线相对角度。/n