[发明专利]一种基于特征信息图形的货架位姿偏差检测方法和系统

摘要

本发明提供一种基于特征信息图形的货架位姿偏差检测方法和系统，步骤一，在机器人上安装上视相机，步骤二，标定相机像素坐标系与机器人坐标系之间的映射关系；步骤三，在货架底部设置具有特征信息的图形，测得图形特征点在货架坐标系下的坐标；步骤四，机器人顶升货架后，上视相机扫描图形，获得图形特征点的像素坐标；步骤五，通过步骤二中的映射关系，计算得到图形特征点的像素坐标映射在机器人坐标系中的坐标；步骤六，计算货架相对于机器人的位姿偏差。本发明通过相机检测货架的位姿偏差。整个实施过程方便快捷，因为相机价格低而且不用对数量庞大的货架做改造，因此成本低。

主权项

1.一种基于特征信息图形的货架位姿偏差检测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一，在机器人上安装上视相机，使上视相机的光轴朝上；/n步骤二，标定相机像素坐标系与机器人坐标系之间的映射关系；/n步骤三，在货架底部设置具有特征信息的图形，测量图形特征点在货架坐标系下的坐标；/n步骤四，机器人顶升货架后，上视相机扫描图形，获得图形特征点的像素坐标；/n步骤五，通过步骤二中的映射关系，计算得到图形特征点的像素坐标映射在机器人坐标系中的坐标；/n步骤六，根据多个图形特征点在货架坐标系下的坐标和在机器人坐标系中的坐标，通过欧式空间坐标变换和最小二乘法计算货架相对于机器人的位姿偏差；/n在步骤二中，映射关系指相机的单应性矩阵H，单应性矩阵H的数学意义是：/n /n /n其中，选择机器人顶升货架后货架底部所在的平面为参考平面，为所述参考平面上某点在相机成像平面上的像素坐标，为所述参考平面上某点在机器人坐标系下的坐标；为齐次坐标；/nH的标定方法为：获得参考平面上四个以上点在相机成像平面上的像素坐标和在机器人坐标系下的坐标，然后调用开源视觉库opencv中的单应性矩阵计算函数获得H；/n在步骤六中，货架相对于机器人的位姿偏差通过如下公式计算得到：/n /n将检测到的多个特征点在货架坐标系下的坐标和在机器人坐标系中的坐标代入公式3中，通过线性最小二乘法计算x₁，x₂，x₃，x₄，再对x₃，x₄做归一化，归一化后根据反三角计算出dθ，从而得到/n所述公式3为欧式空间坐标变换公式：/n /n进一步写成公式4：/n /n公式中，x₁＝dx，x₂＝dy，x₃＝cosdθ，x₄＝sindθ，为特征点在货架坐标系下的坐标，为特征点在机器人坐标系下的坐标，为货架相对于机器人的位姿偏差。/n