CN108399637A - 一种用图案编码的坐标方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用图案编码的坐标方法，包括图案编码方法和图像处理算法；图案编码方法为将特定图案以压缩编码的方式，将整个空间进行数字化分割的方法；图像处理算法为利用多个相邻的编码数值，确定一个编码值的方法；包括图像预处理模块、位置姿态解算模块。图案可以采用二维码或圆饼码，通常一类图案集包括数十个、甚至上千个固定的图案，每个固定的图案表示一个数字，因此一类图案集可以表示一个数字集合，通常表示从0~N‑1的数值，N表示图案集的元素个数。压缩编码是指，用很少的数值，编码大得多的空间坐标值；本发明的压缩编码原理是，利用多个相邻的编码数值，确定一个编码值。本发明实现一种简单易用的位置和姿态检测算法。
Description
技术领域
本发明涉及一种空间坐标编码***，具体为一种用图案编码的坐标方法，用于机器人导航控制应用***领域。
背景技术
计算机视觉技术在机器人导航领域大量应用，通常是在固定的导航参考点设置特定的图案，机器人摄像头采集图案图像，解析出自身位置，这种方式需要精确标定参考点的位置，而且只能标少量的参考点，导致导航和定位精度差，很难满足特定场合下，高精度的位置和姿态定位问题。因此，发明一种简单易用、高精度的图案编码***，是非常必要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种简单易用、高精度的图案编码方法，从而解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供一种用图案编码的坐标方法，包括图案编码方法和图像处理算法；
图案编码方法为将特定图案以压缩编码的方式，将整个空间进行数字化分割的方法；
图像处理算法为利用多个相邻的编码数值，确定一个编码值的方法；包括图像预处理模块、位置姿态解算模块。
图案可以采用二维码或圆饼码，通常一类图案集包括数十个、甚至上千个固定的图案，每个固定的图案表示一个数字，因此一类图案集可以表示一个数字集合，通常表示从0~N-1的数值，N表示图案集的元素个数。
压缩编码是指，用很少的数值，编码大得多的空间坐标值；本发明的压缩编码原理是，利用多个相邻的编码数值，确定一个编码值。
作为本发明的一种优选技术方案，编码图案为二维码或圆饼码或任何可以被计算机视觉识别，表示为数字的图案。
作为本发明的一种优选技术方案，图像预处理模块包括如下步骤，a)图像灰度增强，b)图像噪点去除，c)图像边缘检测，d)图像阈值分割，e)图像角点检测。
作为本发明的一种优选技术方案，位置姿态解算模块，包括如下步骤，a)邻域分组，b)姿态检测，c)坐标解析，d)结果校验。
本发明所达到的有益效果是：本发明以压缩图案编码方式，利用元素很少的特定图案集，实现空间的数字化分化，实现一种简单易用的位置和姿态检测算法。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明图案压缩编码结构示意图；
图2是本发明图像预处理算法流程图；
图3是本发明位置姿态解算算法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：如图1-3所示，本发明提供一种用图案编码的坐标方法，包括图案编码方法和图像处理算法；
图案编码方法为将特定图案以压缩编码的方式，将整个空间进行数字化分割的方法；
图像处理算法为利用多个相邻的编码数值，确定一个编码值的方法；包括图像预处理模块、位置姿态解算模块。
图案编码方法通常一类图案集包括数十个、甚至上千个固定的图案，每个固定的图案表示一个数字，因此一类图案集可以表示一个数字集合，通常表示从0~N-1的数值，N表示图案集的元素个数。
如图1所示，图案编码方法用8位图案集，实现4096×4096空间数字化分割。图中所示二维码集合，一共有256个固定图案，顺序表示0~255个数字；编码约定，0~63表示X坐标低6位，64~127表示Y坐标低6位，128~191，表示X坐标高6位，192~255表示Y坐标高6位。任意相邻的四宫格可以唯一确定一个坐标值。
进一步扩展，压缩编码可以采用9宫格方式，用上述8位图案集，实现32768×32768控件数字化分割，可以实现更大区域的坐标编码或坐标编码精度。
进一步的，编码图案为二维码或圆饼码或任何可以被计算机视觉识别，表示为数字的图案。
如图，图像预处理模块包括如下步骤，a)图像灰度增强，b)图像噪点去除，c)图像边缘检测，d)图像阈值分割，e)图像角点检测。
进一步的，位置姿态解算模块，包括如下步骤，a)邻域分组，b)姿态检测，c)坐标解析，d)结果校验。位置姿态解算模块，依据图像预处理的结构，通过数据运算，最终得到当前的位置和姿态。
本发明以压缩图案编码方式，利用元素很少的特定图案集，实现空间的数字化分化，实现一种简单易用的位置和姿态检测算法。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用图案编码的坐标方法，其特征在于，包括图案编码方法和图像处理算法；
所述的图案编码方法为将特定图案以压缩编码的方式，将整个空间进行数字化分割的方法；
所述的图像处理算法为利用多个相邻的编码数值，确定一个编码值的方法；包括图像预处理模块、位置姿态解算模块。
2.根据权利要求1所述的一种用图案编码的坐标方法，其特征在于，编码图案为二维码或圆饼码或任何可以被计算机视觉识别，表示为数字的图案。
3.根据权利要求1所述的一种用图案编码的坐标方法，其特征在于，所述的图像预处理模块包括如下步骤，a)图像灰度增强，b)图像噪点去除，c)图像边缘检测，d)图像阈值分割，e)图像角点检测。
4.根据权利要求3所述的一种用图案编码的坐标方法，其特征在于，所述的位置姿态解算模块包括如下步骤，a)邻域分组，b)姿态检测，c)坐标解析，d)结果校验。
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| CN201810108554.1A Pending CN108399637A (zh) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | 一种用图案编码的坐标方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN108399637A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110763204A (zh) * | 2019-06-25 | 2020-02-07 | 西安理工大学 | 一种平面编码靶标及其位姿测量方法 |
| CN110866578A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-03-06 | 上海交通大学 | 一种二维纹理码及其编码和解码方法 |
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2018
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110763204A (zh) * | 2019-06-25 | 2020-02-07 | 西安理工大学 | 一种平面编码靶标及其位姿测量方法 |
| CN110763204B (zh) * | 2019-06-25 | 2022-02-22 | 西安理工大学 | 一种平面编码靶标及其位姿测量方法 |
| CN110866578A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-03-06 | 上海交通大学 | 一种二维纹理码及其编码和解码方法 |
| CN110866578B (zh) * | 2019-10-29 | 2021-07-06 | 上海交通大学 | 一种二维纹理码及其编码和解码方法 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |