专利名称：一种仓库自动导航机械车定位方法
技术领域：
本发明属于物流技术领域，特别涉及一种仓库自动导航机械车定位方法。
背景技术：
近年来GPS技术被日益广泛的应用于军事、科学及日常生活的各个领域，给人们带来极大方便的同时也预示着遥测定位技术的广阔应用前景。但室内测量定位尚无相应的成熟的应用技术。而应用CCD摄影成像及图像计算机处理的视觉分析技术则有着硬件投入低廉、软件技术通用性强、对环境适应性好、直观获取信息量完整等特点而成为开发的热点。大型仓库中一般由人力驾驶机械叉车进行货物的上架。但是人力叉车上架耗费时间、人力，安全系数又不高，如果将上架过程自动化将带来极大的前景。而自动导航机械车，即AGV, Automated Guided Vehicle最为核心也是最基本的问题就是机械车的定位。室内定位技术在仓库仓储物流管理中的发展已有一段时间，但尚无成熟的应用技术，大多存在着系统建设成本高，建成后可调整性差等问题。

发明内容
本发明的目的是提供一种仓库自动导航机械车定位方法，将基于CCD摄影成像及图像计算机处理的视觉分析应用于仓库定位系统，建立基于视觉定位的仓库物流定位系统。

本发明的技术方案是，一种仓库自动导航机械车定位方法，包括以下步骤:(1)，为仓库建立电子地图；(2)，将整个仓库等分成mXn个区域，每个区域的顶上装置一个摄像机；(3),对每Iv摄像机视频进彳了摄像机标定，校正崎变；(4)，将每一个摄像机视频的图像整合成整个仓库的图像；(5)，将消除畸变后的图像与仓库电子地图重合；(6),在自动导航机械车上装上特征点；(7)，抬高所有摄像机，使摄像机视频中设置的虚拟地图平面与特征点平面重合；(8)，获得摄像机视频坐标系中的自动导航机械车坐标，映射到仓库电子地图坐标系中，得到仓库中自动导航机械车的真实位置，实现定位。所述的建立电子地图的方法是，预存仓库空间的标准平面地图，同时显示标准平面地图和摄像机捕捉到的图像，对电子地图进行上移、下移、左移、右移、放大、缩小六种操作，直至两个图像中场景重合，记录电子地图水平位移Λ χ、竖直位移Λ y、放大比w,则对摄像机坐标系逆向映射可得到目标点在真实场景中的位置，即:对电子地图放大W倍后水平移动Λ X,竖直移动Λ y
则，摄像机坐标系中(x，y)-->电子地图坐标系中
权利要求
1.一种仓库自动导航机械车定位方法，其特征在于，包括以下步骤: (1),为仓库建立电子地图； (2)，将整个仓库等分成mXn个区域，每个区域的顶上装置一个摄像机； (3),对每一个摄像机视频进行摄像机标定，校正崎变； (4),将每一个摄像机视频的图像整合成整个仓库的图像； (5)，将消除畸变后的图像与仓库电子地图重合； (6),在自动导航机械车上装上特征点； (7)，抬高所有摄像机，使摄像机视频中设置的虚拟地图平面与特征点平面重合； (8)，获得摄像机视频坐标系中的自动导航机械车坐标，映射到仓库电子地图坐标系中，得到仓库中自动导航机械车的真实位置，实现定位。
2.如权利要求1所述的仓库自动导航机械车定位方法，其特征在于，所述的建立电子地图的方法是，预存仓 库空间的标准平面地图，同时显示标准平面地图和摄像机捕捉到的图像，对电子地图进行上移、下移、左移、右移、放大、缩小六种操作，直至两个图像中场景重I=I， 记录电子地图水平位移Λ X、竖直位移Λ y、放大比W，则对摄像机坐标系逆向映射可得到目标点在真实场景中的位置，即: 对电子地图放大w倍后水平移动Λ χ,竖直移动Λ y 贝U，摄像机坐标系中(x，y)—>电子地图坐标系中IlZfI)。 WW
3.如权利要求2所述的仓库自动导航机械车定位方法，其特征在于，对于摄像机标定过程，采用Intel公司开发计算机视觉的开放源码库OpenCV中提供的“摄像机标定”算法，从不同角度拍摄同一标定平面10幅的标定板图像，调用源码库中的Calibration函数求出摄像机的内外参数；通过源码库中Undistort函数，输入标定得到的内外参数，对视频流得到的每一帧图像进行畸变矫正。
4.如权利要求3所述的仓库自动导航机械车定位方法，其特征在于，基准坐标平面上的地图信息，包括地面、货架的轮廓及坐标位置1:1地映射到一个与地面等高为信号灯高度的测量平面上，标准地图重合后，升高摄像机，升高高度为地面到目标点的高度H即信号灯到地面的高度。
5.如权利要求4所述的仓库自动导航机械车定位方法，其特征在于，以特征点的颜色作为搜索对象，得到包含特征点的搜索窗，将搜索窗的中心作为目标点在摄像机坐标系下的坐标，具体过程是，初始化一个搜索窗，对于搜索窗中的图像做预存特征点颜色的色相蒙版，即过滤掉该色相以外的图像，计算剩余图像的密度，搜索窗逐渐缩小或微移到密度较大的区域，搜索窗缩小到特征点大小开始稳定得到中心坐标，一旦搜索窗大小为0，证明失去目标点，重新初始化搜索窗。
6.如权利要求5所述的仓库自动导航机械车定位方法，其特征在于，进一步包括以下步骤: 使用边缘查找和线段查找算法，将标准地图中货架边线的所有χ，y坐标分别存储在mapx [], mapy []数组中； 将两个数组分别从小到大排序；通过二分法找到目标点(xO, yO)在mapx []与mapy []数组中的位置(i, j),满足mapx[i]<xO<=mapx[i+1]且 mapy[j]<yO<=mapy[j+1]。
由于货架呈网络状排列，第 i列第j行即目标点所在区域。
全文摘要
本发明公开了一种仓库自动导航机械车定位方法，包括以下步骤为仓库建立电子地图；将整个仓库等分成m×n个区域，每个区域的顶上装置一个摄像机；对每一个摄像机视频进行摄像机标定，校正畸变；将每一个摄像机视频的图像整合成整个仓库的图像；将消除畸变后的图像与仓库电子地图重合；在自动导航机械车上装上特征点；抬高所有摄像机，使摄像机视频中设置的虚拟地图平面与特征点平面重合；获得摄像机视频坐标系中的自动导航机械车坐标，映射到仓库电子地图坐标系中，得到仓库中自动导航机械车的真实位置，实现定位。
文档编号G01C21/00GK103234537SQ20131002765
公开日2013年8月7日 申请日期2013年1月24日 优先权日2013年1月24日
发明者李楚倩 申请人:上海市上海中学