基於多個二維碼讀碼器的移動機器人定位系統及方法

2023-07-21 14:37:36 1

專利名稱：基於多個二維碼讀碼器的移動機器人定位系統及方法
技術領域：
本發明屬於移動機器人小車定位領域，尤其是一種基於多個二維碼讀碼器的移動機器人定位系統及方法。
背景技術：
目前，移動機器人小車定位方法普遍採用二維碼視覺定位方法。現有的移動機器人小車定位方法通常安裝一個二維碼讀碼器實現的，其具體方法是在移動機器人小車的中心位置安裝一個二維碼讀碼器，同時在室內地面按照一定間隔敷設一定數量的二維碼，機器人小車上的二維碼讀碼器每經過一個二維碼，就對該二維碼進行拍攝，然後以位於小車中心點的二維碼的一組對邊和沿著小車前進方向的直線所構成的夾角以及夾角的兩條線之間的線性距離作為小車角度偏離的判別標準。上述定位方法存在的問題是當移動機器人小車比較長時，小車偏離夾角在車體尾部兩邊之間的線性距離往往幾倍大於車體中心點附近的線性距離，一旦中心點偏角有略微的誤差，就會造成車體尾部的大幅度誤差，這就要求車體中心點的偏角必須十分精確，也就對手工操作和設備精度提出了很高的要求其一，手工敷設二維碼，其二維碼的姿態必須完全正確，其四條邊和車體十字中心線必須互為垂直，稍微有一點傾斜就會出現中心點的偏角；其二，要求讀碼設備精度非常高，讀出的二維碼四個頂點的數據不能有任何誤差，否則，也會因計算錯誤而形成中心點的偏角。以上要求對於實際工作很難做到首先，人工操作難以保證沒有誤差，其次，即使是精度非常高的二維碼讀碼器在車體動態運行時，也往往會產生略微的誤差。綜上所述，採用一個二維碼讀碼器進行視覺定位存在兩個問題1、施工難度大，對人工和環境設備要求非常苛刻，形成人工成本和設備成本的高投入；2、容錯性差，移動機器人運行非常不穩定由於採用一個二維碼讀碼器定位的方法不能容錯人工和設備的誤差而常常造成誤判斷，致使移動機器人不得不長期處於大幅度位姿調整的狀態，移動機器人運行時機體晃動、搖擺不定，嚴重影響了穩定性。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種定位準確、穩定性強且便於實施的基於多個二維碼讀碼器的移動機器人定位系統及方法。本發明解決其技術問題是採取以下技術方案實現的一種基於多個二維碼讀碼器的移動機器人定位系統，包括安裝在移動機器人小車上的二維碼定位控制器、至少兩個二維碼讀碼器和分布於地面上的二維碼標籤，所述的二維碼定位控制器由微處理器和通信接口連接構成，所述的通信接口與至少兩個二維碼讀碼器相連接，微處理器通過通信接口控制二維碼讀碼器進行二維碼圖像採集、接收二維碼圖像並實現移動機器人的精確定位功能。而且，所述的通信接口為網絡接口、USB接口或者1394接口，所述的二維碼讀碼器為具有網絡接口、USB接口或者1394接口的攝像頭。
而且，所述二維碼讀碼器為兩個的時候，其安裝在移動機器人小車上的位置為兩個二維碼讀碼器安裝在移動機器人小車長度方向的中心線上，一個位於移動機器人小車的中心點，另外一個位於移動機器人小車的尾部，兩個二維碼讀碼器之間的距離近似於移動機器人車體長度的二分之一。一種基於多個二維碼讀碼器的定位方法，包括以下步驟
⑴建立如下三個坐標系圖像坐標系(U、V)、小車坐標系(X小車、y小車)、世界坐標系(X世界、y世界)；⑵計算在小車坐標系下移動機器人小車相對於兩個二維碼中心點連線的偏離角度；⑶計算兩個二維碼中心點連線相對於世界坐標系的偏離角度；⑷計算移動機器人小車相對於世界坐標系的偏離角度，從而獲得移動機器人的精確位置。而且，所述步驟⑵包括以下處理過程①標定圖像坐標系和小車坐標系的關係Pl 小車(x, y) =RXPl 圖像(ul, vl)；Pl 小車(X，y) =RXP2 圖像(u2, v2)；上式中Pl圖像(ul，vl)為空間某一點Pl在圖像坐標系中的坐標；P2圖像(u2，v2)為空間某一點P2在圖像坐標系中的坐標；Pl小車(X，y)為空間某一點Pl在小車坐標系下的坐標；P2小車(x，y)為空間某一點P2在小車坐標系下的坐標；R為旋轉矩陣值；②將圖像坐標系下的四個頂點轉換為小車坐標系；第一個二維碼在圖像坐標系下四個頂點坐標轉換為小車坐標系下的坐標為Pl 二維碼(xl, yl)=RXPl 二維碼(ul, vl)Pl 二維碼(x2, y2)=RXPl 二維碼(u2, v2)Pl 二維碼(x3, y3)=RXPl 二維碼(u3, v3)Pl 二維碼(x4, y4) =RXPl 二維碼(u4, v4)第二個二維碼在圖像坐標系下四個頂點坐標轉換為小車坐標系下的坐標為P2 二維碼(xl, yl)=RXP2 二維碼(ul, vl)P2 二維碼(x2, y2) =RXP2 二維碼(u2, v2)P2 二維碼(x3, y3) =RXP2 二維碼(u3, v3)P2 二維碼(x4, y4) =RXP2 二維碼(u4, v4)③計算小車坐標系下的兩個二維碼的中心點坐標第一個二維碼的中心點在小車坐標系中的坐標為Xl 二維碼=(Pointll. x+Pointl2. x+Pointl3. x+Pointl4. x) /4 ；Yl 二維碼=(Pointll. y+Pointl2. y+Pointl3. y+Pointl4. y) /4 ；上式中，Pointll.x、Pointl2. x、Pointl3. x、Pointl4. x 為第一個二維碼在圖像坐標系下的四個頂點坐標轉換為小車坐標系下的四個頂點的X軸的坐標；
第二個二維碼的中心點在小車坐標系中的坐標為X2 二維碼=(Point21. x+Point22. x+Point23. x+Point24. x) /4 ；Y2 二維碼=(Point21. y+Point22. y+Point23. y+Point24. y) /4 ；上式中，Point21.x、Point22. x、Point23. x、Point24. x 為第二個二維碼在圖像坐標系下的四個頂點坐標轉換為小車坐標系下的四個頂點的X軸的坐標 ；④計算小車坐標系下兩個中心點位置偏差A X小車、A Y小車A X小車=X2 二維碼-Xl 二維碼；A Y小車=Y2 二維碼-Yl 二維碼；⑤計算小車坐標系下的角度偏差tan 0小車_碼tan 0小車碼=A X小車/ A Y小車。而且，所述步驟⑶包括以下處理過程①獲得兩個二維碼在世界坐標系下的坐標Pl(xl世界，yl世界)；p2(x2世界，y2世界)；②計算得到兩個二維碼中心點連線相對於世界坐標系的A X世界、A Y世界；A X世界=x2世界-xl世界；A Y世界=y2世界-yl世界；③計算得到兩個二維碼中心點連線相對於世界坐標系的偏離角度；tan 0碼_世界=AX世界/AY世界。而且，所述步驟⑷計算移動機器人小車相對於世界坐標系的偏離角度的公式為0車世界=0小車_碼+ 0碼_世界上式中，0車_世界為移動機器人小車相對於世界坐標系的偏離角度；0小車_碼為移動機器人小車相對於二維碼的偏離角度為；e碼_世界為兩個二維碼中心點連線在世界坐標系下相對於世界坐標系的偏離角度。本發明的優點和積極效果是I、本定位系統在移動機器人小車上安裝至少兩個二維碼讀碼器實現對移動機器人的精確定位功能，克服了長期以來視覺定位方法中使用一個二維碼讀碼器在車體中心的四個頂點來計算角度的技術偏見，從而使誤差範圍比原來縮小了幾十倍，提高了定位的準確性。2、本定位方法解決了長期以來二維碼定位時過分依賴二維碼的姿態和讀碼設備精度的難題，通過兩個二維碼中心點連線的方法不僅大幅度提高測量精度還使容錯範圍得到擴大即使貼碼角度稍有誤差或二維碼讀碼器輸出略有誤差也都不會影響測量的精度，增強了二維碼的普及性、易用性和使用效果。3、本發明設計合理，採用兩個二維碼讀碼器測量方法後，車體運行平穩、滑爽，不再出現以前運行過程中的大幅度抖動現象，達到了預期效果，取得了機器人視覺定位的突出效果和顯著進步。


圖I為本發明的系統連接示意圖；圖2為兩個二維碼讀碼器安裝在一個移動機器人小車上的位置示意圖3為採用一個二維碼讀碼器測量時的位姿線性誤差示意圖；圖4為採用二個二維碼讀碼器測量時的偏離角度示意圖；圖5為採用二個二維碼讀碼器測量時的中心點位置偏差示意圖；圖6為分時獲得兩個二維碼的誤差示意圖；圖7為移動機器人小車在世界坐標系的偏離角度示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明實施例做進一步詳述一種基於多個讀碼器的移動機器人定位系統和方法，基於在先專利申請(專利名稱基於二維碼的移動機器人定位系統和方法，申請號201210186563. 5)，關於小車位置`的偏差計算已在上個專利中詳細說明，本發明中對此不作重複性說明，而只是針對本發明用兩個讀碼器解決小車姿態偏差的內容進行保護，因此，本實施例中也只是圍繞本次發明內容進行說明。—種基於多個二維碼讀碼器的移動機器人定位系統，如圖I所示，包括安裝在移動機器人小車上的二維碼定位控制器、至少兩個二維碼讀碼器和分布於地面上的二維碼標籤，該二維碼定位控制器由微處理器和通信接口連接構成，微處理器通過通信接口與至少兩個二維碼讀碼器相連接，用於控制二維碼讀碼器進行二維碼圖像採集、接收二維碼讀碼器採集的二維碼圖像並實現精確定位功能。如圖2所示，兩個二維碼讀碼器安裝在移動機器人小車上，其安裝位置為在移動機器人小車長度方向的中心線上安裝兩個二維碼讀碼器，一個位於移動機器人小車的中心點，另外一個位於移動機器人小車的尾部，兩個二維碼讀碼器之間的距離近似於移動機器人小車長度的二分之一。所述的通信接口為網絡接口、USB接口或者1394接口，所述的二維碼讀碼器為具有網絡接口、USB接口或者1394接口的攝像頭。該移動機器人定位系統是通過內置於微處理器內的二維碼定位控制軟體來實現的，該二維碼定位控制軟體包括攝像頭標定模塊、圖像處理模塊、坐標變換模塊和編碼值映射模塊，所述的攝像頭標定模塊用於對攝像頭進行標定，以建立攝像頭和移動機器人小車之間的對應關係；所述的圖像處理模塊輸出二維碼四個頂點在圖像坐標系中的坐標；所述的編碼值映射模塊將每個唯一編碼值一一對應對應其在室內的實際地理位置；所述的坐標變換模塊輸出小車位置偏差值、位姿變化值和小車當前的位置和方向。下面首先對本發明的定位原理進行說明。當採用一個二維碼讀碼器時，如圖3所示，小車角度測量是以小車的中心線(沿長度方向)和二維碼一組對邊的夾角作為測量依據，當二維碼的姿態未發生傾斜時，其夾角為0度，當二維碼發生了傾斜時，中心點附近2MM的線性偏差將產生小車尾部的幾倍於它的偏差，也就是說採用一個二維碼編碼器會產生很大的偏差。當採用兩個二維碼讀碼器時，如圖4所示，兩個二維碼讀碼器同時拍攝兩張二維碼圖片時，儘管第一個和第二個二維碼的姿態都明顯發生了傾斜，但此時不再以二維碼的傾斜邊作為測量依據，而只是和兩個二維碼的中心點有關係，從圖5中看到，雖然兩個二維碼各自左右傾斜，但中心點是準確的，兩個中心點都在小車的中心線上而未發生絲毫的偏離，因此，用兩個中心點測量的方法只要求中心點準確，和二維碼的姿態沒有任何關係 』雖然採用兩個中心點的方法也會帶來一些副作用如圖6所示，兩個中心點的位置可能會有偏差，如圖7所示，同一時刻會出現只能拍攝到其中一個二維碼，而不能同時獲取兩個碼的情況，但是以上兩種情況所造成的誤差都是非常小，可以忽略不計，儘管兩個中心點之間有2MM的誤差，但由於一個中心點位於車體的中心，另外一個中心點位於車體的尾部，因此可以看成是整個車體的誤差，這與圖3採用一個二維碼的測量結果相比，誤差僅是原來的幾分之一；如圖7所示，雖然在tl和t2分時獲取這兩個二維碼圖像，但由於相隔時間非常短，遠遠小於車體姿態發生變化的速度，因此，可以假設在這樣非常短暫的時間內，小車的姿態未發生任何變化，也就是說tl和t2分時獲取的圖像採集精度可以視同tl時刻同時獲取的圖像採集精度。 如圖7所示，本定位方法的基本思想和最終目標是實時獲得移動機器人小車在世界坐標系下的偏離角度。雖然在小車坐標系下可以測量移動機器人小車相對於兩個二維碼中心點的偏離角度，但由於不能保證二維碼的兩個中心點連線同世界坐標系的X軸方向始終保持一致，因此，所計算出的小車相對於二維碼的偏離角度並不能代表小車相對於世界坐標系的偏離角度，而調整小車位姿唯有參照世界坐標系才準確，因此必須在計算小車相對於兩個二維碼中心點連線的角度的同時，還要計算兩個二維碼中心點連線和世界坐標系的偏離角度。具體為獲取射線OAl相對於射線OXtt肖的偏離角度。首先獲取OAl相對於OBl的偏離角度，也就是小車相對於兩個二維碼中心點連線OBl的偏離角度；其次獲得OBl相對於OXwf的偏離角度，也就是兩個二維碼中心點連線相對於世界坐標系的偏離角度；當以上兩個角求出以後，即可獲得OAl相對於OX的偏離角度，也就是小車相對於世界坐標系的偏離角度。一種基於多個二維碼讀碼器的移動機器人小車定位方法，包括以下步驟步驟I、建立如下三個坐標系圖像坐標系(U、V)、小車坐標系(X小車、y小車)、世界坐標系(X世界、y世界)。步驟2 :計算在小車坐標系下移動機器人小車相對於兩個二維碼中心點連線的偏離角度(如圖7中的30度角)；本步驟包括以下處理過程①標定圖像坐標系和小車坐標系的關係二維碼定位控制器對至少兩個二維碼讀碼器進行標定獲得旋轉矩陣R值，並建立空間某個點在圖像坐標系和小車坐標系的轉換關係Pl 小車(x，y)=RXPl 圖像(ul, vl)；Pl 小車(X，y) =RXP2 圖像(u2, v2)；上式中Pl圖像(ul，vl)為空間某一點Pl在圖像坐標系中的坐標；P2圖像(u2，v2)為空間某一點P2在圖像坐標系中的坐標；Pl小車(X，y)為空間某一點Pl在小車坐標系下的坐標P2小車(x，y)為空間某一點P2在小車坐標系下的坐標；②將圖像坐標系下的四個頂點轉換為小車坐標系。二維碼定位控制器向至少兩個二維碼讀碼器發出二維碼圖像採集命令，至少兩個二維碼讀碼器通過照相方式採集室內二維碼標籤的二維碼圖像，並發送給二維碼定位控制器；獲取機器人在某時刻t，兩個二維碼讀碼器在圖像坐標系下分別採集的四個頂點坐標並將其轉換為小車坐標系下的坐標；將第一個二維碼在圖像坐標系下四個頂點坐標轉換為小車坐標系下的坐標Pl 二維碼(xl, yl)=RXPl 二維碼(ul, vl)Pl 二維碼(x2, y2)=RXPl 二維碼(u2, v2)Pl 二維碼(x3, y3)=RXPl 二維碼(u3, v3)Pl 二維碼(x4, y4) =RXPl 二維碼(u4, v4)將第二個二維碼在圖像坐標系下四個頂點坐標轉換為小車坐標系下的坐標P2 二維碼(xl, yl)=RXP2 二維碼(ul, vl)`
P2 二維碼(x2, y2)=RXP2 二維碼(u2, v2)P2 二維碼(x3, y3)=RXP2 二維碼(u3, v3)P2 二維碼(x4, y4) =RXP2 二維碼(u4, v4)③計算小車坐標系下的兩個二維碼的中心點坐標。小車坐標系中兩個二維碼的中心點坐標分別為Xl 二維碼，Yl 二維碼、X2 二維碼，Y2 二維碼第一個二維碼的中心點在小車坐標系中的坐標(XI 二維碼，Yl 二維碼)Xl 二維碼=(Pointll. x+Pointl2. x+Pointl3. x+Pointl4. x) /4 ；Yl 二維碼=(Pointll. y+Pointl2. y+Pointl3. y+Pointl4. y) /4 ；上式中，Pointll.x、Pointl2. x、Pointl3. x、Pointl4. x 為第一個二維碼在圖像坐標系下的四個頂點坐標轉換為小車坐標系下的四個頂點的X軸的坐標；第二個二維碼的中心點在小車坐標系中的坐標(XI 二維碼，Yl 二維碼)X2 二維碼=(Point21. x+Point22. x+Point23. x+Point24. x) /4 ；Y2 二維碼=(Point21. y+Point22. y+Point23. y+Point24. y) /4 ；上式中，Point21.x、Point22. x、Point23. x、Point24. x 為第二個二維碼在圖像坐標系下的四個頂點坐標轉換為小車坐標系下的四個頂點的X軸的坐標；④算小車坐標下兩個中心點位置偏差。兩個二維碼中心點在小車坐標系下的位置偏差分別為A X小車、A Y小車；A X小車=X2 二維碼-Xl 二維碼；AY小車=Y2 二維碼-Yl 二維碼；⑤計算小車坐標系下的角度偏差。角度偏差用正切函數計算tan 9小車_碼=A X小車/AY小車。步驟3 :計算兩個二維碼中心點連線相對於世界坐標系的偏離角度(如圖7中的15度角)。本步驟包括以下處理過程①二維碼讀碼器讀取二維碼數據並進行解碼，解碼後獲得兩個二維碼在世界坐標系下的坐標P1 (xl世界，yl世界);p2 (x2世界，y2世界)；②計算得到兩個二維碼中心點連線相對於世界坐標系的A X世界、A Y世界；A X世界=x2世界-Xl世界；A Y世界=y2世界-yl世界；③計算得到兩個二維碼中心點連線相對於世界坐標系的偏離角度；tan0碼_世界=AX世界/ A Y世界；
步驟4 :計算移動機器人小車相對於世界坐標系的偏離角度(如圖7中的30度+15度=45度)0車_世界=0小車_碼+ 0碼_世界；其中0車_世界為30度+15度=45度，是移動機器人小車相對於世界坐標系的偏離角度；9小車_碼為30度，是移動機 器人小車相對於二維碼的偏離角度為；0碼_世界為15度，是兩個二維碼中心點連線在世界坐標系下相對於世界坐標系的偏離角度。需要強調的是，本發明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發明並不限於具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本發明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬於本發明保護的範圍。
權利要求
1.一種基於多個二維碼讀碼器的移動機器人定位系統，其特徵在於包括安裝在移動機器人小車上的二維碼定位控制器、至少兩個二維碼讀碼器和分布於地面上的二維碼標籤，所述的二維碼定位控制器由微處理器和通信接口連接構成，所述的通信接口與至少兩個二維碼讀碼器相連接，微處理器通過通信接口控制二維碼讀碼器進行二維碼圖像採集、接收二維碼圖像並實現移動機器人的精確定位功能。
2.根據權利要求I所述的基於多個二維碼讀碼器的移動機器人定位系統，其特徵在於所述的通信接口為網絡接口、USB接口或者1394接口，所述的二維碼讀碼器為具有網絡接口、USB接口或者1394接口的攝像頭。
3.根據權利要求I或2所述的基於多個二維碼讀碼器的移動機器人定位系統，其特徵在於所述二維碼讀碼器為兩個的時候，其安裝在移動機器人小車上的位置為兩個二維碼讀碼器安裝在移動機器人小車長度方向的中心線上，一個位於移動機器人小車的中心點，另外一個位於移動機器人小車的尾部，兩個二維碼讀碼器之間的距離近似於移動機器人車體長度的二分之一。
4.一種在權利要求I至3任一項所述定位系統上實現的定位方法，其特徵在於包括以下步驟 ⑴建立如下三個坐標系圖像坐標系(U、V)、小車坐標系(X小車、y小車)、世界坐標系(X世界、y世界)； ⑵計算在小車坐標系下移動機器人小車相對於兩個二維碼中心點連線的偏離角度； ⑶計算兩個二維碼中心點連線相對於世界坐標系的偏離角度； ⑷計算移動機器人小車相對於世界坐標系的偏離角度，從而獲得移動機器人的精確位置。
5.根據權利要求4所述的基於多個二維碼讀碼器的移動機器人定位方法，其特徵在於所述步驟⑵包括以下處理過程 ①標定圖像坐標系和小車坐標系的關係 Pl 小車(x，y)=RXPl 圖像(ul,vl)； Pl 小車(x，y)=RXP2 圖像(u2，v2)； 上式中 Pl圖像(ul，vl)為空間某一點Pl在圖像坐標系中的坐標； P2圖像(u2，v2)為空間某一點P2在圖像坐標系中的坐標； Pl小車(x，y)為空間某一點Pl在小車坐標系下的坐標； P2小車(x，y)為空間某一點P2在小車坐標系下的坐標； R為旋轉矩陣值； ②將圖像坐標系下的四個頂點轉換為小車坐標系； 第一個二維碼在圖像坐標系下四個頂點坐標轉換為小車坐標系下的坐標為 Pl 二維碼(xl, yl) =RXPl 二維碼(ul, vl) Pl 二維碼(x2, y2)=RXPl 二維碼(u2, v2) Pl 二維碼(x3, y3)=RXPl 二維碼(u3, v3) Pl 二維碼(x4, y4) =RXPl 二維碼(u4, v4) 第二個二維碼在圖像坐標系下四個頂點坐標轉換為小車坐標系下的坐標為P2 二維碼(xl, yl)=RXP2 二維碼(ul, vl) P2 二維碼(x2, y2)=RXP2 二維碼(u2, v2) P2 二維碼(x3, y3)=RXP2 二維碼(u3, v3) P2 二維碼(x4, y4) =RXP2 二維碼(u4, v4) ③計算小車坐標系下的兩個二維碼的中心點坐標 第一個二維碼的中心點在小車坐標系中的坐標為Xl 二維碼=(Pointll. x+Pointl2. x+Pointl3. x+Pointl4. x) /4 ；Yl 二維碼=(Pointll. y+Pointl2. y+Pointl3. y+Pointl4. y) /4 ； 上式中，Pointll. x、Pointl2. x、Pointl3. x、Pointl4. x為第一個二維碼在圖像坐標系下的四個頂點坐標轉換為小車坐標系下的四個頂點的X軸的坐標； 第二個二維碼的中心點在小車坐標系中的坐標為X2 二維碼=(Point21. x+Point22. x+Point23. x+Point24. x) /4 ；Y2 二維碼=(Point21. y+Point22. y+Point23. y+Point24. y) /4 ； 上式中，Point21. x、Point22. x、Point23. x、Point24. x為第二個二維碼在圖像坐標系下的四個頂點坐標轉換為小車坐標系下的四個頂點的X軸的坐標； ④計算小車坐標系下兩個中心點位置偏差ΛX小車、Λ Y小車 Δ X小車=Χ2 二維碼-Xl 二維碼； Δ Y小車=Υ2 二維碼-Yl 二維碼； ⑤計算小車坐標系下的角度偏差tanΘ小車_碼 tan Θ小車_碼=Δ X小車/ Λ Y小車。
6.根據權利要求4所述的基於多個二維碼讀碼器的移動機器人定位方法，其特徵在於所述步驟⑶包括以下處理過程 ①獲得兩個二維碼在世界坐標系下的坐標P1(Xl世界，yl世界)；P2(X2世界，y2世界)； ②計算得到兩個二維碼中心點連線相對於世界坐標系的ΛX世界、Λ Y世界； Δ X世界=χ2世界-xl世界； Δ Y世界=y2世界_yl世界； ③計算得到兩個二維碼中心點連線相對於世界坐標系的偏離角度； tan Θ碼_世界=厶乂世界/厶￥世界。
7.根據權利要求4所述的基於多個二維碼讀碼器的移動機器人定位方法，其特徵在於所述步驟⑷計算移動機器人小車相對於世界坐標系的偏離角度的公式為 Θ車_世界=9小車_碼+ 0碼_世界 上式中，Θ車_世界為移動機器人小車相對於世界坐標系的偏離角度；Θ小車_碼為移動機器人小車相對於二維碼的偏離角度為；Θ碼_世界為兩個二維碼中心點連線在世界坐標系下相對於世界坐標系的偏離角度。
全文摘要
本發明涉及一種基於多個二維碼讀碼器的移動機器人定位系統及方法，其特點是定位系統包括安裝在移動機器人小車上的二維碼定位控制器、至少兩個二維碼讀碼器和分布於地面上的二維碼標籤，所述的二維碼定位控制器由微處理器和通信接口連接構成，所述的通信接口與至少兩個二維碼讀碼器相連接；所述定位方法包括⑴建立三個坐標系；⑵計算在小車坐標系下移動機器人小車相對於兩個二維碼中心點連線的偏離角度；⑶計算兩個二維碼中心點連線相對於世界坐標系的偏離角度；⑷計算移動機器人小車相對於世界坐標系的偏離角度，從而獲得移動機器人的精確位置。本發明設計合理，實現了對移動機器人的準確定位功能，具有精度高、穩定性強且便於實施等特點。
文檔編號G01C21/00GK102944236SQ20121047298
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月20日 優先權日2012年11月20日
發明者劉徵, 景國輝, 金緯 申請人:無錫普智聯科高新技術有限公司