本發(fā)明屬于機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種定位方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展，很大一部分需要花費(fèi)較多人力的工作已經(jīng)被機(jī)器取代。例如，我國(guó)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，草坪的面積在迅速增加，而草坪必須定期進(jìn)行割草打理，否則會(huì)影響草坪整體的美觀，而且定期割草還能促進(jìn)草的分蘗，使得草坪更密實(shí)，避免昆蟲、蛇等動(dòng)物的棲息影響人的健康。因此，割草機(jī)器人便越來(lái)越受到人們的歡迎，而且如何對(duì)草地進(jìn)行自動(dòng)化割草作業(yè)已經(jīng)成了一個(gè)熱門的研究課題。

為了提升割草效率以及割草覆蓋率，現(xiàn)有的割草機(jī)器人中，有采用GPS定位技術(shù)的，但這種割草機(jī)器人其定位精度低，目前民用GPS的定位精度一般在三米以上，因而機(jī)器人只能很粗略的知道其工作過(guò)的區(qū)域，對(duì)于提升割草覆蓋率的幫助也有限，因此很難保證割草的效率?，F(xiàn)有的割草機(jī)器人中，也有采用激光測(cè)距儀來(lái)進(jìn)行定位，但這種定位方式的成本相對(duì)比較高，具體做法是在場(chǎng)地上設(shè)置一個(gè)位置已知的反光件，機(jī)器人的轉(zhuǎn)臺(tái)上安裝一個(gè)激光測(cè)距儀以及一個(gè)角度編碼器，機(jī)器人上還攜帶有電子羅盤，通過(guò)激光測(cè)距儀測(cè)量機(jī)器人相對(duì)反光件的距離，通過(guò)角度編碼器以及自身的電子羅盤測(cè)量機(jī)器人相對(duì)反光件的角度，即可得到機(jī)器人相對(duì)反光件的坐標(biāo)；激光在較遠(yuǎn)距離時(shí)，激光掃描到反光件上的時(shí)間非常短(因反光件不可能做得非常大)，要在非常短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)精確測(cè)距的實(shí)施難度比較大；此外，環(huán)境中有可能存在對(duì)激光反射率比較高的物體從而對(duì)激光測(cè)量造成干擾，并且如果激光能量比較高，有可能會(huì)對(duì)人的眼睛造成傷害。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中的割草機(jī)器人的定位方法，因?yàn)槎ㄎ痪鹊停瑥亩鴮?dǎo)致割草效率及割草覆蓋率低，而且該方法所涉及的設(shè)備成本較高、安全性較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種定位方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的割草機(jī)器人的定位方法，因?yàn)槎ㄎ痪鹊?，從而?dǎo)致割草效率及割草覆蓋率低，而且該方法所涉及的設(shè)備成本較高、安全性較低的問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種定位方法，應(yīng)用于定位系統(tǒng)中，所述定位系統(tǒng)包括：移動(dòng)平臺(tái)，以及預(yù)設(shè)的第一標(biāo)識(shí)物與第二標(biāo)識(shí)物；所述方法包括下述步驟：

通過(guò)圖像獲取單元獲取所述第一標(biāo)識(shí)物以及第二標(biāo)識(shí)物的圖像信息；

通過(guò)圖像處理單元處理所述圖像信息，并輸出圖像處理結(jié)果；

根據(jù)所述圖像處理結(jié)果、圖像處理單元的預(yù)設(shè)參數(shù)、第一標(biāo)識(shí)物的位置信息，以及第二標(biāo)識(shí)物的位置信息進(jìn)行計(jì)算，以獲得所述移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物和/或第二標(biāo)識(shí)物的當(dāng)前位置信息。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種定位裝置，應(yīng)用于定位系統(tǒng)中，所述定位系統(tǒng)包括：移動(dòng)平臺(tái)，以及預(yù)設(shè)的第一標(biāo)識(shí)物與第二標(biāo)識(shí)物；所述裝置包括：

圖像獲取單元，用于獲取所述第一預(yù)設(shè)標(biāo)識(shí)物以及第二預(yù)設(shè)標(biāo)識(shí)物的圖像信息；

圖像處理單元，用于處理所述圖像信息，并輸出圖像處理結(jié)果；

位置處理單元，用于根據(jù)所述圖像處理結(jié)果、圖像處理單元的預(yù)設(shè)參數(shù)、第一標(biāo)識(shí)物的位置信息，以及第二標(biāo)識(shí)物的位置信息進(jìn)行計(jì)算，以獲得所述移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物和/或第二標(biāo)識(shí)物的位置。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種定位系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：移動(dòng)平臺(tái)，以及預(yù)設(shè)的第一標(biāo)識(shí)物、第二標(biāo)識(shí)物，所述移動(dòng)平臺(tái)包含上述的定位裝置。

本發(fā)明實(shí)施例提供的定位方法，通過(guò)獲取并處理第一標(biāo)識(shí)物與第二標(biāo)識(shí)物的圖像信息，以計(jì)算移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于第一標(biāo)識(shí)物與第二標(biāo)識(shí)物的位置，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)移動(dòng)平臺(tái)的定位，本發(fā)明的方法能夠?qū)σ苿?dòng)平臺(tái)進(jìn)行準(zhǔn)確地定位，定位精度高，大大提高了割草效率及割草覆蓋率，且本方法所用到的設(shè)備的成本低，并且不會(huì)對(duì)人造成傷害，安全性能較高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的定位系統(tǒng)的實(shí)施環(huán)境圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種定位方法的流程圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種定位方法細(xì)化方案的流程圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種定位方法優(yōu)化方案的流程圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例一提供的定位平臺(tái)與標(biāo)識(shí)物的第一位置關(guān)系圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例一提供的標(biāo)識(shí)物與雙目攝像頭的三角關(guān)系圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例一提供的定位平臺(tái)與標(biāo)識(shí)物的第二位置關(guān)系圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例一提供的定位平臺(tái)與標(biāo)識(shí)物的第三位置關(guān)系圖；

圖9是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種定位裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖10是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種圖像獲取單元的結(jié)構(gòu)圖；

圖11是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種定位裝置的優(yōu)化方案的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

在本發(fā)明實(shí)施例中使用的術(shù)語(yǔ)是僅僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而非旨在限制本發(fā)明。在本發(fā)明實(shí)施例和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。還應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”是指并包含一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)目的任何或所有可能組合。

應(yīng)當(dāng)理解，盡管在本發(fā)明實(shí)施例中可能采用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等來(lái)描述各種信息，但這些信息不應(yīng)限于這些術(shù)語(yǔ)。這些術(shù)語(yǔ)僅用來(lái)將同一類型的信息彼此區(qū)分開。取決于語(yǔ)境，如在此所使用的詞語(yǔ)“如果”可以被解釋成為“在……時(shí)”或“當(dāng)……時(shí)”或“響應(yīng)于確定”。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。

本發(fā)明實(shí)施例提供的定位方法，通過(guò)獲取并處理第一標(biāo)識(shí)物與第二標(biāo)識(shí)物的圖像信息，以計(jì)算移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于第一標(biāo)識(shí)物與第二標(biāo)識(shí)物的位置，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)移動(dòng)平臺(tái)的定位，本發(fā)明的方法能夠?qū)σ苿?dòng)平臺(tái)進(jìn)行準(zhǔn)確地定位，定位精度高，大大提高了割草效率及割草覆蓋率，且本方法所用到的設(shè)備的成本低，并且不會(huì)對(duì)人造成傷害，安全性能較高。

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的定位方法的實(shí)施環(huán)境圖；作為示例，圖中僅示出與本發(fā)明方法相關(guān)的要素。

本發(fā)明實(shí)施例以割草機(jī)器人作為示例，在割草區(qū)域，即圖中的草地上，預(yù)設(shè)有兩個(gè)位置已知的標(biāo)識(shí)物，這里以標(biāo)桿作為標(biāo)識(shí)物，可以理解的，該標(biāo)識(shí)物還可以是其他的具有明顯標(biāo)識(shí)的物體，以這里的標(biāo)桿為例，系統(tǒng)中的標(biāo)桿為易于被軟件識(shí)別且易于跟環(huán)境背景相區(qū)分的標(biāo)識(shí)物，比如一定尺寸的紅白相間的顏色桿，且不同的標(biāo)桿的特征會(huì)有差異，使得軟件能夠區(qū)分不同的標(biāo)桿。

如圖1所示，在割草區(qū)域上還設(shè)有充電站，移動(dòng)平臺(tái)在確定自身相對(duì)于標(biāo)識(shí)物的坐標(biāo)后，會(huì)按照設(shè)定程序執(zhí)行割草作業(yè)，在作業(yè)過(guò)程中，若移動(dòng)平臺(tái)執(zhí)行任務(wù)，例如，割草機(jī)器人執(zhí)行割草任務(wù)過(guò)程中，若有電量不足，會(huì)根據(jù)記錄的充電站的位置自動(dòng)前往充電。

本發(fā)明實(shí)施例所說(shuō)的移動(dòng)平臺(tái)可以是割草機(jī)器人，當(dāng)然本發(fā)明的方法不僅限于割草領(lǐng)域，本發(fā)明的方法還可以應(yīng)用于其他的需要進(jìn)行定位的實(shí)施環(huán)境中，因此，本發(fā)明實(shí)施例所指的移動(dòng)平臺(tái)，可以指這樣一類具有定位功能的可移動(dòng)設(shè)備；當(dāng)然以下均以割草機(jī)器人作為典型對(duì)本發(fā)明的方案進(jìn)行詳細(xì)描述。在本發(fā)明實(shí)施例中，移動(dòng)平臺(tái)(例如割草機(jī)器人)與兩個(gè)預(yù)設(shè)的標(biāo)識(shí)物(如上述的標(biāo)桿)，構(gòu)成了一個(gè)定位系統(tǒng)。其中，該移動(dòng)平臺(tái)包括：

中央處理單元，用于協(xié)調(diào)各個(gè)部件的工作；

與中央處理器耦接的圖像獲取單元，如攝像頭，本發(fā)明中采用雙目攝像頭；

與圖像采集裝置及中央處理器耦接的圖像處理單元，用于對(duì)圖像采集裝置所采集的圖像進(jìn)行處理，可以是結(jié)合在攝像頭上的處理芯片；

轉(zhuǎn)臺(tái)，包括驅(qū)動(dòng)裝置(如電機(jī))，以及連接驅(qū)動(dòng)裝置與圖像采集裝置的連接部件，用以帶動(dòng)圖像采集裝置轉(zhuǎn)動(dòng)。

可以理解，以下出現(xiàn)標(biāo)識(shí)物時(shí)，如無(wú)特別說(shuō)明，可以指第一標(biāo)識(shí)物、第二標(biāo)識(shí)物，或第三標(biāo)識(shí)物中的任意一個(gè)。

實(shí)施例一：

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種定位方法的流程圖，詳述如下：

在步驟S101中，通過(guò)圖像獲取單元獲取所述第一預(yù)設(shè)標(biāo)識(shí)物以及第二預(yù)設(shè)標(biāo)識(shí)物的圖像信息。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在本發(fā)明所應(yīng)用的定位系統(tǒng)中，該定位系統(tǒng)包括：移動(dòng)平臺(tái)，以及預(yù)設(shè)的第一標(biāo)志物與第二標(biāo)識(shí)物，其中，第一標(biāo)志物與第二標(biāo)識(shí)物可以具有明顯標(biāo)識(shí)的物體，以這里的標(biāo)桿為例，系統(tǒng)中的標(biāo)桿為易于被軟件識(shí)別且易于跟環(huán)境背景相區(qū)分的標(biāo)識(shí)物，比如一定尺寸的紅白相間的顏色桿，且不同的標(biāo)桿的特征會(huì)有差異，使得軟件能夠區(qū)分不同的標(biāo)桿。

所述圖像獲取單元攝像頭，本方案優(yōu)選為雙目攝像頭。在本實(shí)施例中，雙目攝像頭為：兩個(gè)規(guī)格參數(shù)一致的定焦攝像頭。雙目攝像頭的焦距均為f，以一定的間距T平行安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)上，雙目攝像頭的兩個(gè)攝像頭之間不會(huì)發(fā)生相對(duì)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。雙目攝像頭由中央控制單元控制轉(zhuǎn)動(dòng)，中央控制單元發(fā)送指令給電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，再由電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)固定安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)上的雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍可以為360度或者小于360度，比如±180度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，作為示例，將割草機(jī)器人的轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)范圍設(shè)定為±180度，將0度設(shè)定為雙目攝像頭中心線正前方朝向，-180度設(shè)定為起始位置，+180度設(shè)定為終點(diǎn)位置，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)范圍以及起始位置、終點(diǎn)位置等，為一個(gè)具體的實(shí)施案例，僅用于體現(xiàn)本方案的可實(shí)現(xiàn)性，并不作限定，轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)范圍、起始位置以及終點(diǎn)位置等可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用或需求靈活設(shè)定。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，步驟S101還包括以下的子步驟：

步驟S201，若所述雙目攝像頭的視野中不包含所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物，則控制所述雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)第一預(yù)設(shè)角度；

步驟S202，重復(fù)步驟S201，直到所述雙目攝像頭的視野中包含所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)志物。

在本發(fā)明實(shí)施例中，這里的第一攝像頭、第一標(biāo)識(shí)物、第二攝像頭、第二標(biāo)識(shí)物，僅用來(lái)將同一類型的信息彼此區(qū)分開。例如，在不脫離本發(fā)明實(shí)施例范圍的情況下，第一攝像頭也可以被稱為第二攝像頭，第一標(biāo)識(shí)物也可以稱為第二標(biāo)識(shí)物，不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。類似地，第二攝像頭也可以被稱為第一攝像頭，第二標(biāo)識(shí)物也可以被稱為第一標(biāo)識(shí)物。

本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)攝像頭的視野中是否包含標(biāo)識(shí)物的判斷方法為檢查攝像頭中是否有標(biāo)識(shí)物的特征。

移動(dòng)平臺(tái)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)檢查雙目攝像頭的視野中是否包含第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物，即檢查雙目攝像頭中是否有第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物的特征，如果都沒(méi)有，則中央控制單元發(fā)送命令給轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)的控制器，從而控制轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，直到找到第一標(biāo)志物或第二標(biāo)識(shí)物。

在移動(dòng)平臺(tái)行駛過(guò)程中，若所述雙目攝像頭的視野中不包含所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物，則控制所述雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)第一預(yù)設(shè)角度，即第一預(yù)設(shè)角度，第一預(yù)設(shè)角度為優(yōu)選一個(gè)小角度，例如，通過(guò)給步進(jìn)電機(jī)的脈沖數(shù)來(lái)控制轉(zhuǎn)的角度，因?yàn)樵谛旭傔^(guò)程中，攝像頭的視野中心線相對(duì)于標(biāo)桿的角度與上一次定位時(shí)的增量很小，因此要進(jìn)行小角度調(diào)節(jié)；重復(fù)這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)步驟直到第一攝像頭的視野中包含所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物，也即雙目攝像頭中至少一個(gè)攝像頭的圖像中找到第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物的特征。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，為了保證最終定位的準(zhǔn)確性，對(duì)雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)的控制，需考慮到使雙目攝像頭的視野中心線對(duì)準(zhǔn)標(biāo)桿。具體計(jì)算辦法為：

移動(dòng)平臺(tái)在直線移動(dòng)時(shí)，每次根據(jù)雙目測(cè)距時(shí)計(jì)算的標(biāo)識(shí)物(這里以標(biāo)桿為例)跟雙目攝像頭中心線的夾角γ進(jìn)行調(diào)節(jié)，比如雙目攝像頭的視野角為20度，則設(shè)定第一預(yù)設(shè)角度為5度，如果某次雙目測(cè)距時(shí)的γ>5度(或者γ<-5度)，則完成雙目測(cè)距后控制雙目攝像頭朝中心線方向旋轉(zhuǎn)γ角度，如果γ在正負(fù)5度以內(nèi)，則雙目攝像頭不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以免頻繁啟動(dòng)電機(jī)，造成能量損失。

進(jìn)一步的，本方法還包括：

步驟S203，若所述雙目攝像頭中的第一攝像頭的視野中包含所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物的特征信息時(shí)，則控制所述雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)第二預(yù)設(shè)角度；

步驟S204，重復(fù)步驟S203，直到所述雙目攝像頭的兩個(gè)攝像頭所獲取的圖像信息中均包含所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物的特征信息，獲取對(duì)應(yīng)的圖像信息；或者直到所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物移出所述第一攝像頭的視野時(shí)，雙目攝像頭的第二攝像頭的視野中仍未出現(xiàn)所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物，則控制所述雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述第一攝像頭或第二攝像頭對(duì)準(zhǔn)所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物，并獲取對(duì)應(yīng)的圖像信息。

在本發(fā)明實(shí)施例中，若只有一個(gè)攝像頭的圖像中有標(biāo)識(shí)物，比如第一攝像頭拍到標(biāo)識(shí)物，這里假設(shè)被拍到的標(biāo)志物為第一標(biāo)識(shí)物，而第二攝像頭沒(méi)有拍到，則中央控制單元控制轉(zhuǎn)臺(tái)往第一攝像頭一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)較小的角度，即第二預(yù)設(shè)角度(例如將第二預(yù)設(shè)角度設(shè)定為小于攝像頭的視野角度)若依然只有第一攝像頭看到第一標(biāo)識(shí)物，第二攝像頭看不到，則重復(fù)該轉(zhuǎn)動(dòng)步驟直到兩個(gè)攝像頭都看到第一標(biāo)識(shí)物，那么獲取第一標(biāo)志物對(duì)應(yīng)的圖像信息。

如果重復(fù)上述的轉(zhuǎn)動(dòng)第二預(yù)設(shè)角度的步驟，直到第一攝像頭也看不到標(biāo)識(shí)物，那么則控制所述雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)，使得第一攝像頭或第二攝像頭的任意一個(gè)對(duì)準(zhǔn)第一標(biāo)識(shí)物，并獲取第一標(biāo)志物對(duì)應(yīng)的圖像信息。

進(jìn)一步的，假設(shè)當(dāng)?shù)谝粯?biāo)志物的圖像信息已經(jīng)被系統(tǒng)獲取到了，系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)尋找第二標(biāo)識(shí)物，因此本方法還包括如下步驟：

步驟S301，控制所述雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)第三預(yù)設(shè)角度，所述第三預(yù)設(shè)角度根據(jù)所述雙目攝像頭的視野角度以及歷史定位記錄確定；

步驟S302，控制所述雙目攝像頭以第四預(yù)設(shè)角度為一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)單位連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到所述雙目攝像頭的視野中包含所述第一標(biāo)志物與第二標(biāo)識(shí)物中的另一者，并獲取對(duì)應(yīng)的圖像信息。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在由上一個(gè)測(cè)量點(diǎn)到達(dá)下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)后，移動(dòng)平臺(tái)完成一個(gè)標(biāo)識(shí)物的測(cè)量后，例如第一標(biāo)識(shí)物已測(cè)量，移動(dòng)平臺(tái)會(huì)根據(jù)之前記錄的與兩個(gè)標(biāo)識(shí)物的連線的夾角來(lái)估算當(dāng)前與另外一個(gè)標(biāo)識(shí)物的角度，比如說(shuō)之前連續(xù)三個(gè)測(cè)量點(diǎn)的夾角分別為105度、108度、112度，則估計(jì)當(dāng)前另外一個(gè)標(biāo)識(shí)物的角度為117度；因此，可以設(shè)定第三預(yù)設(shè)角度為117度，或者比117度稍小的角度，并且設(shè)定第四預(yù)設(shè)角度為一個(gè)小角度，如3度，從而可以方便地獲取到第二標(biāo)識(shí)物的圖像信息。

步驟S102，通過(guò)圖像處理單元處理所述圖像信息，并輸出圖像處理結(jié)果。

在本發(fā)明實(shí)施例中，圖像處理單元會(huì)對(duì)雙目攝像頭所采集的圖像信息進(jìn)行處理，包括預(yù)處理(如濾波、畸變修正、去噪聲、圖像增強(qiáng)等)、標(biāo)識(shí)物特征匹配、標(biāo)桿像素位置提取等。

詳細(xì)的，對(duì)圖像信息進(jìn)行特征匹配及像素信息提取的步驟為：

判斷所述圖像信息中是否包含與所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物的特征相匹配的信息；

若是，則將所述圖像信息中與所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物對(duì)應(yīng)的像素信息進(jìn)行提取并輸出。

在本發(fā)明實(shí)施例中，像素信息主要包含第一標(biāo)志物或第二標(biāo)志物在雙目攝像頭上的像素位置信息，這些信息采集以后會(huì)輸出至位置處理單元。

步驟S103，根據(jù)所述圖像處理結(jié)果、圖像處理單元的預(yù)設(shè)參數(shù)、第一標(biāo)識(shí)物的位置信息，以及第二標(biāo)識(shí)物的位置信息進(jìn)行計(jì)算，以獲得所述移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物和/或第二標(biāo)識(shí)物的當(dāng)前位置信息。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述當(dāng)前位置信息包括：移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物及第二標(biāo)識(shí)物距離信息Z1與Z2，以及移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物的位置角信息θ。因此，當(dāng)前位置信息為(Z1，Z2，θ)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，步驟S103進(jìn)一步包括：

步驟S401，根據(jù)所述像素信息、攝像頭焦距f、雙目攝像頭中兩攝像頭相對(duì)距離T、標(biāo)識(shí)物橫向?qū)挾萕計(jì)算，以獲得移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物和第二標(biāo)識(shí)物距離信息。

在本發(fā)明實(shí)施例中，步驟S401進(jìn)一步包括如下步驟：

若所述雙目攝像頭兩個(gè)攝像頭所獲取的圖像信息中同時(shí)包含所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物的特征信息，則利用雙目測(cè)距原理計(jì)算，以獲得所述距離信息；

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖5、圖6所示，其中，圖5中M1點(diǎn)為第一標(biāo)識(shí)物所在位置，M2點(diǎn)為第二標(biāo)識(shí)物所在位置，R點(diǎn)為機(jī)器人所在位置，圖6中的P點(diǎn)用于指代M1或M2。其中，移動(dòng)平臺(tái)R到第一標(biāo)識(shí)物的距離RM1以及移動(dòng)平臺(tái)到第二標(biāo)識(shí)物的距離RM2通過(guò)移動(dòng)平臺(tái)上的雙目攝像頭測(cè)量，兩個(gè)標(biāo)識(shí)物之間的距離M1M2已知(可以人為輸入或者在初始的時(shí)候移動(dòng)平臺(tái)測(cè)得)。移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)第一標(biāo)識(shí)物和第二標(biāo)識(shí)物的位置角∠RM1M2可以通過(guò)三角函數(shù)計(jì)算得到。

則標(biāo)識(shí)物與雙目攝像頭的距離Z計(jì)算如下：

其中x^l、x^r分別表示為標(biāo)識(shí)物在第一攝像頭及第二攝像頭的圖像信息中的像素位置，d表示x^l、x^r之間的像素距離。

若所述第一攝像頭與第二攝像頭的視野中無(wú)法同時(shí)包含所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物，則利用單孔成像原理計(jì)算，以獲得所述距離信息。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，若同一時(shí)間雙目攝像頭中只能有一個(gè)攝像頭能夠看到標(biāo)識(shí)物(第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物)，則標(biāo)識(shí)物與雙目攝像頭的距離可以根據(jù)已知的標(biāo)識(shí)物的寬度，通過(guò)單孔成像的原理進(jìn)行計(jì)算：

式中，W為標(biāo)識(shí)物的寬度(例如當(dāng)標(biāo)識(shí)物為標(biāo)桿時(shí)，該寬度即為標(biāo)桿的寬度)，x_w為標(biāo)識(shí)物在圖像中的像素寬度。

步驟S402，根據(jù)所述移動(dòng)平臺(tái)到所述第一標(biāo)識(shí)物和第二標(biāo)識(shí)物的距離信息，以預(yù)設(shè)規(guī)則進(jìn)行處理，以獲得移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物的位置角信息。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)第一標(biāo)識(shí)物1和第二標(biāo)識(shí)物2的位置角計(jì)算如下：

在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)計(jì)算出θ的大小時(shí)，還需進(jìn)一步確認(rèn)θ的方向。為了確認(rèn)θ的方向，本發(fā)明實(shí)施例提供的定位方法還包括如下步驟：

記錄每個(gè)時(shí)刻所述移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物和/或第二標(biāo)識(shí)物的當(dāng)前位置信息，以形成歷史位置信息。

在本發(fā)明實(shí)施例中，移動(dòng)平臺(tái)在移動(dòng)過(guò)程中會(huì)將所定位的各個(gè)位置進(jìn)行記錄，以形成歷史位置信息。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，步驟S402進(jìn)一步還包括如下步驟：

步驟a、若所述距離信息與所述歷史位置信息中的第一歷史位置信息相同，則判斷從獲取到所述第一歷史位置信息開始到獲取所述距離信息的區(qū)間內(nèi)，所述移動(dòng)平臺(tái)是否經(jīng)過(guò)所述第一標(biāo)識(shí)物與所述第二標(biāo)識(shí)物的連線上的位置。

步驟b、若判斷為是，則按預(yù)設(shè)規(guī)則記錄所述位置角信息，以與所述第一歷史位置信息中的位置角的信息區(qū)別。

在本發(fā)明實(shí)施例中，如圖7所示，若當(dāng)前測(cè)量點(diǎn)上測(cè)出的移動(dòng)平臺(tái)到所述第一標(biāo)識(shí)物和第二標(biāo)識(shí)物的距離信息與歷史位置信息中的某一歷史位置信息相同，這里為了描述方便，采用“第一歷史位置信息”來(lái)表述該某一歷史地理位置信息；那么便判斷從獲取到所述第一歷史位置信息開始到獲取所述距離信息的區(qū)間內(nèi)，所述移動(dòng)平臺(tái)是否經(jīng)過(guò)所述第一標(biāo)識(shí)物與所述第二標(biāo)識(shí)物的連線上的某個(gè)位置，例如M＇。假設(shè)移動(dòng)平臺(tái)在M1M2連線的左側(cè)存在位置點(diǎn)R，那么在M1M2連線的右側(cè)存在一個(gè)與R點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)R＇，可以得到相同的距離信息：R＇M1＝RM1，R＇M2＝RM2；因此若僅通過(guò)距離信息和角度大小是無(wú)法準(zhǔn)確確定移動(dòng)平臺(tái)在R點(diǎn)與R＇點(diǎn)時(shí)的位置信息。因此，本實(shí)施例所采用的方法，就是若當(dāng)前的距離信息與第一歷史位置信息中的距離信息相同時(shí)，通過(guò)判斷小車是否經(jīng)過(guò)M1M2連線的方式，來(lái)判斷移動(dòng)平臺(tái)是經(jīng)過(guò)同一個(gè)點(diǎn)，還是不同點(diǎn)；所以，進(jìn)一步可以確定位置角θ的方向，例如可將位置角θ在M1M2的左側(cè)設(shè)定為負(fù)，將位置角θ在M1M2的右側(cè)設(shè)定為正，從而準(zhǔn)確地確認(rèn)小車的位置角。

在本發(fā)明的另一種實(shí)施例中，本方法還包括與所述第一標(biāo)識(shí)物1及第二標(biāo)識(shí)2物不在同一直線上的第三標(biāo)識(shí)物3；

步驟S402進(jìn)一步還包括如下步驟：

若未檢測(cè)到所述歷史位置信息或移動(dòng)平臺(tái)處于所述第一標(biāo)識(shí)物和第二標(biāo)識(shí)物連線附近時(shí)，則獲取并處理所述第三標(biāo)識(shí)物的圖像信息，計(jì)算以獲得所述移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第三標(biāo)識(shí)物的距離信息，根據(jù)所述移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物、第二標(biāo)識(shí)物，以及第三標(biāo)識(shí)物的距離信息，確定所述移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物、第二標(biāo)識(shí)物的位置角信息。

在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)移動(dòng)平臺(tái)沒(méi)有歷史位置信息的記錄，或者移動(dòng)平臺(tái)處于M1M2連線的附近時(shí)，則無(wú)法通過(guò)步驟a及b進(jìn)行判斷，或者判斷較為繁瑣、易出錯(cuò)；根據(jù)移動(dòng)平臺(tái)測(cè)得的到兩個(gè)標(biāo)識(shí)物之間的距離計(jì)算得到的位置角度有可能為正，也有可能為負(fù)，即機(jī)器人有可能處于M1M2連線對(duì)稱的位置中的一個(gè)。這個(gè)時(shí)候需要移動(dòng)機(jī)器人測(cè)量第三標(biāo)識(shí)物的距離，以此協(xié)助判斷角度的正負(fù)。如圖8所示，假設(shè)M3M1垂直于M1M2，則如果RM3²＞RM1²+M1M3²，則移動(dòng)機(jī)器人在M1M2的右側(cè)，否則在M1M2的左側(cè)。通過(guò)這種方式也實(shí)現(xiàn)了對(duì)位置角θ的方向的確定。

上述發(fā)明實(shí)施例提供的定位方法，通過(guò)獲取并處理第一標(biāo)識(shí)物與第二標(biāo)識(shí)物的圖像信息，以計(jì)算移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于第一標(biāo)識(shí)物與第二標(biāo)識(shí)物的位置，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)移動(dòng)平臺(tái)的定位，本發(fā)明的方法能夠?qū)σ苿?dòng)平臺(tái)進(jìn)行準(zhǔn)確地定位，定位精度高，大大提高了割草效率及割草覆蓋率，且本方法所用到的設(shè)備的成本低，并且不會(huì)對(duì)人造成傷害，安全性能較高。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實(shí)施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括：只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read Only Memory)、隨機(jī)存取記憶體(RAM，Random Access Memory)、磁盤或光盤等。

實(shí)施例二：

圖9示出了本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種定位裝置的結(jié)構(gòu)圖，詳述如下：

圖像獲取單元110，用于獲取所述第一預(yù)設(shè)標(biāo)識(shí)物以及第二預(yù)設(shè)標(biāo)識(shí)物的圖像信息。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在本發(fā)明所應(yīng)用的定位系統(tǒng)中，該定位系統(tǒng)包括：移動(dòng)平臺(tái)，以及預(yù)設(shè)的第一標(biāo)志物與第二標(biāo)識(shí)物，其中，第一標(biāo)志物與第二標(biāo)識(shí)物可以具有明顯標(biāo)識(shí)的物體，以這里的標(biāo)桿為例，系統(tǒng)中的標(biāo)桿為易于被軟件識(shí)別且易于跟環(huán)境背景相區(qū)分的標(biāo)識(shí)物，比如一定尺寸的紅白相間的顏色桿，且不同的標(biāo)桿的特征會(huì)有差異，使得軟件能夠區(qū)分不同的標(biāo)桿。

所述圖像獲取單元攝像頭，本方案優(yōu)選為雙目攝像頭。在本實(shí)施例中，雙目攝像頭為：兩個(gè)規(guī)格參數(shù)一致的定焦攝像頭。雙目攝像頭的焦距均為f，以一定的間距T平行安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)上，雙目攝像頭的兩個(gè)攝像頭之間不會(huì)發(fā)生相對(duì)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。雙目攝像頭由中央控制單元控制轉(zhuǎn)動(dòng)，中央控制單元發(fā)送指令給電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，再由電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)固定安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)上的雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍可以為360度或者小于360度，比如±180度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，作為示例，將割草機(jī)器人的轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)范圍設(shè)定為±180度，將0度設(shè)定為雙目攝像頭中心線正前方朝向，-180度設(shè)定為起始位置，+180度設(shè)定為終點(diǎn)位置，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)范圍以及起始位置、終點(diǎn)位置等，為一個(gè)具體的實(shí)施案例，僅用于體現(xiàn)本方案的可實(shí)現(xiàn)性，并不作限定，轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)范圍、起始位置以及終點(diǎn)位置等可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用或需求靈活設(shè)定。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖10所示，圖像獲取單元110還包括以下的模塊：

第一轉(zhuǎn)動(dòng)控制模塊111，用于若所述雙目攝像頭的視野中不包含所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物，則控制所述雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)第一預(yù)設(shè)角度；

第一循環(huán)模塊112，用于重復(fù)第一轉(zhuǎn)動(dòng)控制模塊111的流程，直到所述雙目攝像頭的視野中包含所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)志物。

在本發(fā)明實(shí)施例中，這里的第一攝像頭、第一標(biāo)識(shí)物、第二攝像頭、第二標(biāo)識(shí)物，僅用來(lái)將同一類型的信息彼此區(qū)分開。例如，在不脫離本發(fā)明實(shí)施例范圍的情況下，第一攝像頭也可以被稱為第二攝像頭，第一標(biāo)識(shí)物也可以稱為第二標(biāo)識(shí)物，不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。類似地，第二攝像頭也可以被稱為第一攝像頭，第二標(biāo)識(shí)物也可以被稱為第一標(biāo)識(shí)物。

本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)攝像頭的視野中是否包含標(biāo)識(shí)物的判斷方法為檢查攝像頭中是否有標(biāo)識(shí)物的特征。

移動(dòng)平臺(tái)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)檢查雙目攝像頭的視野中是否包含第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物，即檢查雙目攝像頭中是否有第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物的特征，如果都沒(méi)有，則中央控制單元發(fā)送命令給轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)的控制器，從而控制轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，直到找到第一標(biāo)志物或第二標(biāo)識(shí)物。

在移動(dòng)平臺(tái)行駛過(guò)程中，若所述雙目攝像頭的視野中不包含所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物，則控制所述雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)第一預(yù)設(shè)角度，即第一預(yù)設(shè)角度，第一預(yù)設(shè)角度為優(yōu)選一個(gè)小角度，例如，通過(guò)給步進(jìn)電機(jī)的脈沖數(shù)來(lái)控制轉(zhuǎn)的角度，因?yàn)樵谛旭傔^(guò)程中，攝像頭的視野中心線相對(duì)于標(biāo)桿的角度與上一次定位時(shí)的增量很小，因此要進(jìn)行小角度調(diào)節(jié)；重復(fù)這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)步驟直到第一攝像頭的視野中包含所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物，也即雙目攝像頭中至少一個(gè)攝像頭的圖像中找到第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物的特征。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，為了保證最終定位的準(zhǔn)確性，對(duì)雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)的控制，需考慮到使雙目攝像頭的視野中心線對(duì)準(zhǔn)標(biāo)桿。具體計(jì)算辦法為：

移動(dòng)平臺(tái)在直線移動(dòng)時(shí)，每次根據(jù)雙目測(cè)距時(shí)計(jì)算的標(biāo)識(shí)物(這里以標(biāo)桿為例)跟雙目攝像頭中心線的夾角γ進(jìn)行調(diào)節(jié)，比如雙目攝像頭的視野角為20度，則設(shè)定第一預(yù)設(shè)角度為5度，如果某次雙目測(cè)距時(shí)的γ>5度(或者γ<-5度)，則完成雙目測(cè)距后控制雙目攝像頭朝中心線方向旋轉(zhuǎn)γ角度，如果γ在正負(fù)5度以內(nèi)，則雙目攝像頭不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以免頻繁啟動(dòng)電機(jī)，造成能量損失。

進(jìn)一步的，圖像獲取單元110還包括：

第二轉(zhuǎn)動(dòng)控制模塊113，用于若所述雙目攝像頭中的第一攝像頭的視野中包含所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物的特征信息時(shí)，則控制所述雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)第二預(yù)設(shè)角度；

第一圖像信息獲取模塊114，用于重復(fù)第二轉(zhuǎn)動(dòng)控制模塊113的流程，直到所述雙目攝像頭的兩個(gè)攝像頭所獲取的圖像信息中均包含所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物的特征信息，獲取對(duì)應(yīng)的圖像信息；或者直到所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物移出所述第一攝像頭的視野時(shí)，雙目攝像頭的第二攝像頭的視野中仍未出現(xiàn)所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物，則控制所述雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述第一攝像頭或第二攝像頭對(duì)準(zhǔn)所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物，并獲取對(duì)應(yīng)的圖像信息。

在本發(fā)明實(shí)施例中，若只有一個(gè)攝像頭的圖像中有標(biāo)識(shí)物，比如第一攝像頭拍到標(biāo)識(shí)物，這里假設(shè)被拍到的標(biāo)志物為第一標(biāo)識(shí)物，而第二攝像頭沒(méi)有拍到，則中央控制單元控制轉(zhuǎn)臺(tái)往第一攝像頭一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)較小的角度，即第二預(yù)設(shè)角度(例如將第二預(yù)設(shè)角度設(shè)定為小于攝像頭的視野角度)若依然只有第一攝像頭看到第一標(biāo)識(shí)物，第二攝像頭看不到，則重復(fù)該轉(zhuǎn)動(dòng)步驟直到兩個(gè)攝像頭都看到第一標(biāo)識(shí)物，那么獲取第一標(biāo)志物對(duì)應(yīng)的圖像信息。

如果重復(fù)上述的轉(zhuǎn)動(dòng)第二預(yù)設(shè)角度的步驟，直到第一攝像頭也看不到標(biāo)識(shí)物，那么則控制所述雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)，使得第一攝像頭或第二攝像頭的任意一個(gè)對(duì)準(zhǔn)第一標(biāo)識(shí)物，并獲取第一標(biāo)志物對(duì)應(yīng)的圖像信息。

進(jìn)一步的，假設(shè)當(dāng)?shù)谝粯?biāo)志物的圖像信息已經(jīng)被系統(tǒng)獲取到了，系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)尋找第二標(biāo)識(shí)物，因此本方法還包括如下步驟：

第三轉(zhuǎn)動(dòng)控制模塊115，用于控制所述雙目攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)第三預(yù)設(shè)角度，所述第三預(yù)設(shè)角度根據(jù)所述雙目攝像頭的視野角度以及歷史定位記錄確定；

第四轉(zhuǎn)動(dòng)控制模塊116，用于控制所述雙目攝像頭以第四預(yù)設(shè)角度為一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)單位連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到所述雙目攝像頭的視野中包含所述第一標(biāo)志物與第二標(biāo)識(shí)物中的另一者，并獲取對(duì)應(yīng)的圖像信息。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在由上一個(gè)測(cè)量點(diǎn)到達(dá)下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)后，移動(dòng)平臺(tái)完成一個(gè)標(biāo)識(shí)物的測(cè)量后，例如第一標(biāo)識(shí)物已測(cè)量，移動(dòng)平臺(tái)會(huì)根據(jù)之前記錄的與兩個(gè)標(biāo)識(shí)物的連線的夾角來(lái)估算當(dāng)前與另外一個(gè)標(biāo)識(shí)物的角度，比如說(shuō)之前連續(xù)三個(gè)測(cè)量點(diǎn)的夾角分別為105度、108度、112度，則估計(jì)當(dāng)前另外一個(gè)標(biāo)識(shí)物的角度為117度；因此，可以設(shè)定第三預(yù)設(shè)角度為117度，或者比117度稍小的角度，并且設(shè)定第四預(yù)設(shè)角度為一個(gè)小角度，如3度，從而可以方便地獲取到第二標(biāo)識(shí)物的圖像信息。

圖像處理單元120，用于處理所述圖像信息，并輸出圖像處理結(jié)果。

在本發(fā)明實(shí)施例中，圖像處理單元會(huì)對(duì)雙目攝像頭所采集的圖像信息進(jìn)行處理，包括預(yù)處理(如濾波、畸變修正、去噪聲、圖像增強(qiáng)等)、標(biāo)識(shí)物特征匹配、標(biāo)桿像素位置提取等。

詳細(xì)的，對(duì)圖像信息進(jìn)行特征匹配及像素信息提取的步驟為：

判斷所述圖像信息中是否包含與所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物的特征相匹配的信息；

若是，則將所述圖像信息中與所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物對(duì)應(yīng)的像素信息進(jìn)行提取并輸出。

在本發(fā)明實(shí)施例中，像素信息主要包含第一標(biāo)志物或第二標(biāo)志物在雙目攝像頭上的像素位置信息，這些信息采集以后會(huì)輸出至位置處理單元。

位置處理單元130，用于根據(jù)所述圖像處理結(jié)果、圖像處理單元的預(yù)設(shè)參數(shù)、第一標(biāo)識(shí)物的位置信息，以及第二標(biāo)識(shí)物的位置信息進(jìn)行計(jì)算，以獲得所述移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物和/或第二標(biāo)識(shí)物的當(dāng)前位置信息。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述當(dāng)前位置信息包括：移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物及第二標(biāo)識(shí)物距離信息Z1與Z2，以及移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物的位置角信息θ。因此，當(dāng)前位置信息為(Z1，Z2，θ)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖11所示，位置處理單元130進(jìn)一步包括：

第一計(jì)算子單元131，用于根據(jù)所述像素信息、攝像頭焦距f、雙目攝像頭中兩攝像頭相對(duì)距離T、標(biāo)識(shí)物橫向?qū)挾萕計(jì)算，以獲得移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物和第二標(biāo)識(shí)物距離信息。

在本發(fā)明實(shí)施例中，第一計(jì)算子單元131進(jìn)一步包括：

若所述雙目攝像頭兩個(gè)攝像頭所獲取的圖像信息中同時(shí)包含所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物的特征信息，則利用雙目測(cè)距原理計(jì)算，以獲得所述距離信息；

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖5、圖6所示，其中，圖5中M1點(diǎn)為第一標(biāo)識(shí)物所在位置，M2點(diǎn)為第二標(biāo)識(shí)物所在位置，R點(diǎn)為機(jī)器人所在位置，圖6中的P點(diǎn)用于指代M1或M2。其中，移動(dòng)平臺(tái)R到第一標(biāo)識(shí)物的距離RM1以及移動(dòng)平臺(tái)到第二標(biāo)識(shí)物的距離RM2通過(guò)移動(dòng)平臺(tái)上的雙目攝像頭測(cè)量，兩個(gè)標(biāo)識(shí)物之間的距離M1M2已知(可以人為輸入或者在初始的時(shí)候移動(dòng)平臺(tái)測(cè)得)。移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)第一標(biāo)識(shí)物和第二標(biāo)識(shí)物的位置角∠RM1M2可以通過(guò)三角函數(shù)計(jì)算得到。

則標(biāo)識(shí)物與雙目攝像頭的距離Z計(jì)算如下：

其中x^l、x^r分別表示為標(biāo)識(shí)物在第一攝像頭及第二攝像頭的圖像信息中的像素位置，d表示x^l、x^r之間的像素距離。

若所述第一攝像頭與第二攝像頭的視野中無(wú)法同時(shí)包含所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物，則利用單孔成像原理計(jì)算，以獲得所述距離信息。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，若同一時(shí)間雙目攝像頭中只能有一個(gè)攝像頭能夠看到標(biāo)識(shí)物(第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物)，則標(biāo)識(shí)物與雙目攝像頭的距離可以根據(jù)已知的標(biāo)識(shí)物的寬度，通過(guò)單孔成像的原理進(jìn)行計(jì)算：

式中，W為標(biāo)識(shí)物的寬度(例如當(dāng)標(biāo)識(shí)物為標(biāo)桿時(shí)，該寬度即為標(biāo)桿的寬度)，x_w為標(biāo)識(shí)物在圖像中的像素寬度。

第二計(jì)算子單元132，用于根據(jù)所述移動(dòng)平臺(tái)到所述第一標(biāo)識(shí)物和第二標(biāo)識(shí)物的距離信息，以預(yù)設(shè)規(guī)則進(jìn)行處理，以獲得移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物或第二標(biāo)識(shí)物的位置角信息。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)第一標(biāo)識(shí)物1和第二標(biāo)識(shí)物2的位置角計(jì)算如下：

在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)計(jì)算出θ的大小時(shí)，還需進(jìn)一步確認(rèn)θ的方向。為了確認(rèn)θ的方向，本發(fā)明實(shí)施例提供的定位方法還包括如下步驟：

記錄每個(gè)時(shí)刻所述移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物和/或第二標(biāo)識(shí)物的當(dāng)前位置信息，以形成歷史位置信息。

在本發(fā)明實(shí)施例中，移動(dòng)平臺(tái)在移動(dòng)過(guò)程中會(huì)將所定位的各個(gè)位置進(jìn)行記錄，以形成歷史位置信息。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，第二計(jì)算子單元132進(jìn)一步還包括：角位置第一處理模塊，用于：

若所述距離信息與所述歷史位置信息中的第一歷史位置信息相同，則判斷從獲取到所述第一歷史位置信息開始到獲取所述距離信息的區(qū)間內(nèi)，所述移動(dòng)平臺(tái)是否經(jīng)過(guò)所述第一標(biāo)識(shí)物與所述第二標(biāo)識(shí)物的連線上的位置。

若判斷為是，則按預(yù)設(shè)規(guī)則記錄所述位置角信息，以與所述第一歷史位置信息中的位置角的信息區(qū)別。

在本發(fā)明實(shí)施例中，如圖7所示，若當(dāng)前測(cè)量點(diǎn)上測(cè)出的移動(dòng)平臺(tái)到所述第一標(biāo)識(shí)物和第二標(biāo)識(shí)物的距離信息與歷史位置信息中的某一歷史位置信息相同，這里為了描述方便，采用“第一歷史位置信息”來(lái)表述該某一歷史地理位置信息；那么便判斷從獲取到所述第一歷史位置信息開始到獲取所述距離信息的區(qū)間內(nèi)，所述移動(dòng)平臺(tái)是否經(jīng)過(guò)所述第一標(biāo)識(shí)物與所述第二標(biāo)識(shí)物的連線上的某個(gè)位置，例如M＇。假設(shè)移動(dòng)平臺(tái)在M1M2連線的左側(cè)存在位置點(diǎn)R，那么在M1M2連線的右側(cè)存在一個(gè)與R點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)R＇，可以得到相同的距離信息：R＇M1＝RM1，R＇M2＝RM2；因此若僅通過(guò)距離信息和角度大小是無(wú)法準(zhǔn)確確定移動(dòng)平臺(tái)在R點(diǎn)與R＇點(diǎn)時(shí)的位置信息。因此，本實(shí)施例所采用的方法，就是若當(dāng)前的距離信息與第一歷史位置信息中的距離信息相同時(shí)，通過(guò)判斷小車是否經(jīng)過(guò)M1M2連線的方式，來(lái)判斷移動(dòng)平臺(tái)是經(jīng)過(guò)同一個(gè)點(diǎn)，還是不同點(diǎn)；所以，進(jìn)一步可以確定位置角θ的方向，例如可將位置角θ在M1M2的左側(cè)設(shè)定為負(fù)，將位置角θ在M1M2的右側(cè)設(shè)定為正，從而準(zhǔn)確地確認(rèn)小車的位置角。

在本發(fā)明的另一種實(shí)施例中，本方法還包括與所述第一標(biāo)識(shí)物及第二標(biāo)識(shí)物不在同一直線上的第三標(biāo)識(shí)物，第三標(biāo)識(shí)物的位置為M3。

第二計(jì)算子單元132進(jìn)一步還包括：

角位置第二處理模塊，用于若未檢測(cè)到所述歷史位置信息或移動(dòng)平臺(tái)處于所述第一標(biāo)識(shí)物和第二標(biāo)識(shí)物連線附近時(shí)，則獲取并處理所述第三標(biāo)識(shí)物的圖像信息，計(jì)算以獲得所述移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第三標(biāo)識(shí)物的距離信息，根據(jù)所述移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物、第二標(biāo)識(shí)物，以及第三標(biāo)識(shí)物的距離信息，確定所述移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述第一標(biāo)識(shí)物、第二標(biāo)識(shí)物的位置角信息。

在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)移動(dòng)平臺(tái)沒(méi)有歷史位置信息的記錄，或者移動(dòng)平臺(tái)處于M1M2連線的附近時(shí)，則無(wú)法通過(guò)模塊a及模塊b進(jìn)行判斷，或者判斷較為繁瑣、易出錯(cuò)；根據(jù)移動(dòng)平臺(tái)測(cè)得的到兩個(gè)標(biāo)識(shí)物之間的距離計(jì)算得到的位置角度有可能為正，也有可能為負(fù)，即機(jī)器人有可能處于M1M2連線對(duì)稱的位置中的一個(gè)。這個(gè)時(shí)候需要移動(dòng)機(jī)器人測(cè)量第三標(biāo)識(shí)物的距離，以此協(xié)助判斷角度的正負(fù)。如圖8所示，假設(shè)M3M1垂直于M1M2，則如果RM3²＞RM1²+M1M3²，則移動(dòng)機(jī)器人在M1M2的右側(cè)，否則在M1M2的左側(cè)。通過(guò)這種方式也實(shí)現(xiàn)了對(duì)位置角θ的方向的確定。

上述發(fā)明實(shí)施例提供的定位裝置，通過(guò)獲取并處理第一標(biāo)識(shí)物與第二標(biāo)識(shí)物的圖像信息，以計(jì)算移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于第一標(biāo)識(shí)物與第二標(biāo)識(shí)物的位置，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)移動(dòng)平臺(tái)的定位，通過(guò)本方法能夠?qū)σ苿?dòng)平臺(tái)進(jìn)行準(zhǔn)確地定位，定位精度高；本方法所用到的設(shè)備的成本低，并且不會(huì)對(duì)人造成傷害，安全性能較高。

實(shí)施例三：

本發(fā)明還提供了一種定位系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：移動(dòng)平臺(tái)，以及預(yù)設(shè)的第一標(biāo)識(shí)物、第二標(biāo)識(shí)物；本實(shí)施例中的移動(dòng)平臺(tái)，包括實(shí)施例二中任意一種定位裝置。

本發(fā)明實(shí)施例提供的定位系統(tǒng)，通過(guò)獲取并處理第一標(biāo)識(shí)物與第二標(biāo)識(shí)物的圖像信息，以計(jì)算移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于第一標(biāo)識(shí)物與第二標(biāo)識(shí)物的位置，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)移動(dòng)平臺(tái)的定位，本發(fā)明的方法能夠?qū)σ苿?dòng)平臺(tái)進(jìn)行準(zhǔn)確地定位，定位精度高，大大提高了割草效率及割草覆蓋率，且本方法所用到的設(shè)備的成本低，并且不會(huì)對(duì)人造成傷害，安全性能較高。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。