托盘中心位置的确定方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种托盘中心位置的确定方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

现有AGV小车在出厂前直接获取的托盘中心位置以确定货架的放置位置，没有对托盘中心位置进行校准，由于结构差异或者没有正确安装托盘，直接获取的托盘中心位置是有误差的，而当托盘在被调整到其他高度时，托盘中心位置也可能会发生变化，所以本领域急需一种能够精确校准托盘中心位置的方法。

发明内容

本发明提供一种托盘中心位置的确定方法、装置、电子设备及存储介质，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

本发明一方面提供一种托盘中心位置的确定方法，其特征在于，该方法应用于AGV，所述AGV包括底盘和托盘，所述托盘设置在所述底盘上端，所述底盘中心位置设置有相机，所述托盘中心位置设置有镂空区域以使所述相机能够透过所述镂空区域拍摄托盘上端图像，所述托盘上方设置有校准工装，所述校准工装底部的参考标识处于所述相机的拍摄范围内，该方法包括：

调整所述托盘高度以抬升校准工装到任意高度后，将所述托盘带动所述校准工装旋转一周并采集多个第一图像；

识别所述多个第一图像中的参考标识，得到多个第一参考物坐标并组成参考物坐标序列，所述参考物坐标序列表征所述参考标识旋转一周的运动轨迹；

根据所述参考物坐标序列计算托盘中心坐标，所述托盘中心坐标对应所述托盘当前所在高度；

多次调整托盘高度采集第一图像并计算托盘中心坐标，得到多个托盘中心坐标；

根据所述多个托盘中心坐标，拟合托盘中心直线；

根据托盘当前所在高度和所述托盘中心直线计算托盘中心坐标。

其中，第一参考物坐标和托盘中心坐标均包含横坐标和纵坐标；

第一参考物坐标和托盘中心坐标均是在预先以相机图像中心点为原点建立的坐标系中的坐标。

其中，所述根据托盘所在高度和所述托盘中心直线计算托盘中心坐标之前，还包括：

对托盘中心直线进行校验；

若本次校验不通过，则确定校验不合格，重新执行调整托盘高度采集图像到拟合托盘中心直线的步骤；

若本次校验通过，则判断校验通过的次数是否等于预设次数；

若所述校验通过的次数小于预设次数，则对托盘中心直线继续校验；

若所述校验通过的次数等于预设次数，则确定校验合格，保存所述托盘中心直线。

其中，所述对托盘中心直线进行校验，包括：

调整托盘高度，根据所述托盘高度和托盘中心直线获取托盘中心坐标并采集采集托盘初始角度为任意角度时的第二图像；

识别第二图像中的参考物标识，得到第二参考物坐标；

将所述托盘旋转180度，采集第三图像并识别第三图像中的参考物标识，得到第三参考物坐标；

根据托盘中心坐标对所述第二参考物坐标和所述第三参考物坐标进行调整，得到第一调整坐标和第二调整坐标；

根据所述第一调整坐标和所述第二调整坐标计算坐标差值；

若所述坐标差值小于等于预设阈值，则本次校验通过，若所述坐标差值大于预设阈值，则本次校验不通过。

其中，所述根据所述第一调整坐标和所述第二调整坐标计算坐标差值，包括：

获取所述第一调整坐标中的第一横坐标与第一纵坐标的绝对值和所述第二调整坐标中的第二横坐标和第二纵坐标的绝对值；

将第一横坐标与第二横坐标的绝对值相减再取绝对值得到第一差值，第一纵坐标与第二纵坐标的绝对值相减再取绝对值得到第二差值，将所述第一差值和所述第二差值相加得到坐标差值。

其中，所述根据托盘当前所在高度和所述托盘中心直线计算托盘中心坐标，包括：

将所述托盘当前所在高度代入所述托盘中心直线对应的函数，计算托盘中心坐标。

其中，所述根据托盘所在高度和所述托盘中心直线计算托盘中心坐标之后，还包括：

根据所述托盘中心坐标调整AGV位置以使货架底部的参考标识对准托盘中心坐标。

本发明另一方面提供一种托盘中心位置的确定装置，其特征在于，该装置应用于AGV，所述AGV包括底盘和托盘，所述托盘设置在所述底盘上端，所述底盘中心位置设置有相机，所述托盘中心位置设置有镂空区域以使所述相机能够透过所述镂空区域拍摄托盘上端图像，所述托盘上方设置有校准工装，所述校准工装底部的参考标识处于所述相机的拍摄范围内，该装置包括：

采集模块，用于调整所述托盘高度以抬升校准工装到任意高度后，将所述托盘带动所述校准工装旋转一周并采集多个第一图像；

识别模块，用于识别所述多个第一图像中的参考标识，得到多个第一参考物坐标并组成参考物坐标序列，所述参考物坐标序列表征所述参考标识旋转一周的运动轨迹；

计算模块，用于根据所述参考物坐标序列计算托盘中心坐标，所述托盘中心坐标对应所述托盘当前所在高度；

所述计算模块，还用于多次调整托盘高度采集第一图像并计算托盘中心坐标，得到多个托盘中心坐标；

拟合模块，用于根据所述多个托盘中心坐标，拟合托盘中心直线；

所述计算模块，还用于根据托盘所在高度和所述托盘中心直线计算托盘中心坐标。

本发明再一方面提供一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线；

其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现本发明所述的托盘中心位置的确定方法。

本发明还一方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本发明所述的托盘中心位置的确定方法。

在本发明上述方法中，托盘旋转是以托盘中心坐标为原点旋转的，那么参考物坐标序列中的多个参考物坐标能够形成一个类圆形，该类圆形的圆心坐标就是托盘中心坐标，根据参考物坐标序列计算出的托盘中心坐标可以准确地确定托盘中心位置，并且根据多次调整托盘高度然后计算得到的多个托盘中心坐标拟合出的托盘中心直线，可以灵活地根据托盘所在高度和托盘中心直线来计算托盘中心坐标，进一步提高了确定托盘中心坐标的准确性，而通过对托盘中心直线校验来验证托盘中心直线的准确性，当准确性不符合预期时，可以重新计算托盘中心直线，直到计算出的托盘中心直线符合预期，可以有效提高最终计算出的托盘中心直线的准确性。

附图说明

图1示出了本发明一实施例提供的托盘中心位置的确定方法流程示意图；

图2示出了本发明一实施例中的AGV的结构示意图；

图3示出了本发明一实施例中的货架的结构示意图；

图4示出了本发明一实施例中货架被托盘抬升的示意图；

图5示出了本发明一实施例中根据参考物坐标序列计算托盘中心坐标的流程示意图；

图6示出了本发明一实施例提供的托盘中心位置的确定方法具体流程示意图；

图7示出了本发明一实施例提供的托盘中心位置的确定装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了准确地确定托盘中心位置，提高AGV搬运货架的稳定性，本发明一实施例提供了一种托盘中心位置的确定方法，该方法应用于AGV，所述AGV如图2所示包括底盘和托盘，所述托盘设置在所述底盘上端，所述底盘中心位置设置有相机，所述托盘中心位置设置有镂空区域以使所述相机能够透过所述镂空区域拍摄托盘上端图像。如图3所示，在所述托盘上方设置有校准工装，校准工装底部的参考标识处于所述相机的拍摄范围内。在校准前需要将校准用的底部带参考标识的货架放置到托盘上方，要使得参考标识在相机的拍摄范围内，校准工装可以是底部带有参考标识用于校准的装置或者货架，参考标识可以是二维码、条形码等相机可以识别的标识物。

如图1所示，本实施例提供的托盘中心位置的确定方法包括：

步骤101，调整所述托盘高度以抬升校准工装到任意高度后，控制所述托盘带动所述校准工装旋转一周并采集多个第一图像。

如图4所示，托盘提升高度后将校准工装抬升，抬升到任意一个高度后，控制托盘旋转一周，托盘旋转时带动校准工装一起旋转，相机在托盘旋转的过程中采集多个第一图像。

步骤102，识别所述多个第一图像中的参考标识，得到多个第一参考物坐标并组成参考物坐标序列，所述参考物坐标序列表征所述参考标识旋转一周的运动轨迹。

识别多个第一图像中的参考标识，采集参考标识中任意一点作为第一参考物坐标，较佳地，采集参考标识的中心点作为第一参考物坐标，得到多个第一参考物坐标，第一参考物坐标是在预先以相机图像中心点为原点建立的坐标系中的，相机拍摄的第一图像的中心点实际就是相机所在的位置，采集的多个第一参考物坐标组成了参考物坐标序列，该序列表征托盘旋转一周带动校准工装参考标识的运动轨迹。

步骤103，根据所述参考物坐标序列计算托盘中心坐标，所述托盘中心坐标对应所述托盘当前所在高度。

如图5所示，根据参考物坐标序列计算托盘中心坐标，因为托盘中心坐标可能因为托盘所在高度的变化而变化，所以该托盘中心坐标对应的是托盘当前所在高度，而托盘旋转是以托盘中心坐标为原点旋转的，那么参考物坐标序列中的多个参考物坐标能够形成一个类圆形，该类圆形的圆心坐标就是托盘中心坐标，根据参考物坐标序列计算出的托盘中心坐标可以准确地确定托盘中心位置。

步骤104，多次调整托盘高度采集第一图像并计算托盘中心坐标，得到多个托盘中心坐标。

多次调整托盘所在高度，每次调整后都执行步骤101到103，以获得每次调整后托盘所在高度对应的托盘中心坐标，多次执行后得到多个托盘中心坐标。

步骤105，根据所述多个托盘中心坐标，拟合托盘中心直线。

因为托盘中心坐标可能因为托盘所在高度的变化而变化，所以对应多个托盘所在高度的多个托盘中心坐标可能不在一条直线上，所以要根据多个托盘中心坐标，拟合托盘中心直线，拟合出的托盘中心直线是以函数表示的。

步骤106，根据托盘当前所在高度和所述托盘中心直线计算托盘中心坐标。

在步骤106中，根据托盘当前所在高度和所述托盘中心直线计算托盘中心坐标，在一可实施方式中，将所述托盘当前所在高度代入所述托盘中心直线对应的函数，即可计算出托盘中心坐标。

在步骤102和步骤103中，所述第一参考物坐标和所述托盘中心坐标，在一可实施方式中，第一参考物坐标和托盘中心坐标均包含横坐标和纵坐标；第一参考物坐标和托盘中心坐标均是在预先以相机图像中心点为原点建立的坐标系中的坐标。

预先以相机图像中心点为原点建立了一个坐标系，该坐标系是一个三维坐标系，还包括了高度的维度，为方便计算，不考虑高度，只对坐标中的横坐标和纵坐标进行计算，第一参考物坐标和托盘中心坐标都是在该坐标系中的坐标，第一参考物坐标和托盘中心坐标都包含一个横坐标和一个纵坐标，例如（1，2）。

如图6所示，本发明一实施例提供了一种托盘中心位置的确定方法的具体方法，该方法包括：

执行步骤101到106，得到了托盘中心直线，还需要对托盘中心直线进行校验；

调整托盘高度，调整的高度可以与之前的高度相同也可以不同，调整后将托盘高度代入托盘中心直线对应的函数中，计算得到托盘中心坐标，将托盘旋转任意角度，使得托盘具备一个初始角度，然后采集托盘初始角度为任意角度时参考标识的第二图像；

识别第二图像中的参考物标识，得到第二参考物坐标；

将托盘旋转180度，采集参考标识的第三图像并识别第三图像中的参考物标识，得到第三参考物坐标，第二参考物坐标是托盘旋转前也就是托盘角度为初始角度时采集的第二图像中对应的参考物标识的位置，第三参考物坐标是托盘旋转前也就是托盘角度为初始角度加上180度时采集的第三图像中对应的参考物标识的位置。

相机采集第一图像、第二图像和第三图像时位置是不变的，所以第一图像、第二图像和第三图像的中心点位置是重合的，也相当于是相机位置，所以第一参考物坐标、托盘中心坐标、第二参考物坐标和第三参考物坐标均是在同一坐标系中的坐标，根据托盘中心坐标对第二参考物坐标和第三参考物坐标进行调整，得到第一调整坐标和第二调整坐标，调整的原理是指根据托盘中心在以相机图像中心点为原点的坐标系中的坐标，也就是托盘中心坐标，将原先在以相机图像中心点为原点的坐标系中的第二参考物坐标和第三参考物坐标，调整为在以托盘中心坐标为原点的坐标系中的第一调整坐标和第二调整坐标，例如，第二参考物坐标为（-2，2），第三参考物坐标为（0，0），托盘中心坐标为（-1，1），那么根据托盘中心坐标中的横坐标-1和纵坐标1对第二参考物坐标和第三参考物坐标中的横坐标加上1，纵坐标减去1，得到第一调整坐标和第二调整坐标，即第一调整坐标为（-1，1），第二调整坐标为（1，-1）。

获取第一调整坐标中的第一横坐标与第一纵坐标的绝对值和第二调整坐标中的第二横坐标和第二纵坐标的绝对值，例如，获取第一调整坐标中的第一横坐标与第一纵坐标的绝对值是1和1，第二调整坐标中的第二横坐标与第二纵坐标的绝对值是1和1。

将第一横坐标与第二横坐标的绝对值相减再取绝对值得到第一差值，第一纵坐标与第二纵坐标的绝对值相减再取绝对值得到第二差值，将第一差值和第二差值相加得到坐标差值，例如，将第一横坐标的绝对值与第二横坐标的绝对值相减再取绝对值得到第一差值是0，第一纵坐标的绝对值与第二纵坐标的绝对值相减再取绝对值得到第二差值是0，将第一差值和第二差值相加最终得到坐标差值是0。

将得到的坐标差值与预设阈值进行对比，若坐标差值小于等于预设阈值则本次校验通过，若坐标差值大于预设阈值，则本次校验不通过，例如，若坐标差值为0，预设阈值为1时，显然，坐标差值小于预设阈值，本次校验通过，将在以托盘中心坐标为原点的坐标系中的第一调整坐标和第二调整坐标的横坐标与纵坐标取绝对值并计算差值，是为了验证该两个坐标是否以托盘中心坐标为中心对称，因为第二调整坐标是第一调整坐标以托盘中心坐标为旋转中心旋转了180度得到的坐标，所以验证该两个坐标是否以托盘中心坐标为中心对称，或者对称的误差是否小于预设阈值，能够校验托盘中心坐标是否符合要求，从而提升最终确定的托盘中心坐标的准确度；

再例如，若坐标差值为1，预设阈值为1时，坐标差值等于预设阈值，本次校验也是通过的；

还例如，若坐标差值为2，预设阈值为1时，坐标差值大于了预设阈值，所以本次校验是不通过。

本实施例需要对托盘中心直线进行多次校验，并且每次校验都需要重新调整托盘的初始角度，使得每次校验时托盘的初始角度都不同，如果某次校验不通过，那么该托盘中心直线的校验就是不合格的，需要重新执行步骤101到106来确定新的托盘中心直线；

如果多次校验都是通过的，当校验连续通过的次数达到预设次数时，确定该托盘中心直线的校验是合格的，保存该托盘中心直线。

托盘中心直线可以不需要通过校验直接使用，也可以通过校验来验证托盘中心直线的准确性，当准确性不符合预期时，可以重新计算托盘中心直线，直到计算出的托盘中心直线符合预期，可以有效提高最终计算出的托盘中心直线的准确性。

在步骤106中，在根据托盘所在高度和所述托盘中心直线计算托盘中心坐标之后，在一可实施方式中，根据所述托盘中心坐标调整AGV位置以使货架底部的参考标识的中心点的横坐标与纵坐标和托盘中心坐标的横坐标与纵坐标相同。

因为托盘中心坐标所在的坐标系的原点为相机位置，所以可以将托盘中心坐标理解为托盘中心位置与相机位置的相对位置，所以先移动AGV以使货架底部的参考标识的中心点位置处于坐标系的原点位置，也就是相机位置，再根据托盘中心坐标调整AGV位置以使货架底部的参考标识的中心点的横坐标与纵坐标和托盘中心坐标的横坐标与纵坐标相同，参考标识是放置在货架底部的中心位置的，所以将货架底部的参考标识的中心点的横坐标与纵坐标和托盘中心坐标的横坐标与纵坐标相同可以提高AGV搬运货架的稳定性。

在本发明上述方法中，托盘旋转是以托盘中心坐标为原点旋转的，那么参考物坐标序列中的多个参考物坐标能够形成一个类圆形，该类圆形的圆心坐标就是托盘中心坐标，根据参考物坐标序列计算出的托盘中心坐标可以准确地确定托盘中心位置，并且根据多次调整托盘高度然后计算得到的多个托盘中心坐标拟合出的托盘中心直线，可以灵活地根据托盘所在高度和托盘中心直线来计算托盘中心坐标，进一步提高了确定托盘中心坐标的准确性，而通过对托盘中心直线校验来验证托盘中心直线的准确性，当准确性不符合预期时，可以重新计算托盘中心直线，直到计算出的托盘中心直线符合预期，可以有效提高最终计算出的托盘中心直线的准确性。

本发明一实施例还提供了一种托盘中心位置的确定装置，该装置应用于AGV，所述AGV包括底盘和托盘，所述托盘设置在所述底盘上端，所述底盘中心位置设置有相机，所述托盘中心位置设置有镂空区域以使所述相机能够透过所述镂空区域拍摄托盘上端图像，所述托盘上方设置有校准工装，所述校准工装底部的参考标识处于所述相机的拍摄范围内，如图7所示，该装置包括：

采集模块10，用于调整所述托盘高度以抬升校准工装到任意高度后，将所述托盘带动所述校准工装旋转一周并采集多个第一图像；

识别模块20，用于识别所述多个第一图像中的参考标识，得到多个第一参考物坐标并组成参考物坐标序列，所述参考物坐标序列表征所述参考标识旋转一周的运动轨迹；

计算模块30，用于根据所述参考物坐标序列计算托盘中心坐标，所述托盘中心坐标对应所述托盘当前所在高度；

所述计算模块30，还用于多次调整托盘高度采集第一图像并计算托盘中心坐标，得到多个托盘中心坐标；

拟合模块40，用于根据所述多个托盘中心坐标，拟合托盘中心直线；

所述计算模块30，还用于根据托盘所在高度和所述托盘中心直线计算托盘中心坐标。

其中，所述计算模块30，还用于第一参考物坐标和托盘中心坐标均包含横坐标和纵坐标；

所述计算模块30，还用于第一参考物坐标和托盘中心坐标均是在预先以相机图像中心点为原点建立的坐标系中的坐标。

其中，所述计算模块30，还用于对托盘中心直线进行校验；

所述计算模块30，还用于若本次校验不通过，则确定校验不合格，重新执行调整托盘高度采集图像到拟合托盘中心直线的步骤；

所述计算模块30，还用于若本次校验通过，则判断校验通过的次数是否等于预设次数；

所述计算模块30，还用于若所述校验通过的次数小于预设次数，则对托盘中心直线继续校验；

所述计算模块30，还用于若所述校验通过的次数等于预设次数，则确定校验合格，保存所述托盘中心直线。

其中，所述采集模块10，还用于调整托盘高度，根据所述托盘高度和托盘中心直线获取托盘中心坐标并采集托盘初始角度为任意角度时的第二图像；

所述识别模块20，还用于识别第二图像中的参考物标识，得到第二参考物坐标；

所述采集模块10，还用于将所述托盘旋转180度，采集第三图像并识别第三图像中的参考物标识，得到第三参考物坐标；

所述计算模块30，还用于根据托盘中心坐标对所述第二参考物坐标和所述第三参考物坐标进行调整，得到第一调整坐标和第二调整坐标；

所述计算模块30，还用于根据所述第一调整坐标和所述第二调整坐标计算坐标差值；

所述计算模块30，还用于若所述坐标差值小于等于预设阈值，则本次校验通过，若所述坐标差值大于预设阈值，则本次校验不通过。

其中，所述计算模块30，还用于获取所述第一调整坐标中的第一横坐标与第一纵坐标的绝对值和所述第二调整坐标中的第二横坐标和第二纵坐标的绝对值；

所述计算模块30，还用于将第一横坐标与第二横坐标的绝对值相减再取绝对值得到第一差值，第一纵坐标与第二纵坐标的绝对值相减再取绝对值得到第二差值，将所述第一差值和所述第二差值相加得到坐标差值。

其中，所述计算模块30，还用于将所述托盘所在高度代入所述托盘中心直线对应的函数，计算托盘中心坐标。

其中，该装置还包括：处理模块50，用于根据所述托盘中心坐标调整AGV位置以使货架底部的参考标识对准托盘中心坐标。

除了上述方法和设备以外，本申请的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请各种实施例的方法中的步骤。

所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。

此外，本申请的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请各种实施例的方法中的步骤。

所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。