(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210763146.6 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 广州顺如电子科技有限公司 地址 510000 广东省广州市天河区广汕二 路602号之一第四层自编408房 (72)发明人 李冠金　刘一霄　 (74)专利代理 机构 佛山市君创知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44675 专利代理师 冼柏恩 (51)Int.Cl. G06T 7/73(2017.01) G06T 7/62(2017.01) G06T 7/00(2017.01) (54)发明名称 一种超长连续大区间内无盲区高精度视觉 定位方法 (57)摘要 本发明公开了一种超长连续大区间内无盲 区高精度视觉定位方法， 在检测区域放置两个上 下顶点均设置有视觉传感器的背景参考物； 两个 背景参考物上的视觉传感器分别相对设置； 测量 有无待定位物体两种情况在两个背景参考物上 的无物中心投影值及待定位物体中心投影值； 将 视觉传感器镜头焦点、 无物中心投影值及待定位 物体中心投影值垂直投影至定位检测平面， 得到 定位视觉传感器焦点、 定位背景参考线段、 定位 投影值， 以及定位背景参考线段长度和之间距 离； 根据相似三角形原理获得定位信息方程， 求 出单个待定位物体在定位检测平面上的位置信 息、 大小信息中的一项或多项。 本发明具有定位 全面、 范围更大、 效率高、 适应性更 强、 精度更高、 综合成本低等优点。 权利要求书4页 说明书12页 附图6页 CN 115115706 A 2022.09.27 CN 115115706 A 1.一种超长连续大区间内无盲区高精度视 觉定位方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 在检测区域中放置两个背景参考物， 两个背景参考物的上下顶点均设置有视觉传感 器； 两个背景参考物上 的视觉传感器分别相对设置； 测量有无待定位物体两种情况在两个 背景参考物上的无物体中心投影值及待定位物体中心投影值； 通过将视觉传感器镜头焦 点、 无物体中心投影值及待定位物体中心投影值垂直投影至定位检测平面上， 得到定位视 觉传感器、 定位背 景参考线段、 定位投影值、 定位背 景参考线段的长度以及两个定位背景参 考线段之间的距离； 所述定位检测平面的构成需要满足以下 条件： 两个背景参考物至少各存在一个顶点位于定位检测平面上； 两个背景参考物的四个顶 点在定位检测平面上的垂直投影的四个顶点投影点连线构成长方形； 视觉传感器的镜头焦 点垂直投影在定位检测平面上， 镜头焦点投影点位于背景参考物在定位检测平面上垂直投 影的两个顶点投影点连接的直线上， 且定位视觉传感器焦点连线构成长方形； 背景参考物 的顶点连线与在定位检测平面上的背景参考物的顶点垂直投影点连线的夹角 θ可获得， 0 ° ≤θ <90°； 根据相似三角形原理获得视觉定位模型， 根据视觉定位模型获得定位信息方程， 可求 解出待定位物体在定位检测平面上的位置信息I1和H、 大小信息X和Y中 的一项或者多项， 具 体操作步骤为： 根据实际需求， 设置 两个背景参 考物和4个视 觉传感器， 建立定位检测平面； 通过视觉传感器采集检测区域的图像信息， 并摄取背景参考物的图像， 确定背景参考 物在图像的位置为感兴趣区域； 确认感兴趣区内情况， 获得无待定位物体时背景参考物图 像及垂直投影到 定位检测平面上的定位背景参 考线段， 测量 其长度和它 们间的距离信息； 检测当前图像中感兴趣区内的实时图像与未被遮挡时的背景参考物的完整图像之间 的变化值， 若该变化 值大于设定的阈值， 则判断检测区域内存在待定位物体， 进入下一 步； 同步获取四个视觉传感器拍摄的待定位物体中心投影至背景参考物上的四幅感兴趣 区内的实时图像； 对四幅实时图像分别与对应的背景参考物完整图像进行分析； 在背景参 考物被待定位物体遮挡的图像中测 量图像中背景参考物被待定位物体遮挡后的上端剩余 长度以及下端剩余长度值， 然后垂直投影至 定位检测平面上 得到定位投影值； 根据相似三角形原理， 基于待定位物体的定位投影值、 定位背景参考线段长度及两个 定位背景参考线段之间的距离构建视觉定位模型， 得到定位信息方程式， 基于定位信息方 程式的存在情况， 组合方程式进行求解， 得到待定位物体在定位检测平面上的位置信息I1 和H、 大小信息X和Y中的一项或者多 项。 2.根据权利要求1所述的一种超长连续大区间内无盲区高精度视觉定位方法， 其特征 在于， 超长连续大区间由两个定位背景参考线 段的间距H为1m ‑1000m， 定位背景参考线 段的 高度L为0.3m‑100m构成的连续区间内。 3.根据权利要求1所述的一种超长连续大区间内无盲区高精度视觉定位方法， 其特征 在于， 所述背景参 考物为直线形或弯曲形或曲直 一体的长条物体构成。 4.根据权利要求1所述的一种超长连续大区间内无盲区高精度视觉定位方法， 其特征 在于， 所述背 景参考物为可让视觉传感器获得待定位物体在背景参考物上清楚的中心投影 图像的发光标识 物、 不发光标识 物、 变色标识 物中的一种或多种。权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115115706 A 25.根据权利要求1所述的一种超长连续大区间内无盲区高精度视觉定位方法， 其特征 在于， 所述定位投影值 L*n的计算方法为： 以视觉传感器的镜头焦点作为投影中心， 将待定位物体的图像中心 投影在背景参考物 上， 测量投影图像在背景参考物上 的最上部顶点距离背景参考物上顶点的长度， 和投影图 像在背景参考物上的最下部顶点距离背景参考物下顶点的长度， 通过已知的背景参考物顶 点连线与在定位检测平面上背景参考物顶点的垂直投影点连线的夹角 θ， 将其垂直投影至 定位检测平面， 从而获得待定位物体其在定位检测平面上的定位投影值 L*n。 6.根据权利要求1所述的一种超长连续大区间内无盲区高精度视觉定位方法， 其特征 在于， 将待定位物体在定位检测平面上 的外形视作平行于定位背景参考线段 的长方形， 每 个视觉传感器拍摄到待定位物体且背景参考物未被完全遮挡时， 根据待定位物体、 背景参 考物以及视 觉传感器的空间关系， 由相似三角形定理获得一条或两条定位信息方程式； 由上至下， 两个背景参 考物上的视 觉传感器的编号分别为1 ‑2和3‑4； 1号视觉传感器的两条定位信息方程式为： 2号视觉传感器的两条定位信息方程式为： 3号视觉传感器的两条定位信息方程式为： 4号视觉传感器的两条定位信息方程式为： 上述式中， L*n为定位投影值， 其中*为图像来源的视觉传感器的编号1 ‑4， n＝1为待定位 物体投影在与当前视觉传感器相对的定位背 景参考线 段的上端剩余长度， n＝2 为待定位物 体投影在与当前视觉传感器相对的定位背景参考线段的下端剩余长度； I1为在定位检测平 面上， 计算出的定位物体距离 当前定位视觉传感器焦点对应的背 景参考物上顶点的垂直投 影点和下顶点垂 直投影点的连线间的最短距离； H为在定位检测平 面上， 计算出的定位物体 的最低点到两个定位背景参考物的下顶点投影点连线的最短距离； X定义为计算出 的定位权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115115706 A 3