定位参考装置的制作方法

本申请涉及导航定位技术领域，特别涉及一种定位参考装置。

背景技术

目前来说，随着无人操作智能设备(如，机器人，无人车，无人机等)的广泛推广，导航定位技术变得越来越重要。无人操作智能设备一般需要参考标识物进行定位，从而进行精准停靠/精准投放。以无人机为例，目前通常采用带有一个图像标记的物体作为参考标识物。但是，无人机在进行定位时，在距离参考标识物较远的情况下和距离参考标识物较近的情况下，对鲁棒性的影响因素不同，因此，难以同时满足上述两种情况下定位的鲁棒性要求。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题之一，本申请提供一种定位参考装置。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种定位参考装置，包括：

针对所述装置的至少一个平面，在所述平面上设置有定位参考区域，在所述定位参考区域中设置有多个图像标识，所述多个图像标识相互之间不重叠；

其中，所述多个图像标识包括第一图像标识以及第二图像标识，所述第二图像标识设置于所述定位参考区域的中心位置，所述第一图像标识设置于所述第二图像标识的周围；在所述多个图像标识中，所述第一图像标识的面积最大，所述第二图像标识的面积最小。

可选的，所述定位参考区域为矩形，所述第一图像标识分别设置于所述定位参考区域的四个顶角所对应的位置区域。

可选的，所述图像标识还包括第三图像标识，所述第三图像标识设置在相邻的第一图像标识之间靠近所述定位参考区域边缘的位置，所述第三图像标识的面积小于所述第一图像标识的面积，大于或等于所述第二图像标识的面积。

可选的，所述图像标识还包括第四图像标识，在所述第三图像标识与所述第二图像标识之间设置有至少一个所述第四图像标识，所述第四图像标识的面积小于或等于所述第三图像标识的面积，所述第四图像标识的面积大于或等于所述第二图像标识的面积。

可选的，所述多个图像标识在所述定位参考区域中呈中心对称分布。

可选的，所述定位参考区域为正四边形。

可选的，所述多个图像标识在所述定位参考区域中的分布相对于所述定位参考区域的两条对角线均对称。

可选的，所述图像标识包括以下一项或多项：

色块标识；

条形码标识；

二维码标识；

图标标识；

机器码标识；

字符标识；

纹路特征标识。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请的实施例提供的定位参考装置，在定位参考装置平面上，将面积最小的图像标识设置于参考区域中心，并将面积最大的图像标识设置于参考区域中心的周围，不仅提高了远距离定位的鲁棒性，还提高了近距离定位的鲁棒性，也提高了定位的效率和准确度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1a-1c是本申请根据一示例性实施例示出的一种定位参考装置的结构示意图；

图2a-2b是本申请根据一示例性实施例示出的另一种定位参考装置的结构示意图；

图3a-3d是本申请根据一示例性实施例示出的另一种定位参考装置的结构示意图；

图4是本申请根据一示例性实施例示出的一种图像标识在定位参考区域中的分布示意图；

图5是本申请根据一示例性实施例示出的一种用于定位的方法的流程图；

图6是本申请根据一示例性实施例示出的一种用于定位的电子设备的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。

本申请首先介绍一种定位参考装置，该装置可以是具有至少一个较大参考平面的物品。可选地，该装置可以是板状物品，也可以是垫状物品，还可以是贴片状物品等，本申请对该装置的具体空间结构方面不限定。该装置可以是纸质物品，也可以是木质物品，还可以是采用聚合材料制成的物品，本申请对该装置的具体材质方面不限定。在该装置的至少一个较大参考平面上，可以设置有图像标识，其中，该平面可以具有任意合理的形状，例如，该平面可以是圆形平面，也可以是矩形平面，还可以是正六边形平面，本申请对该平面的具体形状方面不限定。

请参考图1a-1c，图1a-1c是根据一示例性实施例示出的一种定位参考装置的结构示意图。

如图1a-1c所示，在该装置的至少一个平面101上，设置有定位参考区域102，在定位参考区域102中设置有多个图像标识。并且，多个图像标识相互之间相互独立，不相重叠。

其中，多个图像标识中至少可以包括第一图像标识103以及第二图像标识104。第二图像标识104设置于定位参考区域102的中心位置，第一图像标识103均匀设置于第二图像标识104的周围。在多个图像标识中，第一图像标识103的面积最大，第二图像标识104的面积最小。

需要说明的是，在本实施例中，定位参考区域为该装置平面上设置图像标识的区域，该区域可以具有任意合理的形状。在图1a中，定位参考区域为正方形区域，可以理解，定位参考区域还可以是其它形状的区域。例如，如图1b所示，定位参考区域还可以是圆形区域。可以理解，本实施例对定位参考区域的具体形状方面不限定。

在本实施例中，图像标识的轮廓也可以具有任意合理的形状，在图1a中，图像标识的轮廓为正方形，可以理解，图像标识的轮廓还可以是其它形状。例如，如图1b所示，图像标识的轮廓为圆形以及扇形。可以理解，本申请对图像标识的轮廓的具体形状方面不限定。

具体来说，图像标识可以是任意具有区分作用的标识，例如，图像标识可以包括但不限于色块标识，条形码标识，二维码标识，图标标识，机器码标识，字符标识，纹路特征标识等等，可以理解，本申请对图像标识的具体类型方面不限定(本申请的实施例中，主要采用二维码类型的图像标识进行举例)。其中，该装置的定位参考区域中设置的多个图像标识具有各自的图像特征，图形均不相同。需要说明的是，该装置的定位参考区域中设置的多个图像标识可以是不同类型的图像标识。例如，如图1c所示，该装置的定位参考区域中可以设置二维码标识以及纹路特征标识。

本申请的上述实施例提供的定位参考装置，在至少一个平面上设置有定位参考区域，并在定位参考区域中设置有多个相互之间不重叠的图像标识，并且，设置于定位参考区域中心位置的图像标识面积最小，设置于参考区域中心周围的图像标识面积最大。以无人机为例，当无人机参考该装置进行精准停靠/精准投放时，一般在该装置上方距离较远时，采用的是gps定位，定位的误差较大，所以无人机位于该装置定位参考区域中心正上方的概率较小。并且，由于无人机距离该装置较远，采用较大的图像标识进行定位鲁棒性更高(图像标识越大越容易识别)。当无人机在该装置上方距离较近时，参考该装置进行定位，定位误差较小，而且，不断基于定位结果调整无人机的位置，所以无人机位于该装置定位参考区域中心正上方的概率较大。并且，由于无人机距离该装置较近，采用较小的图像标识进行定位鲁棒性更高(如果图像标识过大，则无法完整采集)。因此，本实施例中，在定位参考装置平面上，将面积最小的图像标识设置于参考区域中心，并将面积最大的图像标识设置于参考区域中心的周围，不仅提高了远距离的定位的鲁棒性，还提高了近距离定位的鲁棒性，也提高了定位的效率和准确度。

在一些可选实施方式中，定位参考区域可以为矩形，第一图像标识分别设置于定位参考区域的四个顶角所对应的位置区域。

具体来说，可以将定位参考区域设置为矩形，并分别在定位参考区域的四个顶角对应的位置区域设置第一图像标识(面积最大的图像标识)，使第一图像标识的面积尽可能大。其中，顶角对应的位置区域可以是顶角附近的区域。

由于本实施例，将定位参考区域设置为矩形，将面积最大的第一图像标识设置于定位参考区域的四个顶角所对应的位置区域，因此，能够在第一图像标识的面积尽可能大的情况下，提高定位参考区域的有效利用面积。

请参考图2a和2b，图2a和2b是根据另一示例性实施例示出的一种定位参考装置的结构示意图。

如图2a和2b所示，在定位参考装置的平面上，设置有定位参考区域，在定位参考区域中设置有多个相互之间不相重叠图像标识。

其中，多个图像标识中包括第一图像标识201、第二图像标识202以及第三图像标识203。第二图像标识202设置于定位参考区域的中心位置，第一图像标识201均匀设置于第二图像标识202的周围，第三图像标识203设置在相邻的第一图像标识之间靠近定位参考区域边缘的位置。

在本实施例中，第一图像标识201的面积最大，第二图像标识202的面积最小，第三图像标识203的面积小于第一图像标识201的面积，并且，第三图像标识203的面积大于或等于第二图像标识202的面积。

例如，如图2a所示，第三图像标识203的面积可以大于第二图像标识202的面积。如图2b所示，第三图像标识203的面积也可以等于第二图像标识202的面积。

本申请的上述实施例提供的定位参考装置，在至少一个平面上设置有定位参考区域，并在定位参考区域中设置有多个相互之间不重叠的图像标识，并且，设置于定位参考区域中心位置的图像标识面积最小，设置于参考区域中心周围的图像标识面积最大。在面积最大的图像标识之间靠近定位参考区域边缘的位置，还设置有面积较小(小于最大面积，大于或等于最小面积)的图像标识。以无人机为例，当无人机参考该装置进行精准停靠/精准投放时，在该装置上方距离较近时，位于该装置中心正上方的概率较大。然而，如果由于大风或其他外力原因，使无人机过多偏离该装置中心正上方，则无人机可能由于距离该装置太近，而无法完整的检测到该装置平面上面积最大的图像标识。由于本实施例中，在面积最大的图像标识之间靠近区域边缘的位置，设置了较小的图像标识，因此，无人机在该装置上方距离较近时，若过多偏离该装置中心正上方，则有助于无人机检测到该较小的图像标识，并根据该较小的图像标识重新进行定位，从而避免了由于无人机的偏离而无法继续定位的问题。

请参考图3a-3d，图3a-3d是根据一示例性实施例示出的另一种定位参考装置的结构示意图。

如图3a-3d所示，在该装置的平面上，设置有定位参考区域，在定位参考区域中设置有多个相互之间不相重叠图像标识。

其中，多个图像标识中包括第一图像标识301、第二图像标识302、第三图像标识303以及第四图像标识304。第二图像标识302设置于定位参考区域的中心位置，第一图像标识301均匀设置于第二图像标识302的周围，第三图像标识303设置在相邻的第一图像标识之间靠近定位参考区域边缘的位置。在第三图像标识303与第二图像标识302之间设置有至少一个第四图像标识304。

在本实施例中，第一图像标识301的面积最大，第二图像标识302的面积最小。第三图像标识303的面积小于第一图像标识301的面积，并且，第三图像标识303的面积大于或等于第四图像标识304的面积。第四图像标识304的面积大于或等于第二图像标识302的面积。

例如，如图3a所示，第三图像标识303的面积与第二图像标识302的面积以及第四图像标识304的面积均相同。

又例如，如图3b所示，第三图像标识303的面积等于第四图像标识304的面积，并且，第三图像标识303的面积和第四图像标识304的面积均大于第二图像标识302的面积。

又例如，如图3c所示，第二图像标识302的面积等于第四图像标识304的面积，并且，第二图像标识302的面积和第四图像标识304的面积均小于第三图像标识303的面积。

再例如，如图3d所示，第三图像标识303的面积大于第四图像标识304的面积，并且，第四图像标识304的面积大于第二图像标识302的面积。

本申请的上述实施例提供的定位参考装置，在面积最大的图像标识之间设置了较小的图像标识，无人机在该装置上方距离较近时，若过多偏离该装置中心正上方，则有助于无人机检测到该较小的图像标识，并根据该较小的图像标识重新进行定位，从而进一步避免了由于无人机的偏离而无法继续定位的问题。

在另一些可选实施方式中，多个图像标识在定位参考区域中呈中心对称分布。

在另一些可选实施方式中，该装置的定位参考区域为正四边形。

在另一些可选实施方式中，该装置的多个图像标识在定位参考区域中的分布相对于定位参考区域的两条对角线均对称。如图4所示，图4是根据一示例性实施例示出的一种图像标识在定位参考区域中的分布示意图。

本申请的上述实施例提供的定位参考装置，在至少一个平面上设置有定位参考区域，并在定位参考区域中设置有多个相互之间不重叠的图像标识，设置于定位参考区域中心位置的图像标识面积最小，设置于参考区域中心周围的图像标识面积最大。并且，该装置的多个图像标识在定位参考区域中的分布相对于定位参考区域的两条对角线均对称。以无人机为例，当无人机参考该装置进行精准停靠/精准投放时，一般在该装置定位参考区域中心上方，向周围各个方向的定位误差是相同的。因此，本实施例中，该装置的多个图像标识在定位参考区域中的分布相对于定位参考区域的两条对角线均对称，能够平衡该装置定位参考区域中心上方各个方向上的误差，进一步提高了定位的鲁棒性。

如图5所示，图5根据一示例性实施例示出的一种用于定位的方法的流程图，该方法可以应用于无人操作智能设备中。本领域技术人员可以理解，该无人操作智能设备可以包括但不限于诸如无人操作机器人、无人车、无人机等等。在本实施例中，为了便于理解，结合无人机来举例说明。该方法包括以下步骤：

在步骤501中，若确定运行至目标装置周围预设范围内，获取目标装置的图像数据。

在本实施例中，无人机一般需要参考标识物进行定位，以进行精准停靠/精准投放。可以使用具有定位参考功能的目标装置作为参考标识物，目标装置的平面上设置有多个图像标识，无人机可以参考目标装置平面上设置的多个图像标识进行定位。

具体来说，首先，可以获取目标装置的位置信息，并且，实时采集无人机的定位信息。当根据目标装置的位置信息及无人机的定位信息，确定无人机运行至目标装置周围预设范围内时，可以采用安装于无人机上的摄像设备获取目标装置的图像数据。

其中，在目标装置的至少一个平面上设置有定位参考区域，在定位参考区域中设置有多个图像标识，多个图像标识相互之间不重叠。多个图像标识包括第一图像标识以及第二图像标识，第二图像标识设置于定位参考区域的中心位置，第一图像标识均匀设置于第二图像标识的周围。在多个图像标识中，第一图像标识的面积最大，第二图像标识的面积最小。

在步骤502中，确定从上述图像数据中识别出的一个或多个设置于目标装置上的目标图像标识。

在本实施例中，可以对目标装置的图像数据进行识别，确定从上述图像数据中识别出的目标装置上的目标图像标识。其中，目标图像标识可以是目标装置上的全部图像标识，也可以是目标装置上的部分图像标识。

例如，当无人机距离目标装置较远时，能够识别面积较大的图像标识，而由于像素问题，可能无法识别面积较小的图像标识。当无人机距离目标装置较近时，能够识别面积较小的图像标识，而由于距离过近，可能无法完整拍摄面积较大的图像标识。因此，目标图像标识可以仅包括目标装置上的部分图像标识。

在步骤503中，基于目标图像标识确定当前相对于目标装置的相对位置信息。

在本实施例中，可以预先确定目标装置上每个图像标识的图像特殊点(例如，图像标识的顶点，或者图像标识的中心点等)相对于目标装置的坐标值(以目标装置定位参考区域的中心为原点)，并将该坐标值与相应的图像标识进行关联地存储。

接着，在识别出目标图像标识后，可以获取每个目标图像标识的图像特殊点相对于目标装置的坐标值。并确定每个目标图像标识的图像特殊点在上述图像数据中的位置，从而得到每个目标图像标识的图像特殊点在无人机相机坐标系中的坐标值。

最后，基于每个目标图像标识的图像特殊点相对于目标装置的坐标值，以及每个目标图像标识的图像特殊点在无人机相机坐标系中的坐标值，采用预设的位姿解算算法(例如，solvepnp算法，或者，solvepnpransac算法等)进行位姿解算，从而得到无人机当前相对于目标装置的参考相对位置。

本申请的上述实施例提供的用于定位的方法，在确定运行至目标装置周围预设范围内时，获取目标装置的图像数据，确定从上述图像数据中识别出的一个或多个设置于目标装置上的目标图像标识，基于目标图像标识确定当前相对于目标装置的相对位置信息。其中，目标装置具有定位参考功能，在目标装置的平面上设置有定位参考区域，并在定位参考区域中设置有多个相互之间不重叠的图像标识，并且，设置于定位参考区域中心位置的图像标识面积最小，设置于参考区域中心周围的图像标识面积最大。以无人机为例，当无人机参考该装置进行精准停靠/精准投放时，一般在该装置上方距离较远时，采用的是gps定位，定位的误差较大，所以无人机位于该装置定位参考区域中心正上方的概率较小。并且，由于无人机距离该装置较远，采用较大的图像标识进行定位鲁棒性更高(图像标识越大越容易识别)。当无人机在该装置上方距离较近时，参考该装置进行定位，定位误差较小，而且，不断基于定位结果调整无人机的位置，所以无人机位于该装置定位参考区域中心正上方的概率较大。并且，由于无人机距离该装置较近，采用较小的图像标识进行定位鲁棒性更高(如果图像标识过大，则无法完整采集)。因此，本实施例中，在具有定位参考功能的装置平面上，将面积最小的图像标识设置于参考区域中心，并将面积最大的图像标识设置于参考区域中心的周围，不仅提高了远距离定位的鲁棒性，还提高了近距离定位的鲁棒性，也提高了定位的效率和准确度。

在一些可选实施方式中，定位参考区域为矩形，第一图像标识分别设置于定位参考区域的四个顶角所对应的位置区域。

在另一些可选实施方式中，图像标识还可以包括第三图像标识，第三图像标识设置在相邻的第一图像标识之间靠近定位参考区域边缘的位置，第三图像标识的面积小于第一图像标识的面积，大于或等于第二图像标识的面积。

在另一些可选实施方式中，图像标识还可以包括第四图像标识，在第三图像标识与第二图像标识之间设置有至少一个第四图像标识，第四图像标识的面积小于或等于第三图像标识的面积，第四图像标识的面积大于或等于第二图像标识的面积。

在另一些可选实施方式中，多个图像标识在定位参考区域中呈中心对称分布。

在另一些可选实施方式中，定位参考区域可以为正四边形。

在另一些可选实施方式中，多个图像标识在定位参考区域中的分布相对于定位参考区域的两条对角线均对称。

在另一些可选实施方式中，图像标识可以包括以下一项或多项：色块标识；条形码标识；二维码标识；图标标识；机器码标识；字符标识；纹路特征标识。

与前述用于定位的方法实施例相对应，本申请还提供了用于定位的电子设备的实施例。

如图6所示，图6是本申请根据一示例性实施例示出的一种用于定位的电子设备框图，该电子设备可以包括：获取模块601，第一确定模块602以及第二确定模块603。

其中，获取模块601，用于在确定运行至目标装置周围预设范围内时，获取目标装置的图像数据。

第一确定模块602，用于确定从上述图像数据中识别出的一个或多个设置于目标装置上的目标图像标识。

第二确定模块603，用于基于目标图像标识确定当前相对于所述目标装置的相对位置信息。

其中，目标装置具有定位参考功能，针对目标装置的至少一个平面，在该平面上设置有定位参考区域，在定位参考区域中设置有多个图像标识，多个图像标识相互之间不重叠。上述多个图像标识包括第一图像标识以及第二图像标识，第二图像标识设置于定位参考区域的中心位置，第一图像标识均匀设置于第二图像标识的周围，在多个图像标识中，第一图像标识的面积最大，第二图像标识的面积最小。

在一些可选实施方式中，定位参考区域为矩形，第一图像标识分别设置于定位参考区域的四个顶角所对应的位置区域。

在另一些可选实施方式中，图像标识还可以包括第三图像标识，第三图像标识设置在相邻的第一图像标识之间靠近定位参考区域边缘的位置，第三图像标识的面积小于第一图像标识的面积，大于或等于第二图像标识的面积。

在另一些可选实施方式中，图像标识还可以包括第四图像标识，在第三图像标识与第二图像标识之间设置有至少一个第四图像标识，第四图像标识的面积小于或等于第三图像标识的面积，第四图像标识的面积大于或等于第二图像标识的面积。

在另一些可选实施方式中，多个图像标识在定位参考区域中呈中心对称分布。

在另一些可选实施方式中，定位参考区域可以为正四边形。

在另一些可选实施方式中，多个图像标识在定位参考区域中的分布相对于定位参考区域的两条对角线均对称。

在另一些可选实施方式中，图像标识可以包括以下一项或多项：色块标识；条形码标识；二维码标识；图标标识；机器码标识；字符标识；纹路特征标识。

对于电子设备实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的电子设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。