本技术涉及移动打印机领域，具体涉及一种移动打印机定位方法、打印方法、移动打印机以及芯片。
背景技术：
1、打印机是家庭或办公室常用工具，人们在外出或旅途中也经常遇到需打印的时候，而传统的打印机由于体积大而无法随身携带。传统的打印机在进纸的方向是打印机不动而纸张动，所以体积大，而且需要接电源，无法随身携带。而移动打印机则可以在纸张不动的情况下让打印头在纸张上移动完成打印，具有体积小巧、便于携带的优点。但是，移动打印机的打印精度太低，无法实现与传统打印机相媲美的效果。
2、目前，有基于视觉实现手持打印机定位的技术方案，比如cn113112545a-基于计算机视觉的手持移动打印装置定位方法，该方案使用单目相机实现打印机的定位，但是需要借助外部的标记图案才能实现。该方案只能实现厘米级的定位，这样的定位精度可能会导致打印内容出现错位等问题，明显无法满足移动打印机的打印需求。
技术实现思路
1、本技术提供了一种移动打印机定位方法、打印方法、移动打印机以及芯片，具体技术方案如下：
2、一种移动打印机定位方法，所述定位方法具体包括如下步骤：步骤s1，基于摄像头拍摄的图像，移动打印机获得实际打印数据，然后进入步骤s2；步骤s2，基于实际打印数据，移动打印机将其与内部已知数据进行匹配，如果匹配成功，则进入步骤s3；步骤s3，基于匹配结果，移动打印机求解摄像头相对于标准坐标系的坐标，然后进入步骤s4；步骤s4，基于摄像头相对于标准坐标系的坐标，移动打印机根据摄像头与打印头的坐标变换函数求解打印头相对于标准坐标系的坐标，实现移动打印机的定位；其中，标准坐标系是基于内部已知数据构建的坐标系。
3、本技术所述的移动打印机定位方法，通过匹配在打印介质上的实际打印数据和移动打印机中储存的内部已知数据，获得摄像头相对于标准坐标系的坐标。由于标准坐标系是基于内部已知数据构建的，因此摄像头在该坐标系下的坐标能够真实地反映摄像头的位置。进而，根据摄像头与打印头的坐标变换函数所求解的打印头相对于标准坐标系的坐标也可以真实地反映打印头的位置，使得打印头可以准确地打印出当前坐标处的数据，即精确地实现了移动打印机的定位，大大提高了打印质量。
4、进一步地，在执行所述步骤s1之前，移动打印机判断能否从摄像头拍摄的图像中获取实际打印数据，若不能获取实际打印数据，则通过光流法进行定位，若能获取实际打印数据，则进入步骤s1。
5、进一步地，在所述步骤s2中，移动打印机判断匹配是否成功的方法具体包括：步骤s21，基于角点检测算法，移动打印机搜索实际打印数据的角点，然后进入步骤s22；步骤s22，基于实际打印数据的角点，移动打印机比较其与内部已知数据的角点之间的相关度，如果一对角点之间的相关度大于或等于预设值，则该对角点相匹配，当相匹配的角点数量大于或等于预设数量时，实际打印数据和内部已知数据匹配成功；其中，内部已知数据的角点通过角点检测算法获得。对实际打印数据和内部已知数据进行角点匹配，以准确找到实际打印数据在内部已知数据的相应位置。
6、进一步地，所述步骤s22具体包括：步骤s221，基于最近一次求解的打印头相对于标准坐标系的坐标以及摄像头与打印头的坐标变换函数，移动打印机确定摄像头在标准坐标系下能够拍摄到的内部已知数据的范围，然后提取所述范围中的内部已知数据的角点，然后进入步骤s222；步骤s222，基于归一化互相关算法，移动打印机遍历计算实际打印数据的角点与所述范围中的内部已知数据的角点的相关度；步骤s223，基于相关度计算结果，如果一对角点之间的相关度大于或等于预设值，则该对角点相匹配，当相匹配的角点数量大于或等于预设数量时，实际打印数据和内部已知数据匹配成功。确定摄像头在标准坐标系下能够拍摄到的内部已知数据的范围，可以大大降低全局搜索的算力消耗，提升计算效率。
7、进一步地，所述步骤s223还包括：基于相关度计算结果，移动打印机通过solvepnp算法去除相匹配的角点中的外点，得到校准后的匹配角点；其中，校准后的匹配角点包括实际打印数据的匹配角点和内部已知数据的匹配角点。去除非正常的点，减小后续计算误差。
8、进一步地，在所述步骤s22中，当相匹配的角点数量小于预设数量时，实际打印数据和内部已知数据匹配不成功，移动打印机通过光流法进行定位。提高移动打印机定位鲁棒性。
9、进一步地，在所述步骤s3中，移动打印机求解摄像头相对于标准坐标系的坐标的方法具体包括：步骤s31，基于实际打印数据的匹配角点和内部已知数据的匹配角点，移动打印机求解单应矩阵，然后进入步骤s32；步骤s32，基于奇异值分解算法，移动打印机分解单应矩阵，得到旋转矩阵和平移向量，然后进入步骤s33；其中，旋转矩阵和平移向量用于将一个坐标从摄像头坐标系转换到标准坐标系下、或者将一个坐标从标准坐标系转换到摄像头坐标系下；步骤s33，基于旋转矩阵和平移向量，移动打印机将摄像头的坐标从摄像头坐标系转换到标准坐标系下；其中，摄像头坐标系是基于摄像头构建的坐标系，摄像头的坐标是摄像头坐标系的原点。获得摄像头在内部已知数据中的坐标，为后续准确获得打印头的坐标做好铺垫。
10、进一步地，在所述步骤s4中，摄像头与打印头的坐标变换函数的获取方法具体包括：步骤s41，基于第一棋盘格，移动打印机打印第二棋盘格，同时根据打印角点时该角点相对于第一棋盘格的坐标计算获得摄像头相对于第一棋盘格的位姿，记为第一位姿，然后进入步骤s42；其中，第一棋盘格处于移动打印机的拍摄范围内，第一棋盘格中的角点坐标是已知的；步骤s42，当移动打印机能从摄像头拍摄的图像中获取第二棋盘格时，基于第二棋盘格的角点坐标，计算摄像头相对于第二棋盘格的位姿，记为第二位姿，然后进入步骤s43；步骤s43，基于第一位姿和第二位姿，移动打印机将第一位姿和第二位姿转换到摄像头坐标系下，获得第二棋盘格相对于第一棋盘格的位姿，记为第三位姿，然后进入步骤s44；其中，摄像头坐标系是基于摄像头构建的坐标系；步骤s44，基于第一位姿和第三位姿，移动打印机求解第一位姿的逆与第三位姿的乘积，获得摄像头与打印头的坐标变换函数。基于棋盘格标定的方法，可以快速且准确地获得将摄像头坐标转换成打印头坐标的函数。
11、一种移动打印机打印方法，所述打印方法包括所述的移动打印机定位方法，所述打印方法包括：移动打印机一边移动一边持续对打印头进行定位，然后基于打印头相对于标准坐标系的坐标，打印该坐标处的数据；在完成当前扫描线的打印时，移动打印机移动到下一条扫描线上，然后继续执行打印操作直至触发停止打印指令；其中，扫描线是移动打印机在打印时虚拟出的一条行走直线。
12、一种移动打印机，所述移动打印机用于实现所述的移动打印机定位方法、或者所述的移动打印机打印方法，所述移动打印机包括打印机本体、控制模块、存储器、打印头、摄像头以及驱动轮；其中，存储器，设置在打印机本体内部，用于储存内部已知数据；打印头，设置在打印机本体下方，用于在控制模块的控制下根据内部已知数据打印实际打印数据；摄像头，设置在打印机本体侧面，用于拍摄实际打印数据；驱动轮，设置在打印机本体下方，用于带动打印机本体移动；控制模块，设置在打印机本体内部，跟存储器、打印头、摄像头和驱动轮分别连接，用于根据内部已知数据和实际打印数据对打印头进行定位。
13、本技术所述的移动打印机，通过摄像头获取在打印介质上的实际打印数据，然后将其与存储器中的内部已知数据进行匹配，获得摄像头相对于标准坐标系的坐标。由于标准坐标系是基于内部已知数据构建的，因此摄像头在该坐标系下的坐标能够真实地反映摄像头的位置。进而，根据摄像头与打印头的坐标变换函数所求解的打印头相对于标准坐标系的坐标也可以真实地反映打印头的位置，使得打印头可以准确地打印出当前坐标处的数据，即精确地实现了移动打印机的定位，大大提高了打印质量。
14、进一步地，所述移动打印机包括两个摄像头，所述两个摄像头设置在打印机本体两个不同的侧面上，其中一个摄像头能够拍摄到前一条扫描线上的实际打印数据，另一个摄像头能够拍摄到当前扫描线上的实际打印数据；其中，扫描线是移动打印机在打印时虚拟出的一条行走直线。两个摄像头可以获取更多的且角度不同的实际打印数据，提高定位的成功率和准确性。
15、一种芯片，所述芯片储存有计算机程序代码，所述计算程序代码被执行时实现所述的移动打印机定位方法的步骤、或者所述的移动打印机打印方法的步骤。本技术所述的芯片，使得安装有该芯片的移动打印机可以实现高精度的定位，满足移动打印机的打印需求。