监控导航机载标签及监控导航系统的制作方法

本发明实施例涉及计算机导航技术领域，尤其涉及一种监控导航机载标签及监控导航系统。

背景技术：

机器的导航系统是机器的“眼睛”，多技术结合是未来发展的方向。导航系统负责向机器提供参考坐标系的位置、速度、移动姿态等矢量信息，引导机器按照指定航线移动，相当于有人机系统中的领航员。

现有技术，每个机器上有自定位传感器，可以给出自己的位置；监控摄像头根据机器通报的位置及误差范围，在此范围图像内识别的机器就是相应编号的机器。但是，如果机器的自定位传感器不够精确，误差太大，经此范围可能有多台机器，导致无法确定机器的编号。

技术实现要素：

本发明实施例提供监控导航方法及系统，用以解决现有技术中机器导航定位不准确的问题，以起到更好进行机器导航的有益效果。

根据本发明实施例的第一个方面，提供一种监控导航机载标签，上标签区域、编码标签区域和下标签区域：

上标签区域为长方形，由n个第一颜色和第二颜色的矩形格子并列构成；

下标签区域为长方形，由n个第一颜色和第二颜色的矩形格子并列构成；

上标签区域与下标签区域并列对其设置，共同构成姿态标签区域，姿态标签区域四个角上为分别为一个第一颜色矩形格子，两个第一颜色矩形格子，三个第一颜色矩形格子和一个第一颜色矩形格子；方位标签区域四个角与监控摄像头的相对位置用于表征监控导航机载标签所属机器的当前姿态；

编码标签区域为矩形，置于上标签区域和下标签区域之间，编码标签区域由m行，每行n-2个第一颜色矩形格子和第二颜色矩形格子组合构成；编码标签区域最上一行中n-2个矩形格子与上标签区域中除去两头矩形格子的其余矩形格子对齐；编码标签区域最下一行中n-2个矩形格子与下标签区域中除去两头矩形格子的其余矩形格子对齐；其中m为正整数；编码标签区域中矩形格子的组合用于表征机器编码，所述机器编码唯一且与监控导航机载标签所属机器对应。

进一步，编码标签区域中第一颜色的矩形格子代表1，第二颜色的矩形格子代表0，编码标签区域内各矩形格子所代表数字顺序组合所获得的数字串用于表征机器编码。

根据本发明的第二个方面，提供一种监控导航系统，包括控制中心、至少一个监控摄像头和监控导航机载标签，监控导航机载标签置于目标机器上：

控制中心获取目标机器当前的第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息；

控制中心基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；

控制中心控制监控摄像头基于目标机器对应的监控导航机载标签实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；

控制中心基于第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息实现目标机器导航路径的生成或修改。

其中，监控导航机载标签，包括上标签区域、编码标签区域和下标签区域：

上标签区域为长方形，由n个第一颜色和第二颜色的矩形格子并列构成；

下标签区域为长方形，由n个第一颜色和第二颜色的矩形格子并列构成；

上标签区域与下标签区域并列对其设置，共同构成姿态标签区域，姿态标签区域四个角上为分别为一个第一颜色矩形格子，两个第一颜色矩形格子，三个第一颜色矩形格子和一个第一颜色矩形格子；方位标签区域四个角与监控摄像头的相对位置用于表征监控导航机载标签所属机器的当前姿态；

编码标签区域为矩形，置于上标签区域和下标签区域之间，编码标签区域由m行，每行n-2个第一颜色矩形格子和第二颜色矩形格子组合构成；编码标签区域最上一行中n-2个矩形格子与上标签区域中除去两头矩形格子的其余矩形格子对齐；编码标签区域最下一行中n-2个矩形格子与下标签区域中除去两头矩形格子的其余矩形格子对齐；其中m为正整数；编码标签区域中矩形格子的组合用于表征机器编码，所述机器编码唯一且与监控导航机载标签所属机器对应。

进一步，监控摄像头还用于获取当目标机器按照当前导航路径继续移动会遇到的障碍物的粗略信息；

控制中心将障碍物的粗略信息发送给目标机器，目标机器获取障碍物的具体信息；控制中心基于障碍物的具体信息修改目标机器导航路径。

进一步，当监控摄像头为多个时；控制中心还用于：优先靠近多个监控摄像头连线所构成的路径，生成或修改目标机器导航路径。

进一步，所述控制中心还用于：

当目标机器处于任一监控摄像头可拍照范围内时内时，基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；

当目标机器处于任一监控摄像头都不可拍照范围内时内时，基于目标机器历史位置信息、历史姿态信息和历史速度信息计算目标机器当前大致位置信息，基于大致位置信息选区目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头。

进一步，所述控制中心还用于：将大致位置信息发送给大致位置信息周边的各个监控摄像头；以供各个监控摄像头基于大致位置信息进行对目标机器信息的获取。

进一步，目标机器上设置有避障传感器，用于获取障碍物的具体信息；避障传感器为超声波传感器、红外线传感器、雷达传感器和摄像头中的一种或多种的组合。

进一步，所述控制中心和机器处于一个通过的无线网络中，外部无权限设备无法访问无线网络的内容；控制中心能够跨到外网，与其余业务对接。

进一步，机器的机身上有用于图像识别且与机器编码一一对应的标签图案，以供监控摄像头识别。

本发明实施例提供监控导航机载标签及监控导航系统，所述标签与每台目标机器一一对应，其中含有监控摄像头方便图像识别的标签图案，以让控制中心能够根据图像识别机器，计算出机器的位置、姿态和速度，同时能从图像中识别出机器编码。本发明解决了用以解决现有技术中机器编号识别及导航定位不准确的问题，具有更好进行机器编号识别及导航的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明监控导航机载标签的一实施例结构示意图；

图2为本发明监控导航系统的一实施例结构示意图；

图3为本发明电子设备的实施例实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

机器导航是指机器在移动过程中确定其位置、姿态和速度的方法或过程，涉及数学、力学、光学、电子学、自动控制及计算机等多个学科。导航系统的性能直接决定了机器是否能完成任务，因为机器只能依靠导航信号实现自动移动。

但是，现有技术，每个机器上有自定位传感器，可以给出自己的位置；监控摄像头根据机器通报的位置及误差范围，在此范围图像内识别的机器就是相应编号的机器。但是，如果机器的自定位传感器不够精确，误差太大，经此范围可能有多台机器，导致无法确定机器的编号。

为解决上述至少一个技术问题，本发明提供一种监控导航机载标签及系统，所述标签与每台目标机器一一对应，其中含有监控摄像头方便图像识别的标签图案，以让控制中心能够根据图像识别机器，计算出机器的位置、姿态和速度，同时能从图像中识别出机器编码。

如图1，示出本发明具体实施例监控导航机载标签的一实施例结构示意图。整体上，包括上标签区域a11、编码标签区域a13和下标签区域a12：

上标签区域a11为长方形，由n个第一颜色和第二颜色的矩形格子并列构成；例如，第一颜色和第二颜色可以分别为红色和白色；

下标签区域a12为长方形，由n个第一颜色和第二颜色的矩形格子并列构成；

上标签区域域a11与下标签区域域a12并列对其设置，共同构成姿态标签区域，姿态标签区域四个角上为分别为一个第一颜色矩形格子，两个第一颜色矩形格子，三个第一颜色矩形格子和一个第一颜色矩形格子；方位标签区域四个角与监控摄像头的相对位置用于表征监控导航机载标签所属机器的当前姿态；便于监控摄像头区分编码时的方位。

编码标签区域a13为矩形，置于上标签区域a11和下标签区域a12之间，标签区域由m行，每行n-2个第一颜色矩形格子和第二颜色矩形格子组合构成；编码标签区域a13最上一行中n-2个矩形格子与上标签区域a11中除去两头矩形格子的其余矩形格子对齐；编码标签区域a13最下一行中n-2个矩形格子与下标签区域a12中除去两头矩形格子的其余矩形格子对齐；其中m为正整数；编码标签区域中矩形格子的组合用于表征机器编码，所述机器编码唯一且与监控导航机载标签所属机器对应。

其中，第一颜色和第二颜色矩形格子的颜色只要相互能够区分就可以，其他任一两种颜色不同矩形格子的组合都可以等同为本方案的保护范围，本发明实施例不作具体限定。格子都是矩形的，主要是矩形才好计算标签姿势的三个参数航向角、俯仰角及翻滚角(偏转、俯仰、倾斜)。

进一步地，标签用四个红色矩形格子作为四个角，以方便在目标机器还没有完全进入摄像头视野时就可以检测到机器。

进一步地，基于对机载标签地识别，可以识别出目标机器当前的位置信息、速度信息和姿态信息。

在本发明任一上述具体实施例的基础上，提供一种监控导航机载标签：

编码标签区域a13中第一颜色的矩形格子代表1，第二颜色的矩形格子代表0，编码标签区域a13内各矩形格子所代表数字顺序组合所获得的数字串用于表征机器编码。

其中，1和0的具体数值只要相互能够区分就可以，其他任一两种数字的组合都可以等同为本方案的保护范围，本发明实施例不作具体限定。

如图2，示出本发明具体实施监控导航系统整体结构示意图。整体上，包括控制中心a01、至少一个监控摄像头a02和和监控导航机载标签a03，监控导航机载标签a03置于目标机器上：

控制中心a01获取目标机器当前的第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息；

控制中心a01基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头a02；

控制中心a01控制监控摄像头a02基于目标机器对应的监控导航机载标签a03实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；

控制中心a01基于第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息实现目标机器导航路径的生成或修改。

其中，监控导航机载标签，包括上标签区域、编码标签区域和下标签区域：

上标签区域为长方形，由n个第一颜色和第二颜色的矩形格子并列构成；

下标签区域为长方形，由n个第一颜色和第二颜色的矩形格子并列构成；

上标签区域与下标签区域并列对其设置，共同构成姿态标签区域，姿态标签区域四个角上为分别为一个第一颜色矩形格子，两个第一颜色矩形格子，三个第一颜色矩形格子和一个第一颜色矩形格子；方位标签区域四个角与监控摄像头的相对位置用于表征监控导航机载标签所属机器的当前姿态；

编码标签区域为矩形，置于上标签区域和下标签区域之间，编码标签区域由m行，每行n-2个第一颜色矩形格子和第二颜色矩形格子组合构成；编码标签区域最上一行中n-2个矩形格子与上标签区域中除去两头矩形格子的其余矩形格子对齐；编码标签区域最下一行中n-2个矩形格子与下标签区域中除去两头矩形格子的其余矩形格子对齐；其中m为正整数；编码标签区域中矩形格子的组合用于表征机器编码，所述机器编码唯一且与监控导航机载标签所属机器对应。

该实施例中监控导航方法是为在进行机器导航路径的生成或修改时，考虑到机器自身定位不准确的问题，基于预先布置的监控摄像头实现对于目标机器导航路径的生成或修改。

进一步地，对于目标机器当前第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息的获取是为了定位能够预先设置、且能够获取到目标机器的相应目标机器；目标机器当前第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息的获取既可以为目标机器主动上报、也可以为控制中心或服务器主动获取；具体存储方式本发明实施例不作具体限定。

又进一步地，控制中心或服务器基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头。

再进一步的，控制监控摄像头实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；以供控制中心或服务器基于更加准确的第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息实现目标机器位置、姿态和速度的准确计算，同时校正机载导航系统。

其中，红白矩形格子的颜色只要相互能够区分就可以，其他任一两种颜色不同矩形格子的组合都可以等同为本方案的保护范围，本发明实施例不作具体限定。

进一步地，标签用四个红色矩形格子作为四个角，以方便在目标机器还没有完全进入摄像头视野时就可以检测到机器。

进一步地，基于对机载标签地识别，可以识别出目标机器当前的位置信息、速度信息和姿态信息。

在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，其特征在于，监控摄像头还用于获取当目标机器按照当前导航路径继续移动会遇到的障碍物的粗略信息；

控制中心将障碍物的信息发送给目标机器，目标机器获取障碍物的具体信息；控制中心基于障碍物的具体信息修改目标机器导航路径。

其中，当目标机器按照当前的导航路径进行前进时，如果将要遇到障碍物，因为监控摄像头视野更大，能够预先获得障碍物的信息，将障碍物的信息发送给目标机器，目标机器基于自身的传感器(例如超声波传感器、红外线传感器、雷达传感器和摄像头中的一种或多种的组合)获取障碍物实时信息。其中所述障碍物信息和实时信息中可以包括位置信息、高度信息、体积信息、形状信息、速度信息等等，本发明实施例不作具体限定。

在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，当监控摄像头为多个时；控制中心还用于：优先靠近多个监控摄像头连线所构成的路径，生成或修改目标机器导航路径。

在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，控制中心生成或修改目标机器导航路径时优先在任一监控摄像头可拍照范围内时内。

在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，控制中心生成的导航路径，目标机器可以根据障碍自主修改局部导航路径。

在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，所述控制中心还用于：

当目标机器处于任一监控摄像头可拍照范围内时内时，基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；

当目标机器处于任一监控摄像头都不可拍照范围内时内时，基于目标机器历史位置信息、历史姿态信息和历史速度信息计算目标机器当前大致位置信息，基于大致位置信息选区目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头。

在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，所述控制中心还用于：将大致位置信息发送给大致位置信息周边的各个监控摄像头；以供各个监控摄像头基于大致位置信息进行对目标机器信息的获取。

在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，目标机器上设置有避障传感器，用于获取障碍物的具体信息；避障传感器为超声波传感器、红外线传感器、雷达传感器和摄像头中的一种或多种的组合。

在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，所述控制中心和机器处于一个通过的无线网络中，外部无权限设备无法访问无线网络的内容；控制中心能够跨到外网，与其余业务对接。

在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，机器的机身上有用于图像识别且与机器编码一一对应的标签图案，以供监控摄像头识别。

在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，控制中心用于：

定时与每个机器通讯，告诉机器其任务路径、位置、姿态和速度：

启动时：(a)通知每个机器，控制中心启动，要每个机器上报位置、姿态和速度；(b)得到每个机器位置、姿态和速度后，精确计算机器的位置、姿态和速度；

作业时：(a)对处于任一监控摄像头可拍照范围内时的机器，按位置及误差定位所在摄像头进行目标检测；(b)对处于任一监控摄像头都不可拍照范围内时的机器，估计位置、姿态、速度和误差，通报其最近的摄像头。

在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，机器用于：

启动时：(a)通知控制中心本机器启动，上报机器编码、位置、姿态；(b)获取最近摄像头；

任务时：定时与控制中心通讯，告诉其当前位置、姿态和速度。

在本发明上述任一具体实施例的基础上，给出一种监控导航实例。采用监控摄像头进行导航。监控摄像头作为上帝之眼，为目标机器定位，对目标机器提供位置、姿态和速度信息。作业流程如下。

(1)用户按按键发出机器作业任务要求；

(2)业务中心按业务规定允许/拒绝此项作业任务；

(3)如果要发物资，选择空余并且有足够电量的机器，控制中心向机器发出任务通知；

(4)机器前往物资发放处；

(5)发放物资，控制中心向机器给出出发信号；

(6)控制中心给出全局路径；

(7)机器按全局路径前往目的地；

(8)路途中发现障碍，修改局部路径；

(9)机器到达目的地，向控制中心发出通知；

(10)物资处理完毕，向控制中心给出信号；

(11)结束本次任务。

图3为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)310、通信接口(communicationsinterface)320、存储器(memory)330和通信总线340，其中，处理器310，通信接口320，存储器330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储在存储器330上并可在处理器310上运行的计算机程序，以执行上述各实施例提供的传输方法，例如包括：获取目标机器当前的第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息；基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；控制监控摄像头实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；基于第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息实现目标机器导航路径的生成或修改。

此外，上述的存储器330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的传输方法，例如包括：获取目标机器当前的第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息；基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；控制监控摄像头实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；基于第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息实现目标机器导航路径的生成或修改。

以上所描述的装置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实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。