范路生 张静远 王为如 吴佩璋

（1.海军工程大学 武汉 430000）（2.中国船舶集团有限公司第七一三研究所 郑州 450015）

1 引言

在传统物流行业中，叉车是一种工业的搬运车辆，常常被用来装卸、堆垛物品［2］。在新兴的无人物流行业中，叉车自主叉取货物可以节省大量的人力物力成本，提高效率［1］，货叉与货叉孔的高精度相对位姿估计是叉车自主叉取货物的关键问题。基于视觉的位姿估计具有精度高、成本低、非接触、实时性高、位姿信息量丰富等突出优点［3］。故本文提出了一种基于单目视觉的目标相对六维位姿估计方法，用来计算货叉与货叉孔的相对六维位姿。

在现有的大多数基于视觉的位姿估计方法中，有两个基本步骤：特征提取和位姿参数求解［4］。提取的特征分为合作目标特征和非合作目标特征两大类，基于合作目标特征的位姿估计方法需要在被测目标物上设置一些几何结构信息已知且能够在相机中完整清晰成像的合作标志。人为设置的标志点能大幅度提高目标的检测精度和位姿估计精度［5～6］，具有结构简单、特征明显、易于分辨以及测量精度高等优点。常见的合作标志包括十字、圆形、对角、Aruco码等［7］，相比于其他合作标志，Aru⁃co码角点可以提供丰富的位姿估计对应信息，同时其内部特有的二进制编码使得标志在错误检查和修正方面保持一定的稳定性。因此本文选择Aruco码作为合作标志，布设在货叉孔附近，相机布设在货叉附近。

提取的合作目标特征用于构建2D-3D对应关系，根据构建的对应关系实现位姿估计［4］。……