[发明专利]用于对象姿态估计的方法和设备

权利要求书

1.一种用于根据输入图像估计对象的姿态并存储对象姿态估计的方法，包括：

输入包含对象的图像；

创建所输入图像的二值掩码；

从所述输入图像的所述二值掩码中提取单线组，每条单线表示所述输入图像中的所述对象的内轮廓和外轮廓中的点；

将所述单线组连接成被表示为双线矩阵的网格；

将两个双线矩阵进行比较，以产生一组候选姿态；以及

产生对象姿态估计，并存储所述对象姿态估计。

2.根据权利要求1所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：输入所述对象的多幅图像，每幅图像包含的所述对象的视图与所述多幅图像中的其它每幅图像中的视图不同。

3.根据权利要求2所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：使用所述对象的CAD模型来生成所述对象的多幅图像中的每幅图像中的视图。

4.根据权利要求2所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：使用装配有照相机的机器人来生成所述对象的多幅图像中的每幅图像中的视图。

5.根据权利要求1所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：检测所述输入图像中的对象并且计算所述对象的边界框。

6.根据权利要求1所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：提取所述对象的内轮廓和外轮廓。

7.根据权利要求1所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：通过将所述姿态估计建模为能量函数的优化来精化所述对象姿态估计。

8.根据权利要求7所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：迭代地计算姿态估计以最小化所述能量函数的能量值。

9.根据权利要求8所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：计算速度旋量以迭代地计算姿态估计。

10.根据权利要求7所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：使用绘制应用编程接口API将所述对象的模型轮廓曲线投影到虚拟图像中。

11.一种用于根据输入图像估计对象的姿态并存储对象姿态估计的设备，包括：

处理器，其执行以下处理：

接收包含对象的输入图像；

创建所述输入图像的二值掩码；

从所述输入图像的二值掩码中提取单线组，每条单线表示所述输入图像中的所述对象的内轮廓和外轮廓中的点；

将所述单线组连接成被表示为双线矩阵的网格；

将两个双线矩阵进行比较，以产生一组候选姿态；以及

产生对象姿态估计；以及

存储器，其存储所述对象姿态估计。

12.根据权利要求11所述的用于估计对象的姿态的设备，其中，所述处理器接收所述对象的多幅图像，每幅图像包含的所述对象的视图与所述多幅图像中的其它每幅图像中的视图不同。

13.根据权利要求12所述的用于估计对象的姿态的设备，还包括存储所述对象的CAD模型的存储装置，并且所述处理器使用所述对象的CAD模型来生成所述对象的多幅图像中的每幅图像中的视图。

14.根据权利要求12所述的用于估计对象的姿态的设备，还包括装配有照相机的机器人，所述照相机生成所述对象的多幅图像中的每幅图像中的视图。

15.一种用于精化对象的估计姿态的方法，包括：

输入处于估计姿态的对象的图像、所述对象的模型和照相机的参数，其中所述照相机用于拍摄处于所述估计姿态的所述对象的图像；

使用所述照相机的参数和初始姿态参数来将所述对象的模型投影到所述对象的虚拟图像中，以获得二值掩码图像和图像深度信息；

使用所述二值掩码图像和所述图像深度信息来将所述初始姿态参数更新为新的姿态参数，并且迭代地更新所述新的姿态参数以最小化能量函数或者直到达到最大迭代次数。

16.根据权利要求15所述的用于精化对象的估计姿态的方法，还包括：

使用成本函数计算所述对象内部和外部的平均值；以及

使用所述图像深度信息、根据所述二值掩码图像和3D轮廓点计算所述对象的轮廓C。