[发明专利]用于检测和跟踪一个物体上多个部位的系统和方法

权利要求书

1.一种检测一个物体的至少一个预定部位的姿势的方法，包括步骤：

a)从由第一图像传感器拍摄的第一图像中，提取出第一物体形状；

b)计算所述第一物体形状一个预定区域内的所述预定部位的一个特征尺寸值；

c)根据所述特征尺寸值，构建一个掩膜；

d)通过将所述掩膜应用在所述第一物体形状上，从所述第一物体形状中提取出所述预定部位的一个轮廓；

e)在所述预定部位的所述轮廓中，找到至少一个预定特征点，从而检测出所述预定部位的所述姿势。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：

a)从所述第一图像传感器获得一系列帧；

b)在所述多个帧上，重复权利要求1的步骤(b)、(c)、(d)和(e)；

其中，对于每个所述帧，所述特征尺寸值是重新计算的，所述掩膜是重新构建的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算特征尺寸值的步骤还包括以下步骤：

a)确定所述物体的一个参考部位的参考值；所述参考部位不同于所述至少一个预定部位；

b)根据所述参考值，计算多个阈值。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述计算特征尺寸值的步骤还包括以下步骤：

a)根据第一组所述多个阈值，确定多个分割边界；

b)根据所述分割边界，从所述第一物体形状中提取出所述预定区域；

c)根据第二组所述多个阈值，识别出所述预定区域内的所述至少一个预定部位；

d)测量所述预定区域内的所述至少一个预定部位的尺寸值；

e)根据所述预定区域内的所述预定部位的所述尺寸值，计算所述特征尺寸值。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括步骤：将扫描线放在所述多个分割边界之间，使用快速分割算法；其中所述预定区域是在所述扫描线和所述第一物体形状的顶边界之间的一个区域。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述快速分割算法选自以下：二进制分割算法、黄金分割算法。

7.根据权利要求4所述的方法，其中所述计算特征尺寸值的步骤还包括以下步骤：

a)根据所述预定区域内的所述至少一个预定部位的所述尺寸值，计算一组区别因子；

b)计算所述特征尺寸值，即所述尺寸值的加权平均，其中所述加权平均的加权因子是基于所述组区别因子和裕度系数的。

8.根据权利要求4所述的方法，还包括步骤：根据所述特征尺寸值，更新所述第一组和所述第二组多个阈值。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述构建掩膜的步骤还包括以下步骤：

a)在所述第一物体形状上执行腐蚀操作，因而生成一个腐蚀形状；

b)在所述腐蚀形状上执行膨胀操作，因而生成所述掩膜；

其中所述腐蚀操作和所述膨胀操作的结构元素的大小是基于所述特征尺寸值的。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述结构元素的大小是所述特征尺寸值的一半。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述找到至少一个预定特征点的步骤还包括以下步骤：

a)在所述预定部位的所述轮廓中，找到所述物体的每个预定部位；

b)对于所述第一图像中的所述每个预定特征点，确定至少一个第一特征点位置。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：

a)从由第二图像传感器拍摄的第二图像中，提取出所述物体的第二物体形状；

b)计算所述第二物体形状第二预定区域内的所述预定部位的第二特征尺寸值；

c)根据所述第二特征尺寸值，构建第二掩膜；

d)通过将所述第二掩膜应用在所述第二物体形状上，从所述第二物体形状中提取出所述预定部位的第二轮廓；

e)在所述预定部位的所述第二轮廓中，找到至少一个预定特征点；

f)对于所述第二图像内的每个所述预定特征点，确定至少一个第二特征点位置；

g)根据所述第一特征点位置和所述第二特征点位置，确定每个所述特征点的三维坐标。

其中所述第一图像和所述第二图像是同时拍摄的，所述第二图像传感器和所述第一图像传感器相隔一个预定距离。