[发明专利]一种三维物体描述方法及装置

说明书

本发明提供一种三维物体描述方法及装置，涉及图像处理技术领域，用以提高对三维物体描述的准确性。本发明的三维物体描述方法，包括：确定三维物体在识别场景中可能被观察到的视线方向；确定所述三维物体在每一视线方向上的特征点和可见点；根据所述三维物体在每一视线方向上的特征点和可见点，确定所述每一视线方向对应的多个三点特征，所述多个三点特征由所述每一视线方向上的多个三点组合确定，所述三点组合包括任意一个特征点和任意两个可见点；将所有视线方向上的三点特征存储为所述三维物体的描述符。本发明主要用于三维物体识别和姿态估计技术中。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种三维物体描述方法及装置。

背景技术

3D(three dimension，三维)物体识别和姿态估计是机器人及工业应用中的关键步骤。现有技术中，通常采用的一种3D物体识别和姿态估计的方法是基于点对特征(PPF)的方法。

在基于点对特征的三维物体描述方法中，利用从三维物体上获取的点对特征构造基于PPF的模型，并识别场景中的点对特征进行匹配。进而，确定描述该三维物体的点对特征。

但是，在实现本发明的过程中发明人发现，基于点对特征的描述方法在描述三维物体时受限于三维物体图像颜色、物体平面的限制等，导致利用点对特征描述的三维物体不准确。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种三维物体描述方法及装置，以提高对三维物体描述的准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种三维物体描述方法，包括：

确定三维物体在识别场景中可能被观察到的视线方向；

确定所述三维物体在每一视线方向上的特征点和可见点；

根据所述三维物体在每一视线方向上的特征点和可见点，确定所述每一视线方向对应的多个三点特征，所述多个三点特征由所述每一视线方向上的多个三点组合确定，所述三点组合包括任意一个特征点和任意两个可见点；

将所有视线方向上的三点特征存储为所述三维物体的描述符。

其中，所述确定所述三维物体在每一视线方向上的特征点，包括：

获取所述三维物体在所述每一视线方向上的深度图像；

对于所述深度图像中的每个像素点，计算所述每个像素点在预设邻域范围内的距离不连续性值；

若所述每个像素点中的第一像素点的距离不连续性值大于预设阈值，则将所述第一像素点作为特征点。

其中，所述根据所述三维物体在每一视线方向上的特征点和可见点，确定所述每一视线方向对应的多个三点特征，包括：

在所述三维物体在每一视线方向上的所有特征点和所有可见点中，任意选取一个特征点和两个可见点，形成多个三点组合；

利用每一个三点组合中所述一个特征点和两个可见点之间的几何关系以及所述一个特征点和两个可见点构成的三角面片的法向量，确定所述每一视线方向对应的多个三点特征。

其中，所述三点特征表示为：

F(P₀,P₁,P_e)＝(L₀,L₁,L₂,θ)＝(||P_e,P₀||,||P_e,P₁||,||P₀,P₁||∠(n,o_k))