[发明专利]刚体运动捕捉方法及装置、AGV位姿捕捉系统

说明书

本发明公开了一种刚体运动捕捉方法及装置、AGV位姿捕捉系统。获取光学标志在各个图像中成像的二维位置信息；根据已知刚体在上一时刻的位姿信息预测得到已知刚体上的光学标志在当前时刻的预测三维位置信息；将已知刚体上的光学标志的预测三维位置信息转换为预测二维位置信息；将已知刚体上的光学标志的预测二维位置信息与成像的二维位置信息进行匹配，确定已知刚体上的光学标志在各个图像中成像的二维位置信息；将已知刚体上的光学标志在各个图像中成像的二维位置信息转换为三维位置信息；根据预先存储的已知刚体上的光学标志之间的位置关系及三维位置信息，确定已知刚体在当前时刻的位姿信息。本发明解决了运动捕捉系统的工作效率较低的问题。

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域，特别涉及一种刚体运动捕捉方法及装置、AGV位姿捕捉系统。

背景技术

运动捕捉是一种测量、跟踪和记录物体在三维空间中的运动轨迹的技术，运动捕捉系统即对物体的运动状态，诸如速度、加速度和位置等进行测量的系统。根据工作原理的不同，运动捕捉系统可以分为机械式运动捕捉系统、声学式运动捕捉系统、电磁式运动捕捉系统和光学式运动捕捉系统。其中，光学式运动捕捉系统因其受环境影响小、定位精度高和测量范围大等优点而被广泛应用。

相关技术中提供了一种应用于光学式运动捕捉系统的光学式运动捕捉方法，通过在刚体上设置多个相对位置固定的标志点，在多个相机采集到图像后，利用与每个相机一一对应绑定的微处理器对图像上的标志点进行检测，并采用极线距离方法或模型匹配方法对检测到的多个标志点进行匹配，获取匹配后的标志点在世界坐标系中的三维空间位置，根据多个标志点在不同时刻的三维空间位置，得到刚体的相关运动参数(包括运动速度和加速度等)。其中，刚体是指在运动中和受力作用后，形状和大小不变，且内部各点的相对位置不变的物体。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

相关技术中，由于极线距离方法或模型匹配方法的时间复杂度较高，当图像中的标志点个数较多或运动的刚体不唯一时，对检测到的标志点进行匹配的过程中耗费的时间度较长且匹配难度较大，导致运动捕捉系统的工作效率较低。

发明内容

本发明实施例提供了一种刚体运动捕捉方法及装置、AGV位姿捕捉系统，可以解决相关技术中运动捕捉系统的工作效率较低的问题。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种刚体运动捕捉方法，所述方法包括：

基于多个图像采集设备在当前时刻对刚体上的光学标志进行图像采集得到的各个图像，获取所述光学标志在所述各个图像中成像的二维位置信息，每个所述刚体上设置有多个光学标志，所述多个光学标志唯一标识所述刚体，且所述多个光学标志能够指示所述刚体的不同运动方向；

根据所述刚体中已知刚体在上一时刻的位姿信息进行预测，得到所述已知刚体上的光学标志在所述当前时刻的预测三维位置信息，所述已知刚体为记录了上一时刻的位姿信息的刚体；

基于所述多个图像采集设备的参数信息，将所述已知刚体上的光学标志在所述当前时刻的预测三维位置信息转换为预测二维位置信息，所述参数信息包括内参和外参；

将所述已知刚体上的光学标志的预测二维位置信息与所述各个图像中成像的二维位置信息进行匹配，确定所述已知刚体上的光学标志在所述各个图像中成像的二维位置信息，同一个已知刚体上的光学标志在所述各个图像中成像的二维位置信息与预测二维位置信息之间的距离符合预设条件；

将所述已知刚体上的光学标志在所述各个图像中成像的二维位置信息，转换为所述已知刚体上的光学标志在所述当前时刻的三维位置信息；

根据预先存储的已知刚体上的光学标志之间的位置关系及所述已知刚体上的光学标志在所述当前时刻的三维位置信息，确定所述已知刚体在所述当前时刻的位姿信息。