[发明专利]机器人及其位姿计算方法、位姿计算装置在审

专利信息
申请号: 202110257988.X 申请日: 2021-03-09
公开(公告)号: CN113313766A 公开(公告)日: 2021-08-27
发明(设计)人: 刘拓;骆敏舟;郭发勇;李涛;刘露 申请(专利权)人: 常州龙源智能机器人科技有限公司
主分类号: G06T7/80 分类号: G06T7/80;G06T7/70
代理公司: 常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙) 32231 代理人: 张励
地址: 213002 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 机器人 及其 计算方法 计算 装置
【说明书】:

发明提供一种机器人位姿计算方法、位姿计算装置,所述方法包括:获取所要识别物体的三维CAD模型;根据位姿范围内对三维CAD模型对应的图像金字塔由底层至最高层的图像进行依次采样,并对相似度超过阈值的图像进行合并以建立分层视图;对分层视图中每层的每个视图投影生成二维匹配模板;将虚拟摄像机拍摄的图像对应的图像金字塔与二维匹配模板进行匹配,以获取二维匹配位姿;根据虚拟摄像机的参数和和二维匹配位姿计算物体的三维位姿,进而获取机器人的三维位姿。该方法将所要识别物体的CAD模型和虚拟相机拍摄得到的图像进行匹配,从而达到根据单个图像即可可靠地识别物体的三维位姿的目的,进而可以准确地获取物体的三维位姿。

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域,具体涉及一种机器人的位姿计算方法、一种机器人的位姿计算装置、一种机器人和一种非临时性计算机可读存储介质。

背景技术

确定三维物体的位姿在现在的很多工业场合都有应用,如工业机械手的抓取等,面对日益增长的机器视觉技术在工业和医疗机械臂上的应用,需要有稳定的三维物体识别位姿计算方法。

相关技术中,一般是通过摄像机获取的多张图像,根据多张图像获取物体在相机坐标系的坐标后,进行多次坐标转换后获取物体的三维位姿。该方式需要多张图像,增加了处理过程中算法的复杂性和运行的时间。

发明内容

本发明为解决上述技术问题,本发明的第一个目的在于提出一种数据的同步方法,该方法可以用于识别单幅相机图像中的三维对象,将所要识别物体的CAD模型和虚拟相机拍摄得到的图像进行匹配,从而达到根据单个图像即可可靠地识别物体的三维位姿的目的,进而可以准确地获取物体的三维位姿,且预先计算将摄像机放置在虚拟观察球表面的视图并自动生成分层模型来降低算法的复杂性,算法简单、运行时间短,在短时间内即可识别物体的三维姿态,可以应用于实时识别,且对图像的噪声、杂波和纹理干扰或者当物体的一部分被遮挡时具有鲁棒性,显著提升了工业过程的自动化水平。

本发明的第二个目的在于提出一种机器人的位姿计算装置。

本发明的第三个目的在于提出一种机器人。

本发明的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

本发明的第五个目的在于提出一种计算机设备。

本发明采用的技术方案如下:

本发明的第一方面的实施例提出了一种机器人的位姿计算方法,所述机器人包括单幅虚拟摄像机,所述方法包括以下步骤:获取所要识别物体的三维CAD(Computer-AidedDesign,计算机辅助设计)模型;建立所述虚拟摄像机的虚拟球面视图,并获取虚拟摄像机观测到虚拟球面视图中心物体的位姿范围;根据所述位姿范围内对所述三维CAD模型对应的图像金字塔由底层至最高层的图像进行依次采样,并对相似度超过阈值的图像进行合并,以通过视图树的形式建立分层视图;对所述分层视图中每层的每个视图投影生成二维匹配模板;获取所述虚拟摄像机拍摄的图像及其对应的图像金字塔;将所述虚拟摄像机拍摄的图像对应的图像金字塔与所述二维匹配模板进行匹配,以获取二维匹配位姿;根据所述虚拟摄像机的参数和和二维匹配位姿计算所述物体的三维位姿;根据所述物体的三维位姿获取所述机器人的三维位姿。

本发明上述提出的机器人的位姿计算方法还可以具有如下附加技术特征:

根据本发明的一个实施例,建立所述虚拟摄像机的虚拟球面视图,包括:所述物体位于球心,所述虚拟摄像机位于球面上,将所述物体投影到虚拟摄像机的像平面上以获取所述虚拟球面视图。

根据本发明的一个实施例,获取所述虚拟摄像机拍摄的图像对应的图像金字塔,包括:识别所述虚拟摄像机拍摄的图像的目标,产生其图像金字塔,并计算其相对于相机坐标系的三维位姿。

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