[发明专利]一种面向物体位姿估计的合成数据模板库生成方法在审

专利信息
申请号: 202211496027.5 申请日: 2022-11-25
公开(公告)号: CN115908565A 公开(公告)日: 2023-04-04
发明(设计)人: 李婧源;郭楠;高天寒 申请(专利权)人: 东北大学
主分类号: G06T7/73 分类号: G06T7/73;G06T7/40;G06T7/70;G06T7/11;G06V10/75
代理公司: 沈阳东大知识产权代理有限公司 21109 代理人: 李在川
地址: 110819 辽宁*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 面向 物体 估计 合成 数据 模板 生成 方法
【权利要求书】:

1.一种面向物体位姿估计的合成数据模板库生成方法,其特征在于,包括:

步骤1:通过LineMOD Occlusion数据集进行合成场景的搭建;

步骤2:基于斐波那契网格的相机视点生成方法生成目标图像与目标模板;

步骤3:基于动态放大的区域剪裁算法来实现目标区域的获取;

步骤4:将获取到的目标图像和目标模板的路径名称、文件名称按顺序写入.txt文件中并保存,形成图像-模板匹配,生成最终的模板库。

2.根据权利要求1所述的一种面向物体位姿估计的合成数据模板库生成方法,其特征在于,所述步骤1包括:

步骤1.1:基于MeshLab提取LineMOD Occlusion数据集中目标物体3D模型的纹理信息;

步骤1.2:将纹理信息与3D模型一同导入至Unity中获得带有纹理信息的目标物体3D模型;

步骤1.3:以目标物体3D模型为中心,设置8个线性光源对目标物体3D模型实现光照;

步骤1.4:利用Unity Perception中的Perception Camera的脚本对相机进行绑定,完成合成场景的搭建。

3.根据权利要求1所述的一种面向物体位姿估计的合成数据模板库生成方法,其特征在于,所述步骤2包括:

步骤2.1:将目标物体3D模型放入新建空白场景中,调整相机位置和目标物体3D模型的位置,使相机位于目标物体的正上方;

步骤2.2:基于斐波那契网格计算球体表面采样点,具体公式为:

其中,n为采样点,N为采样点的总数,xn、yn、zn分别为第n个采样点的对应坐标轴坐标,R为要采样球体的半径;

步骤2.2:在每一帧中均读取虚拟相机位置,更改虚拟相机位置为步骤2.2计算所得采样点位置;

步骤2.3:设置虚拟相机旋转角度;

步骤2.4:利用步骤2.2获取到的相机视角对模型进行不同角度的采集,分别保存为目标模板和目标图像。

4.根据权利要求3所述的一种面向物体位姿估计的合成数据模板库生成方法,其特征在于,所述步骤2.3具体表述为:获取虚拟相机和目标物体3D模型坐标,并计算虚拟相机指向目标物体3D模型的向量;在Unity中,虚拟相机的视野指向为其Z轴方向,故通过调用在世界坐标系下指向自身前方的函数transform.forward保证虚拟相机的始终指向目标物体3D模型,实现相机旋转角度的设定。

5.根据权利要求3所述的一种面向物体位姿估计的合成数据模板库生成方法,其特征在于,所述步骤2.4具体表述为:

步骤2.4.1:目标模板生成,使用Unity Perception中的语义分割标注和目标检测标注作为标注器,为3D模型添加标签配置字段,获取目标物体的2D边界框和掩膜的标注,设置迭代次数,生成目标模板的标签并进行存储;

步骤2.4.2:目标图像生成,导入可放置目标物体的模型(如桌子模型)于目标物体的正下方,利用纹理随机化对新导入的模型(如桌子模型)进行设置,按照步骤2.4.1进行配置,得到目标图像的标签并进行存储。

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