[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

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，x_n、y_n、z_n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。