[发明专利]一种基于RGB-D摄像头的视觉识别与定位方法

摘要

本发明提供了一种基于RGB‑D摄像头的视觉识别与定位方法，包括以下步骤：1)、通过使用Kinect摄像头传感器进行彩色图像和深度图像的采集后转化为三维点云，并且对场景中的平面进行提取；2)、将步骤1)中的平面进行提取后，对剩下的点云进行物体的提取和分割；3)、将步骤2)中获得的物体的点云集合分别进行识别和匹配；4)、将步骤2)获取到的物体点云通过计算，实现物体的定位。该方法基于RGB‑D传感器Kinect II采集的三维点云图像进行物体的识别和定位，没有涉及到物体定位时多幅图像间匹配等复杂运算，大大地提高了计算效率，同时具备实时性强、适用于日常生活复杂环境的优点。

主权项

1.一种基于RGB‑D摄像头的视觉识别与定位方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1)通过Kinect摄像头传感器对物体进行彩色图像和深度图像的采集后转化为三维点云图像；2)对步骤1)获得的三维点云图像的每一个点进行相应的法向量计算；3)对步骤2)获得的法向量集合，运用区域生长算法对物体所放置的背景平面进行提取；4)将步骤3)中提取出的背景平面的点去除，并对剩下的点云进行物体点云集合提取和凸包提取处理；5)将步骤4)中提取的各物体点云集合与对应的凸包相结合，进行二次区域生长，实现各物体完整轮廓的分割及完整点集的提取；6)根据步骤5)中获得的各物体的完整轮廓，提取相应的彩色图像并分别进行特征提取和匹配识别；7)将步骤5)获得的各物体的完整轮廓内的点云集合进行求均值运算，获得各物体在相机坐标系中的位置信息；8)将步骤7)得到的各物体在相机坐标系中的位置信息，进行坐标系变换，转换到世界坐标系当中，实现各物体的定位；步骤5)中，所述物体完整轮廓的分割及完整点集的提取包括以下步骤：a)输入三维点云、平面点集合和平面凸包范围内的点；b)顺序扫描平面凸包范围内的点，寻找属于凸包范围内但不属于平面的点；c)步骤b)中找到的凸包范围内的非平面点后，继续寻找该非平面点附近所有在凸包内的非平面点，并且加入到潜在物体点集中；d)若步骤c)中的潜在物体点集中点的数目小于设定的阈值，则回到步骤b)继续扫描剩下的平面凸包点；e)若步骤c)中的潜在物体点集中点的数目大于等于设定的阈值，则认为该潜在物体点集为一个物体点集合；f)继续在步骤e)中的潜在物体点集附近寻找凸包边界上的点加入到潜在物体点集中，即把在凸包外的物体点也寻找出来并且加入潜在物体点集中；g)把步骤f)中得到的潜在物体点集加入到物体集合中；h)若仍存在点云中的点未被扫描，则回到步骤b)继续寻找新的物体点集；i)若点云中的全部点已经扫描完毕，则算法结束获得物体集合。