[发明专利]基于CAD稀疏模板的无纹理金属零件图像位姿检测方法

摘要

本发明公开了一种基于CAD稀疏模板的无纹理金属零件图像位姿检测方法。导入无纹理金属零件的CAD模型，计算出视点的分布位置，采用虚拟相机在不同的视点位置对无纹理金属零件的CAD模型进行拍摄获得一系列模板图像；在每一个视点位置下，将CAD模型的所有可见顶点的二维图像坐标和三维空间坐标成对保存；使用直线提取算法及直线段描述算法对实际图像与模板图像中的直线段进行提取及描述，将实际图像与每一张模板图像进行直线段匹配，由二维图像坐标替换为三维空间坐标，使用透视n点算法计算位姿。本发明能够由CAD模型生成均匀分布的稀疏模板，可满足实际应用的需求。

主权项

1.一种基于CAD稀疏模板的无纹理金属零件图像位姿检测方法，其特征在于：步骤1：在计算机虚拟场景下导入无纹理金属零件的CAD模型，CAD模型中的各个顶点的三维空间坐标已知，根据需要采集的模板图像的数量计算出虚拟相机的各个视点位置，采用虚拟相机在不同的视点位置对无纹理金属零件的CAD模型进行拍摄获得一系列模板图像；步骤2：在每一个视点位置下，对于CAD模型在计算机虚拟场景中的所有可见顶点，计算所有可见顶点在模板图像中的二维图像坐标，并和可见顶点在CAD模型中的三维空间坐标成对保存；步骤3：待位姿检测的实际无纹理金属零件放置实际环境下，采用实际物理相机对无纹理金属零件进行拍摄获得实际图像，使用线段检测子算法对实际图像和所有模板图像进行处理，提取获得实际图像和所有模板图像中的棱边作为直线段并使用线束描述子进行描述，对实际图像与每一张模板图像进行直线段匹配，将匹配直线段最多的模板图像作为匹配结果图像，由匹配结果图像和实际图像中两两直线段的匹配形成各个直线段对；步骤4：将匹配完成的直线段对的两端端点对应匹配，生成2D‑2D匹配点对，利用步骤2中保存的二维图像坐标和三维空间坐标之间的对应关系，将2D‑2D匹配点对中属于模板图像的点由二维图像坐标替换为三维空间坐标，生成2D‑3D点对，根据2D‑3D点对使用透视n点算法计算实际无纹理金属零件在实际图像中的位姿。