[发明专利]一种基于点云数据的工件位姿快速高精度估算方法及装置

摘要

本发明公开一种基于点云的工件位姿估计方法，主要用以解决自动化装配领域，特别是小部件装配领域的工件位姿估计问题。该方法分为点云数据预处理、点云虚拟视图提取和位姿估计，其中位姿估计步骤还包括：基于迭代最近点算法的动态模型，采用粒子滤波算法进行迭代运算，如果达到迭代停止条件，则将有效粒子的位姿以加权均值的方式输出，然后通过求逆运算，计算所述的目标工件相对于相机坐标系下的位姿。本发明还涉及一种装置，其包括存储器和处理器，当所述处理器执行存储器中储存的程序时实现上述方法步骤。

主权项

1.一种基于点云数据的工件位姿估算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS1、通过3D传感器获取目标工件的场景点云，并从场景点云中分割出目标工件点云数据，其次，利用预先建模的目标工件CAD模型，转换得到物体模型的点云数据样板；/nS2、基于物体模型点云坐标系，在球面上按照预设规则生成多个视点粒子，在每一个视点粒子位置模拟虚拟3D相机对物体模型点云数据进行成像，捕获在该虚拟3D相机视角下的物体模型点云数据样板的可见虚拟点云数据；/nS3、基于迭代最近点算法的动态模型，并采用粒子滤波算法，使分割出目标工件点云数据与多个虚拟点云数据进行匹配性迭代运算，如果达到迭代停止条件，则将有效视点粒子的位姿以加权均值的方式输出，然后通过求逆运算，计算所述的目标工件基于该有效视点粒子所关联的相机坐标系的位姿，以作为实际的目标工件位姿的估算结果，/n其中所述的迭代停止条件包括以下的任意一种或多种条件：/n迭代次数大于预设的迭代次数；/n目标点云与视点粒子形成的3D点云之间的欧式距离均方误差小于预设的阈值；/n连续三次迭代过程的欧式距离均方误差之间的差值小于设定值。/n