用于对象姿态估计的方法和设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103150544A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103150544103150544A(43)申请公布日2013.06.12(21)申请号201210279664.7G06K9/46(2006.01)(22)申请日2012.08.07(30)优先权数据13/220,8512011.08.30US(71)申请人精工爱普生株式会社地址日本东京都(72)发明人阿拉什·阿巴德普尔符国益伊沃·莫拉韦克(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人陈炜李德山(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书19页说明书19页附图5页附图5页(54)发明名称用于对象姿态估计的方法和设备(57)摘要本发明提供用于对象姿态估计的方法和设备，根据输入图像估计对象姿态并存储对象姿态估计：输入包含对象的图像；创建输入图像的二值掩码；从输入图像的二值掩码中提取单线组，表示输入图像中的对象的内、外轮廓中的点；将单线组连接成被表示为双线矩阵的网格；将两个双线矩阵比较以产生一组候选姿态；产生对象姿态估计并存储对象姿态估计。所估计的对象的姿态如下精化：输入处于估计姿态的对象的图像、对象的模型和用于拍摄处于估计姿态的对象的图像的照相机的参数；使用照相机的参数和初始姿态参数将对象的模型投影到对象的虚拟图像中，以获得二值掩码图像和图像深度信息；使用二值掩码图像和图像深度信息将初始姿态参数更新为新的姿态参数。CN103150544ACN10354ACN103150544A权利要求书1/2页1.一种用于根据输入图像估计对象的姿态并存储对象姿态估计的方法，包括：输入包含对象的图像；创建所输入图像的二值掩码；从所述输入图像的所述二值掩码中提取单线组，每条单线表示所述输入图像中的所述对象的内轮廓和外轮廓中的点；将所述单线组连接成被表示为双线矩阵的网格；将两个双线矩阵进行比较，以产生一组候选姿态；以及产生对象姿态估计，并存储所述对象姿态估计。2.根据权利要求1所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：输入所述对象的多幅图像，每幅图像包含的所述对象的视图与所述多幅图像中的其它每幅图像中的视图不同。3.根据权利要求2所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：使用所述对象的CAD模型来生成所述对象的多幅图像中的每幅图像中的视图。4.根据权利要求2所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：使用装配有照相机的机器人来生成所述对象的多幅图像中的每幅图像中的视图。5.根据权利要求1所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：检测所述输入图像中的对象并且计算所述对象的边界框。6.根据权利要求1所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：提取所述对象的内轮廓和外轮廓。7.根据权利要求1所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：通过将所述姿态估计建模为能量函数的优化来精化所述对象姿态估计。8.根据权利要求7所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：迭代地计算姿态估计以最小化所述能量函数的能量值。9.根据权利要求8所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：计算速度旋量以迭代地计算姿态估计。10.根据权利要求7所述的用于估计对象的姿态的方法，还包括：使用绘制应用编程接口API将所述对象的模型轮廓曲线投影到虚拟图像中。11.一种用于根据输入图像估计对象的姿态并存储对象姿态估计的设备，包括：处理器，其执行以下处理：接收包含对象的输入图像；创建所述输入图像的二值掩码；从所述输入图像的二值掩码中提取单线组，每条单线表示所述输入图像中的所述对象的内轮廓和外轮廓中的点；将所述单线组连接成被表示为双线矩阵的网格；将两个双线矩阵进行比较，以产生一组候选姿态；以及产生对象姿态估计；以及存储器，其存储所述对象姿态估计。12.根据权利要求11所述的用于估计对象的姿态的设备，其中，所述处理器接收所述对象的多幅图像，每幅图像包含的所述对象的视图与所述多幅图像中的其它每幅图像中的视图不同。2CN103150544A权利要求书2/2页13.根据权利要求12所述的用于估计对象的姿态的设备，还包括存储所述对象的CAD模型的存储装置，并且所述处理器使用所述对象的CAD模型来生成所述对象的多幅图像中的每幅图像中的视图。14.根据权利要求12所述的用于估计对象的姿态的设备，还包括装配有照相机的机器人，所述照相机生成所述对象的多幅图像中的每幅图像中的视图。15.一种用于精化对象的估计姿态的方法，包括：输入处于估计姿态的对象的图像、所述对象的模型和照相机的参数，其中所述照相机用于拍摄处于所述估计姿态的所述对象的图像；使用所述照相机的参数和初始姿态参数来将所述对象的模型投影到所述对象的虚拟图像中，以获得二值掩码图像和图像深度信息；