一种物体位姿确定方法及装置与流程

本技术涉及机器视觉，特别是涉及一种物体位姿确定方法及装置。

背景技术：

1、许多场景都需要确定工件的位姿。相关技术中，可以采用点云匹配或者实例分割的方式确定工件的位姿，但是当工件处于密集堆叠状态时，由于每个工件周围都存在大量相似特征的工件，且工件之间相互遮挡，前述两种方式难以准确确定出工件的位姿。

2、因此，亟需提供一种能够适用于密集堆叠的工件的位姿确定方法。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种物体位姿确定方法及装置，以实现提高所确定出物体位姿的准确性。具体技术方案如下：

2、第一方面，本技术实施例提供了一种物体位姿确定方法，所述方法包括：

3、在目标场景的第一成像点云中查找与待确定物体的端面形状匹配的子点云，分别确定各所述子点云的位姿，作为端面位姿；

4、从各所述端面位姿中筛选疑似位于同一待确定物体的各端面的位姿得到目标位姿组合；

5、针对各所述目标位姿组合，根据其中的端面位姿，预测所述待确定物体的位姿，作为候选位姿；

6、分别在各所述候选位姿的邻域内查找能够使得所述待确定物体的整体形状与所述第一成像点云匹配的位姿，作为精修位姿；

7、从所述精修位姿中确定所述待确定物体的位姿。

8、在一种可能的实施方式中，所述精修位姿的数量为多个；

9、所述从所述精修位姿中确定所述待确定物体的位姿，包括：

10、获得处于各所述精修位姿时所述待确定物体的整体形状与所述第一成像点云相匹配的程度，得到各所述精修位姿对应的第一匹配程度；

11、确定最大的第一匹配程度对应的第一精修位姿为所述待确定物体的位姿；

12、从所述第一成像点云中删除与处于所述第一精修位姿的所述待确定物体匹配的子点云，得到第二成像点云；

13、按照对应的第一匹配程度由高到低的顺序，按照以下方式，遍历除所述第一精修位姿外的各第二精修位姿：确定处于第二精修位姿时所述待确定物体的整体形状与所述第二成像点云相匹配的程度，作为第二匹配程度；若所述第二匹配程度与所述第二精修位姿的第一匹配程度的差异不大于预设差异阈值，则将所述第二精修位姿确定为所述待确定物体的位姿，并在所述第二成像点云中删除与处于所述第二精修位姿的所述待确定物体匹配的子点云，得到新的第二成像点云。

14、在一种可能的实施方式中，所述从各所述端面位姿中筛选出疑似为同一待确定物体的各端面位姿的位姿组合，作为目标位姿组合，包括：

15、从各所述端面位姿中确定候选位姿组合，每一位姿组合包括第一数量个端面位姿；其中，所述第一数量为所述待确定物体的端面数量；

16、从所述候选位姿组合中，选择各端面位姿之间的相对位姿与所述待确定物体的各端面之间相对位姿相匹配的组合，作为目标位姿组合。

17、在一种可能的实施方式中，所述从各所述端面位姿中确定候选位姿组合，包括：

18、在所述待确定物体各端面的端面形状相同的情况下，从各所述端面位姿中确定包括任意所述第一数量个端面位姿的位姿组合，作为候选位姿组合；

19、所述待确定物体各端面的端面形状不同的情况下，从各所述端面位姿中确定包括所述第一数量个满足预设组合条件的端面位姿组成的位姿组合，作为候选位姿组合，其中，预设组合条件为：不同端面位姿所属的子点云与所述待确定物体的不同端面的端面形状匹配。

20、在一种可能的实施方式中，所述待确定物体为杆状物体，所述根据其中的端面位姿，预测所述待确定物体的位姿，作为候选位姿，包括：

21、确定其中各端面位姿连线的中心，作为候选位姿中的位置；

22、拟合其中各端面位姿的朝向，得到所述候选位姿中的轴向；

23、以预设方向作为所述候选位姿中的径向。

24、第二方面，本技术实施例提供了一种物体位姿确定装置，所述装置包括：

25、端面位姿确定模块，用于在目标场景的第一成像点云中查找与待确定物体的端面形状匹配的子点云，分别确定各所述子点云的位姿，作为端面位姿；

26、位姿组合筛选模块，用于从各所述端面位姿中筛选疑似位于同一待确定物体的各端面的位姿得到目标位姿组合；

27、候选位姿预测模块，用于针对各所述目标位姿组合，根据其中的端面位姿，预测所述待确定物体的位姿，作为候选位姿；

28、精修位姿查找模块，用于分别在各所述候选位姿的邻域内查找能够使得所述待确定物体的整体形状与所述第一成像点云匹配的位姿，作为精修位姿；

29、物体位姿确定模块，用于从所述精修位姿中确定所述待确定物体的位姿。

30、在一种可能的实施方式中，所述精修位姿的数量为多个；

31、所述物体位姿确定模块，包括：

32、第一确定子模块，用于获得处于各所述精修位姿时所述待确定物体的整体形状与所述第一成像点云相匹配的程度，得到各所述精修位姿对应的第一匹配程度；

33、第二确定子模块，用于确定最大的第一匹配程度对应的第一精修位姿为所述待确定物体的位姿；

34、第三确定子模块，用于从所述第一成像点云中删除与处于所述第一精修位姿的所述待确定物体匹配的子点云，得到第二成像点云；

35、第四确定子模块，用于按照对应的第一匹配程度由高到低的顺序，按照以下方式，遍历除所述第一精修位姿外的各第二精修位姿：确定处于第二精修位姿时所述待确定物体的整体形状与所述第二成像点云相匹配的程度，作为第二匹配程度；若所述第二匹配程度与所述第二精修位姿的第一匹配程度的差异不大于预设差异阈值，则将所述第二精修位姿确定为所述待确定物体的位姿，并在所述第二成像点云中删除与处于所述第二精修位姿的所述待确定物体匹配的子点云，得到新的第二成像点云。

36、在一种可能的实施方式中，所述位姿组合筛选模块，包括：

37、第一筛选子模块，用于从各所述端面位姿中确定候选位姿组合，每一位姿组合包括第一数量个端面位姿；其中，所述第一数量为所述待确定物体的端面数量；

38、第二筛选子模块，用于从所述候选位姿组合中，选择各端面位姿之间的相对位姿与所述待确定物体的各端面之间相对位姿相匹配的组合，作为目标位姿组合。

39、在一种可能的实施方式中，所述第一筛选子模块，包括：

40、第一筛选单元，用于在所述待确定物体各端面的端面形状相同的情况下，从各所述端面位姿中确定包括任意所述第一数量个端面位姿的位姿组合，作为候选位姿组合；

41、第二筛选单元，用于所述待确定物体各端面的端面形状不同的情况下，从各所述端面位姿中确定包括所述第一数量个满足预设组合条件的端面位姿组成的位姿组合，作为候选位姿组合，其中，预设组合条件为：不同端面位姿所属的子点云与所述待确定物体的不同端面的端面形状匹配。

42、在一种可能的实施方式中，所述待确定物体为杆状物体，所述候选位姿预测模块，包括：

43、第一预测子模块，用于确定其中各端面位姿连线的中心，作为候选位姿中的位置；

44、第二预测子模块，用于拟合其中各端面位姿的朝向，得到所述候选位姿中的轴向；

45、第三预测子模块，用于以预设方向作为所述候选位姿中的径向。

46、第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：

47、存储器，用于存放计算机程序；

48、处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述第一方面的物体位姿确定方法。

49、第四方面，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面的物体位姿确定方法。

50、本技术实施例有益效果：

51、本技术实施例提供的一种物体位姿确定方法及装置，在目标场景的第一成像点云中查找与待确定物体的端面形状匹配的子点云，分别确定各子点云的位姿，作为端面位姿，以此实现了基于端面形状的局部定位；从各端面位姿中筛选疑似位于同一待确定物体的各端面的位姿得到目标位姿组合；针对各目标位姿组合，根据其中的端面位姿，预测待确定物体的位姿，作为候选位姿；分别在各候选位姿的邻域内查找能够使得待确定物体的整体形状与第一成像点云匹配的位姿，作为精修位姿，实现了利用整体形状对候选位姿进行精修；最终从精修位姿中筛选出待确定物体的位姿。应用本实施例，能够充分利用待确定物体端面局部特征和整体形状特征，多层次确定物体位姿，避免在密集堆叠、遮挡或相似特征干扰场景中产生物体位姿确定误差，提高所确定出的物体位姿的准确性。

52、当然，实施本技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。