一种基于免标记锚点检测的仪器设备位姿测量及误差补偿方法技术

本发明专利技术提供一种基于免标记锚点检测的仪器设备位姿测量及误差补偿方法，包括使用已训练好的DeepLabCut深度神经网络模型检测出仪器设备在图像上的锚点，输出各个锚点在图像中的X坐标、Y坐标及置信度；初始化阶段，使用标定板标定相机参数、测量仪器锚点的物理距离，所有锚点、其世界坐标、锚点之间的距离共同构成锚点网络拓扑；在新的图像上检测出锚点集，根据锚点网络拓扑、世界坐标、相机内参计算出此时的旋转矩阵、偏移向量，计算出锚点的相机坐标。则仪器的整体位姿便为旋转矩阵、偏移向量，其中各个锚点的相机坐标则是各个锚点在空间中的位置。

A Method of Position Measurement and Error Compensation for Instruments and Equipment Based on Label-free Anchor Detection

The invention provides a method for measuring the position and attitude of instrument and equipment based on label-free anchor detection and error compensation, including detecting the anchor point of instrument and equipment on image by using the DeepLabCut depth neural network model trained, outputting X coordinates, Y coordinates and confidence of each anchor point in image; calibrating camera parameters and measuring instrument anchor point by using calibration plate in initialization stage; Reasonable distance, all anchor points, their world coordinates and the distance between anchors constitute the anchor network topology. The anchor point set is detected in the new image. According to the anchor network topology, world coordinates and camera internal parameters, the rotation matrix and offset vector are calculated, and the camera coordinates of the anchor point are calculated. Then the whole position of the instrument is rotation matrix and offset vector, and the camera coordinates of each anchor point are the positions of each anchor point in space.

【技术实现步骤摘要】
一种基于免标记锚点检测的仪器设备位姿测量及误差补偿方法
本专利技术涉及机器视觉领域，尤其涉及基于人工智能的视觉检测测量领域中基于免标记锚点检测的仪器设备位姿测量及误差补偿方法。
技术介绍
量化操作行为是实现智能评判人工操作的瓶颈之一，视觉图像是在不同环境中观察、记录人工操作的简单方法，然而提取动作特征量化操作行为进行进一步分析的工作量极大。在测量控制中，通常采用添加标记的方法来辅助计算机跟踪，但是标记是侵入性的，且标记数量、位置必须预先确定。本专利技术提出一种基于免标记锚点检测的仪器设备位姿测量及误差补偿方法，实现了根据特点锚点结构实现任意仪器设备的位姿、位置测量。
技术实现思路
为解决上述存在的问题与缺陷，本专利技术实现不添加任何标记地准确跟踪人工操作、可在图像上任意定义特征锚点，实现了根据特点锚点结构实现任意仪器设备的位姿、位置测量。本专利技术的目的通过以下的技术方案来实现：一种基于免标记锚点检测的仪器设备位姿测量及误差补偿方法，所述方法包括：步骤A使用已训练好的DeepLabCut深度神经网络模型P-DLC(PretrainedDeepLabCutNetwork)检测出仪器设备在图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于免标记锚点检测的仪器设备位姿测量及误差补偿方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤A使用已训练好的DeepLabCut深度神经网络模型P‑DLC检测出仪器设备在图像上的免标记锚点，不同锚点按某一顺序排列，并输出各个锚点在图像中的X坐标、Y坐标及置信度；步骤B使用标定板标定相机参数，置放仪器设备使标定板与锚点平面重合，将每个在图像中的X坐标、Y坐标映射为世界坐标，测出所有锚点对的物理距离，由所有锚点、世界坐标及锚点之间的距离共同构成锚点网络拓扑；步骤C在新的图像上检测出锚点集，根据锚点网络拓扑、世界坐标、相机内参计算出此时的旋转矩阵与偏移向量，然后计算出相机坐标，实现仪器设备位姿...

【技术特征摘要】
1.一种基于免标记锚点检测的仪器设备位姿测量及误差补偿方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤A使用已训练好的DeepLabCut深度神经网络模型P-DLC检测出仪器设备在图像上的免标记锚点，不同锚点按某一顺序排列，并输出各个锚点在图像中的X坐标、Y坐标及置信度；步骤B使用标定板标定相机参数，置放仪器设备使标定板与锚点平面重合，将每个在图像中的X坐标、Y坐标映射为世界坐标，测出所有锚点对的物理距离，由所有锚点、世界坐标及锚点之间的距离共同构成锚点网络拓扑；步骤C在新的图像上检测出锚点集，根据锚点网络拓扑、世界坐标、相机内参计算出此时的旋转矩阵与偏移向量，然后计算出相机坐标，实现仪器设备位姿测量；步骤D选中图像中任意3个锚点，在新的第i张图像中，测得选中3个锚点的图像坐标，并由某一准确图像中测得的相机坐标，计算得到仪器设备在深度方向上的准确测量值，并由该测量值取代步骤C中仪器设备位姿测量在深度方向上的测量值，实现仪器位姿补偿。2.如权利要求1所述的基于免标记锚点检测的仪器设备位姿测量及误差补偿方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：设总共N个锚点，记为pan_1,pan_2,pan_3…pan_N；第n个锚点为pan_n(n∈[1,N])这时候，并输出各个锚点在图像中的X坐标Y坐标及置信度ρan_n。3.如权利要求1所述的基于免标记锚点检测的仪器设备位姿测量及误差补偿方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘桂雄，黄坚，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44