目标物体多视角图像采集与观测角度自动标记装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种目标物体多视角图像采集与观测角度自动标记装置和方法，属于传感器检测领域。基于移动式视觉传感器自身采集数据对观测角度进行估计的方法依赖于稳定的可追踪图像特征，难以应对传感器旋转角度较大的情形，且无法估计平移距离参数的问题；基于第三方固定式视觉传感器的方法存在采集视角遮挡、坐标转换问题。基于上述问题，本发明专利技术针对需要大幅度连续变化的多角度采集目标视角与图像数据的场景，借助固定式视觉传感器与移动式视觉传感器的位姿估计和信息融合结果，实现了高精度的传感器视角标签与视觉信息同步获取，解决了仅靠视觉传感器自身位姿估计难以满足位姿采集下传感器标签获取精度问题，标签精度高，稳定性和实时性好。

【技术实现步骤摘要】
目标物体多视角图像采集与观测角度自动标记装置和方法
本专利技术属于传感器检测
，更具体地，涉及一种目标物体多视角图像采集与观测角度自动标记装置和方法。
技术介绍
获取含有准确标签的数据是机器学习中流行的监督式学习的核心难题。视觉数据包含了种类丰富，内容多样的信息，是智能设备感知环境的重要工具。通过视觉数据和监督学习方法实现机器人目标抓取，目标位姿识别，目标六自由度跟踪都需要准确的相机观测角度标签。因此，获取目标物体的观测姿态标签与多角度观测信息的方法吸引了众多学者的关注。移动式视觉传感器可通过处理环境信息，同时对自身的位姿进行估计，这类方法(例如参考KarlssonN,BernardoED,OstrowskiJ等.ThevSLAMAlgorithmforRobustLocalizationandMapping[C]//Proceedingsofthe2005IEEEInternationalConferenceonRoboticsandAutomation.IEEE,2006.；Goncalves,Luis,DiBernardo,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种目标物体多视角图像采集与观测角度自动标记装置，其特征在于，包括：固定式视觉传感器(1)、非对称共面靶标(2)、移动视觉传感器(3)、基坐标板(4)和固定靶标(6)；/n非对称共面靶标(2)固定于移动视觉传感器(3)上方，与移动视觉传感器(3)同时在相对于被测物体(5)的三维笛卡尔空间内运动；固定靶标(6)印刷于基坐标板(4)表面，被测工件(5)置于基坐标板(4)上；/n固定式视觉传感器(1)，用于获取被测工件(5)的固定视角图像；/n移动视觉传感器(3)，用于获取被测物体(5)的变化视角图像；/n非对称共面靶标(2)，用于获取固定式视觉传感器(1)与移动视觉传感器(3)之间的位姿变换矩...

【技术特征摘要】
1.一种目标物体多视角图像采集与观测角度自动标记装置，其特征在于，包括：固定式视觉传感器(1)、非对称共面靶标(2)、移动视觉传感器(3)、基坐标板(4)和固定靶标(6)；
非对称共面靶标(2)固定于移动视觉传感器(3)上方，与移动视觉传感器(3)同时在相对于被测物体(5)的三维笛卡尔空间内运动；固定靶标(6)印刷于基坐标板(4)表面，被测工件(5)置于基坐标板(4)上；
固定式视觉传感器(1)，用于获取被测工件(5)的固定视角图像；
移动视觉传感器(3)，用于获取被测物体(5)的变化视角图像；
非对称共面靶标(2)，用于获取固定式视觉传感器(1)与移动视觉传感器(3)之间的位姿变换矩阵，从而计算固定式视觉传感器(1)与移动视觉传感器(3)之间的相对位姿；
固定靶标(6)，用于估计移动视觉传感器(3)相对于基板(4)的相对位姿。


2.根据权利要求1所述的一种目标物体多视角图像采集与观测角度自动标记装置，其特征在于，非对称共面靶标(2)包括多个呈非对称共面结构分布的靶点；每个靶点固定于对应的靶点支撑杆上；各个靶点支撑板固定于同一支座上。


3.根据权利要求2所述的一种目标物体多视角图像采集与观测角度自动标记装置，其特征在于，靶点数目选取范围为4-6个。


4.根据权利要求1所述的一种目标物体多视角图像采集与观测角度自动标记装置，其特征在于，固定靶标(6)分布于基坐标板(4)的四角；每个固定靶标采用呈九宫格分布的黑白方块；不同的黑白方块组合用于区分基坐标板(4)的不同位置。


5.根据权利要求1-4任一项所述的一种目标物体多视角图像采集与观测角度自动标记装置，其特征在于，固定式视觉传感器采用焦距小于3.5mm的定焦式广角镜头，与被测工件距离为被测工件外径的10～15倍，40°～50°观测角俯视被测工件。


6.一种目标物体多视角图像采集与观测角度自动标记方法，其特征在于，包括：
S1.在对被测工件进行多视角图像采集前，标定基坐标板(4)与固定式视觉传感器(1)坐标变换关系：
S101.从固定式视觉传感器(1)中获取非对称共面靶标(2)的图像，基于固定式视觉传感器(1)内部参数求解非对称共面靶标(2)与固定式视觉传感器(1)的相对位姿；其中，非对称共面靶标(2)位于固定传感器视角范围内设定的任一位置；
S102.通过移动视觉传感器(3)采集固定靶标(6)的图像，通过单应矩阵法估计移动视觉传感器(3)与基坐标板(4)的相对位姿；
S10...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭展，陈幼平，谢经明，陈冰，马伟鑫，游帮，张志建，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42