获取物体点云数据的系统技术方案

本公开涉及一种获取物体点云数据的系统，可快速方便的获取目标物体的点云数据，且不受环境光或物体表面纹理影响。该系统包括：红外光发射装置、红外光接收装置、光电转换器以及置物台；其中，所述红外光发射装置、所述置物台以及所述红外光接收装置依次布置在同一直线方向上；所述置物台包括置物台本体以及相对所述置物台本体可转动的转台，所述转台用于放置目标物体；所述红外光接收装置用于接收所述红外光发射装置向处于转动状态的所述转台上的所述目标物体发射的红外光；所述光电转换器与所述红外光接收装置连接，所述光电转换装置用于对所述红外光进行光电转换，从而得到多张图像，所述多张图像用于获取所述目标物体的点云数据。数据。数据。

【技术实现步骤摘要】
获取物体点云数据的系统


[0001]本公开涉及计算机视觉领域，具体地，涉及一种获取物体点云数据的系统。

技术介绍

[0002]获取体型较小的物体时，在算法层面需要对物体进行3D检测定位，目前3D检测定位效果较好的方法是利用物体的点云数据或其他3D数据格式的深度学习算法或传统的ICP配准方法。深度学习算法需要大量的3D模型作为支持，ICP配准也要求有完整的点云模型来构建数据库，无论哪种算法都需要物体3D模型作为支持。
[0003]目前获取3D模型可以通过3D扫描得到，但该方法成本高，且无法处理透明反光的表面；还可以通过MVS实现，但MVS依赖于图像特征，无法处理表面纹理不丰富的物体，且处理速度很慢。

技术实现思路

[0004]本公开的目的是提供一种获取物体点云数据的系统，可快速方便的获取目标物体的点云数据，且不受环境光或物体表面纹理影响。
[0005]为了实现上述目的，本公开提供一种获取物体点云数据的系统，所述系统包括：红外光发射装置、红外光接收装置、光电转换器以及置物台；
[0006]其中，所述红外光发射装置、所述置物台以及所述红外光接收装置依次布置在同一直线方向上；
[0007]所述置物台包括置物台本体以及相对所述置物台本体可转动的转台，所述转台用于放置目标物体；
[0008]所述红外光接收装置用于接收所述红外光发射装置向处于转动状态的所述转台上的所述目标物体发射的红外光；
[0009]所述光电转换器与所述红外光接收装置连接，所述光电转换装置用于对所述红外光进行光电转换，从而得到多张图像，所述多张图像用于获取所述目标物体的点云数据。
[0010]可选地，所述系统还包括同步平移装置，所述同步平移装置包括底座以及相对所述底座可滑动的两个相互平行的滑板；
[0011]所述红外光发射装置和所述红外光接收装置分别设置在所述两个相互平行的滑板上，从而使得所述红外光发射装置与所述红外光接收装置可沿所述目标物体的水平方向和/或竖直方向同步滑动。
[0012]可选地，所述红外光发射装置的红外光发射方向与所述转台的置物面平行。
[0013]可选地，所述红外光发射装置包括红外发射阵列，所述红外发射阵列由多个红外光发射单元组成。
[0014]可选地，所述红外光接收装置包括红外接收阵列，所述红外接收阵列由多个红外光接收单元组成；
[0015]其中，所述红外光接收单元的数量与所述红外光发射单元的数量相同，且位置一
一对应。
[0016]可选地，所述红外发射阵列发射的红外光构成红外区域，所述红外区域覆盖所述目标物体。
[0017]可选地，所述红外光发射装置发射红外光的频率与所述转台的转动频率一致。
[0018]可选地，所述系统还包括与所述光电转换器连接的处理模块，所述处理模块用于根据所述多张图像获取所述目标物体的点云数据。
[0019]可选地，所述处理模块根据所述多张图像获取所述目标物体的点云数据，包括：
[0020]根据所述多张图像获取所述目标物体的边缘信息；
[0021]根据所述边缘信息得到所述目标物体的点云数据。
[0022]可选地，所述处理模块根据所述多张图像获取所述目标物体的边缘信息，包括：
[0023]根据预设单位对所述目标物体进行分层处理；
[0024]根据各所述图像确定所述目标物体在各层的多组轮廓平行线；
[0025]将所述目标物体在各层的多组轮廓平行线作为所述目标物体的边缘信息。
[0026]可选地，所述处理模块根据所述边缘信息得到所述目标物体的点云数据，包括：
[0027]分别对各层的多组轮廓平行线进行多边形拟合，得到所述目标物体在各层的多边形；
[0028]将各所述多边形根据分层的空间位置进行堆叠，得到所述目标物体的点云数据。
[0029]通过上述技术方案，本公开将目标物体设置在红外光发射装置和红外光接收装置之间，设置转台使目标物体转动，获取转台旋转其上的目标物体时的红外光，进行光电转换，得到目标物体的图像，无需设置摄像装置，节省了空间，消除透视投影效果，通过目标物体的图像得到的目标物体的边缘信息更加准确，且不受环境光以及物体表面纹理影响。
[0030]本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0031]附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
[0032]图1是根据本公开一实施例示出的一种获取物体点云数据的系统的示意图；
[0033]图2是根据本公开一实施例示出的处理模块获取目标物体点云数据的流程图；
[0034]图3是根据本公开一实施例示出的获取目标物体点云数据中步骤S101的流程图；
[0035]图4是根据本公开一实施例示出的获取目标物体点云数据中步骤S102的流程图；
[0036]图5是根据本公开一实施例示出的处理模块获取目标物体点云数据的示意图；
[0037]图6是根据本公开一实施例示出的一种电子设备的框图。
具体实施方式
[0038]以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
[0039]服务型机器人在抓取体型较小的物体，如饮料瓶、杯子、水果等，在算法层面需要对物体进行3D检测定位，3D检测定位主要为利用点云或者其他3D数据格式的深度学习算法或者传统的ICP(Iterative Closest Point，最近点迭代)配准方法。其中，深度学习算法是
一种数据驱动算法，需要大量的3D模型作为支持，ICP配准算法需要完整的点云模型来构建数据库，即两种算法均需要物体的3D模型作为支持，3D模型由物体的点云数据构成。
[0040]相关技术中物体的3D模型可以通过3D扫描仪、MVS(Multi
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View Patchmatch Stereo，多视角立体拼接)、通过CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计)人工设计物体专用三维重建模型以及物体投影重建算法获得。
[0041]但专利技术人发现，3D扫描仪虽然可对任意形状的物体进行表面重建，不受物体形状的限制，且重建速度快，但设备昂贵，且无法获取表面透明、反光的物体的三维重建模型；MVS虽然可以根据物体的已知位姿的图片，对观察到的物体进行几何重建，但对图像的特征依赖较强，且无法获取表面纹理不丰富的物体的三维重建模型且处理速度很慢；通过CAD人工设计的物体专用三维重建模型虽然可得到最为精确的物体的模型，但受物体形状的限制，适用性底，且成本太高；对于物体投影重建算法，采用相机获取物体的边缘图像，从边缘图像中来获取物体的点云数据，但在相机拍摄过程中，物体边缘会收到环境光影响、且拍摄距离过近会产生透视投影，导致获取的点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种获取物体点云数据的系统，其特征在于，所述系统包括：红外光发射装置、红外光接收装置、光电转换器以及置物台；其中，所述红外光发射装置、所述置物台以及所述红外光接收装置依次布置在同一直线方向上；所述置物台包括置物台本体以及相对所述置物台本体可转动的转台，所述转台用于放置目标物体；所述红外光接收装置用于接收所述红外光发射装置向处于转动状态的所述转台上的所述目标物体发射的红外光；所述光电转换器与所述红外光接收装置连接，所述光电转换装置用于对所述红外光进行光电转换，从而得到多张图像，所述多张图像用于获取所述目标物体的点云数据。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括同步平移装置，所述同步平移装置包括底座以及相对所述底座可滑动的两个相互平行的滑板；所述红外光发射装置和所述红外光接收装置分别设置在所述两个相互平行的滑板上，从而使得所述红外光发射装置与所述红外光接收装置可沿所述目标物体的水平方向和/或竖直方向同步滑动。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述红外光发射装置的红外光发射方向与所述转台的置物面平行。4.根据权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述红外光发射装置包括红外发射阵列，所述红外发射阵列由多个红外光发射单元组成。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述红外光接收装置包括红外接收阵列，所述红外接收阵列由多个红外光接收单元组成...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亦芃，杜国光，赵开勇，
申请(专利权)人：达闼机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：