基于关键点跟踪的三维位姿测量方法技术

本发明专利技术公开了基于关键点跟踪的三维位姿测量方法。为了克服现有技术刚体位姿变换矩阵的求解过于复杂的问题；本发明专利技术包括以下步骤：S1：在待测刚体目标上设置不少于三个不等高的可见关键点，在三维视觉识别系统中标定空间坐标；S2：三维视觉识别系统分别获得可见关键点轨迹，根据可见关键点轨迹计算描述位姿的不可见关键点，获得所有关键点之间的距离关系；S3：在检测阶段，根据待测刚体目标上可见关键点空间位置通过距离关系计算不可见关键点空间位置，构建位姿坐标系获得位姿参数。根据设置的可见关键点的空间位置坐标确定不可见关键点位置，构建位姿坐标系描述待测刚体目标的位姿变化，计算过程简单。计算过程简单。计算过程简单。

【技术实现步骤摘要】
基于关键点跟踪的三维位姿测量方法


[0001]本专利技术涉及一种位姿测量领域，尤其涉及基于关键点跟踪的三维位姿测量方法。

技术介绍

[0002]运动目标在进行位姿测量时，往往因缺乏参照物、无法得知其先验运动参数等因素，导致无法获得其准确的位姿参数，且实时性难以保证。近年来，随着机器人技术、计算机技术和传感器技术的飞速发展，利用视觉信息对运动目标进行位姿测量，已成为计算机视觉领域的研究热点之一。
[0003]目前各大工业机器人对三维空间位姿的精密测量普遍采用激光跟踪仪来开展，可以溯源到微米级测量精度。然而在不同位姿情况下，激光靶球可能会超过反射角度，或者遭受机械臂的遮挡，从而被迫人工干预，引入一定的测量不确定度。
[0004]例如，一种在中国专利文献上公开的“一种工业机器人位姿测量靶标装置和关节位置敏感误差标定方法”，其公告号CNl11426270A，主要设计了一种靶标数控装置来解决激光靶球极限位置测量问题，不过滑台引入的直线度测量误差可能会使得测量的三个点的坐标产生偏离。
[0005]一种在中国专利文献上公开的“工业机器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于关键点跟踪的三维位姿测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在待测刚体目标上设置不少于三个不等高的可见关键点，在三维视觉识别系统中标定空间坐标；S2：三维视觉识别系统分别获得可见关键点轨迹，根据可见关键点轨迹计算描述位姿的不可见关键点，获得所有关键点之间的距离关系；S3：在检测阶段，根据待测刚体目标上可见关键点空间位置通过距离关系计算不可见关键点空间位置，构建位姿坐标系获得位姿参数。2.根据权利要求1所述的基于关键点跟踪的三维位姿测量方法，其特征在于，所述的可见关键点为通过探针设置在待测刚体目标平面的反光球，反光球的球心不在一条直线上。3.根据权利要求2所述的基于关键点跟踪的三维位姿测量方法，其特征在于，所述的反光球形状不同或大小不同。4.根据权利要求1或2或3所述的基于关键点跟踪的三维位姿测量方法，其特征在于，所述的步骤S2具体包括以下过程：S201：待测刚体目标将设置有可见关键点的平面旋转，三维视觉识别系统获取各可见关键点的旋转轨迹；S202：连接旋转轨迹的圆心获得中轴线，不可见关键点包括刚体虚拟点和参考点；S203：根据可见关键点的空间坐标位置，反推计算处于中轴线上刚体虚拟点以及确定位于中轴线和旋转轨迹上的参考点；S204：分别计算刚体虚拟点以及参考点与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，郭钢祥，郭斌，陈宁，金挺，赵健铭，
申请(专利权)人：浙江省计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：