用于从由3D成像提供的3D虚拟物体的点集合中移除错误点的方法和装置制造方法及图纸

本公开至少涉及用于从由3D成像提供的3D虚拟物体的点集合中移除错误点的方法和装置。公开了用于从借助于具有图像传感器(331)的相机(330)对对应现实世界物体(320)的三维3D成像所提供的3D虚拟物体的点集合(355

【技术实现步骤摘要】
用于从由3D成像提供的3D虚拟物体的点集合中移除错误点的方法和装置


[0001]本文的实施例涉及用于从借助于具有图像传感器的相机对对应的现实世界物体的三维(3D)成像所提供的3D虚拟物体的点集合中移除错误点的方法和装置。

技术介绍

[0002]用于工厂和物流自动化的工业视觉相机和系统可以基于三维(3D)机器视觉，其中捕获场景和/或物体的3D图像。3D图像是指还包含“高度”或“深度”信息而不只包含或至少不只包含关于如常规图像中的仅二维(2D)的像素的信息(例如，强度和/或颜色)的图像。即，图像的每个像素可以包括与像素的位置相关联的信息，并且该信息映射到已经被成像的对象(例如，物体)的位置。然后可以应用处理以从3D图像提取关于物体的特性(即物体的3D特性)的信息，并且例如将其转换成各种3D图像格式。这种关于高度的信息可以被称为范围数据，其中范围数据因此可以对应于来自被成像物体的高度测量的数据，或者换句话说来自物体的范围或距离测量的数据。替代地或附加地，像素可以包括关于例如材料属性的信息，诸如与在成像区域中的光的散射或特定波长的光的反射相关的信息。
[0003]因此，像素值可以例如与像素的强度和/或范围数据和/或材料属性相关。
[0004]当图像的图像数据例如由具有被配置为一次一行像素地感测并提供图像数据的传感器的相机一次一行地扫描或提供时，产生行扫描图像数据。行扫描图像的一种特殊情况是由所谓的“光片(sheet of light)”(例如，激光线)3D三角测量提供的图像数据。激光通常是首选，但也可以使用其它能够提供“光片”的光源，例如，能够提供保持聚焦且不会散开太多的光，或者换句话说，“结构化光”(例如由激光或发光二极管(LED)提供的光)的光源。
[0005]3D机器视觉系统通常基于这种光片三角测量。在这样的系统中，存在以特定光图案(诸如作为特定光图案的光片)照亮物体的光源，所述光源例如在物体上产生光或激光线，并且沿着该线可以捕获与物体的轮廓对应的物体的3D特性。通过使用这样的线扫描物体，即，执行线扫描，涉及线和/或物体的移动，可以捕获与多个轮廓对应的整个物体的3D特性。
[0006]使用光片进行三角测量的3D机器视觉系统或设备可以称为用于基于光、或者光片、三角测量或简单地在使用激光时的激光三角测量的3D成像的系统或设备。
[0007]通常，为了基于光三角测量产生3D图像，来自要成像的物体的反射光被相机的图像传感器捕获，并且在图像数据中检测到强度峰。峰出现在与被成像物体上的具有从物体反射的入射光(例如与激光线对应)的位置对应的位置处。检测到的峰在图像中的位置将映射到物体上的反射产生峰的光的位置。
[0008]激光三角测量相机系统，即，基于光三角测量的成像系统，将激光线投射到物体上，以从目标物体的表面产生高度曲线。通过相对于所涉及的相机和光源移动物体，可以通过图像捕获关于来自物体的不同部分的高度曲线的信息，然后将其组合并与系统的相关几
何结构的知识一起用于产生物体的三维表示，即，提供3D图像数据。这种技术可以被描述为当光线(通常是激光线)投射到物体上并被物体反射时，其图像的抓取，然后在图像中提取反射的激光线的位置。这通常通过例如使用常规的峰寻找算法识别图像帧中的强度峰的位置来完成。通常但不是必须设置成像系统以便可以搜索传感器的每列的强度峰并将列内的位置映射到高度或深度。
[0009]任何测量系统，包括诸如上面提到的3D机器视觉系统之类的3D成像系统，都可能产生离群值。离群值一般基于所使用的测量技术并因此取决于所使用的3D成像系统而有所不同，并且对于同一系统内的离群值可以有几个不同的源。根据定义，离群值是不需要的，并且在工业测量应用中会使检查任务变得更加困难并且有时甚至是不可能的。
[0010]离群值可以与未正确表示被成像的现实世界物体的实际点和/或未与被成像的现实世界物体的实际点对应的图像数据对应。
[0011]当3D成像系统被用于产生被成像的现实世界物体的3D虚拟物体时，通常提供点云，即，与3D虚拟物体的表面点对应的点集合。如果现实世界物体在现实世界坐标系x，y，z中，那么3D虚拟物体可以在对应的虚拟坐标系x'，y'，z'中。离群值可以在点云中表现为与现实世界物体表面上的实际真实点不对应的点，即，离群值与错误点对应，并且如果虚拟物体是基于点云绘制的，那么其可以例如被视为虚拟物体上的“尖峰”。
[0012]在3D成像期间的不同步骤中，可以生成离群值，也可能会移除和/或减少离群值。在如上所述的激光三角测量的情况下，一些离群值可以例如在强度峰发现期间被减少。未被早期步骤移除的离群值最终将作为错误点出现在“点云”中。
[0013]U2020340800A1公开了一种特别是用于光三角测量的解决方案，其基于无法在其中测量高度的盲点区域中是否存在轮廓来确定错误检测值。在那种情况下，删除被确定为错误检测值的轮廓的部分。

技术实现思路

[0014]鉴于以上所述，目的是对现有技术提供一个或多个改进或替代，诸如提供关于减少来自与点云(即，是由对应现实世界物体的3D成像提供的3D虚拟物体的点集合)中的离群值对应的错误点的负面影响的改进。
[0015]根据本文实施例的第一方面，该目的是通过一种方法来实现的，该方法用于从借助于具有图像传感器的相机对对应的现实世界物体的三维(3D)成像所提供的3D虚拟物体的点集合中移除错误点。获得所述点集合。然后针对相应点识别集合中的冲突点(如果有的话)。冲突点是集合中根据预定义的一个或多个准则不能与相应点有效共存的点。此后，基于对集合的相应点的所述识别，从集合中移除与集合中涉及冲突的其它点相比涉及冲突次数更多的集合中的一个或多个点。每次针对相应点在集合中识别出冲突点和/或每次相应点本身被识别为集合中的另一个点的冲突点时，集合中的相应点被认为涉及冲突。
[0016]根据本文实施例的第二方面，该目的通过一种计算机程序来实现，该计算机程序包括当由一个或多个处理器执行时使一个或多个设备执行根据第一方面的方法的指令。
[0017]根据本文实施例的第三方面，该目的通过包括根据第二方面的计算机程序的载体来实现。
[0018]根据本文实施例的第四方面，该目的通过一个或多个设备来实现，该一个或多个
设备用于从借助于具有图像传感器的相机对对应的现实世界物体的3D成像所提供的三维(3D)虚拟物体的点集合中移除错误点。所述(一个或多个)设备被配置为获得所述点集合。所述设备还被配置为针对相应点识别集合中的冲突点(如果有的话)。冲突点是集合中根据预定义的一个或多个准则不能与相应点有效共存的点。而且，(一个或多个)设备被配置为基于对集合的相应点的所述识别，从集合中移除与集合中涉及冲突的其它点相比涉及冲突次数更多的集合中的一个或多个点。每次针对相应点在集合中识别出冲突点和/或每次相应点本身被识别为集合中的另一个点的冲突点时，集合中的相应点被认为涉及冲突。
[0019]与每次识别出冲突点时的删除或移除在许多情况下导致在冲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于从借助于具有图像传感器(331)的相机(330)对对应现实世界物体(320)的三维3D成像所提供的3D虚拟物体的点集合(355
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1..355
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15)中移除错误点的方法，其中所述方法包括：
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获得(401)所述点集合(355
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1..355
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15)；
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针对相应点(355)识别(403)集合中的冲突点，如果有的话，其中冲突点是集合中根据预定义的一个或多个准则不能与相应点(355)有效共存的点；以及
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基于针对集合中的相应点(355)的所述识别，从集合中移除(404)与集合中涉及冲突的其它点相比涉及冲突次数更多的集合中的一个或多个点，其中每次针对相应点在集合中识别出冲突点和/或每次相应点本身(355)被识别为集合中的另一个点的冲突点时，集合中的所述相应点(355)被认为涉及冲突。2.如权利要求1所述的方法，其中从集合中移除涉及冲突次数超过预定阈值的点。3.如权利要求1
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2中的任一项所述的方法，其中所述预定义的一个或多个准则至少基于相机(330)从其在所述点集合(355
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1..355
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15)的坐标系(353)中的对应位置虚拟可见的内容。4.如权利要求1
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3中的任一项所述的方法，其中所述方法还包括：
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针对相应点(355)获得(402)与从现实世界物体(320)的对应点朝着相机(330)的光发射的方向对应的相应相机方向(352)，所述光发射在所述3D成像期间被图像传感器(331)感测；其中冲突点是集合中至少基于其相机方向(352)不能与相应点(355)有效共存的点。5.如权利要求1
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4中的任一项所述的方法，其中，基于集合中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：西克IVP股份公司，
类型：发明
国别省市：