【技术实现步骤摘要】
本申请涉及触觉传感，尤其涉及一种点云重建方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备。
技术介绍
1、触觉对于为机器人系统提供反馈来感知物体的物理特性以实现安全交互至关重要。国内外设计了许多不同类型的触觉传感器，用于为机器人提供丰富的接触信息。
2、然而，现有技术中触觉传感器接触面的三维接触点云重建方法存在通用性不佳的问题，难以推广到不同类型的触觉传感器中。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种点云重建方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备，以解决相关技术中三维接触点云重建方法对不同类型的触觉传感器通用性不佳的问题。
2、本申请实施例提供了一种点云重建方法，包括：
3、响应于接触面发生形变，确定接触面中各个特征点在图像平面上的投影位移，以得到接触面的二维触觉形变场；
4、根据二维触觉形变场确定接触面的稀疏形变信息，稀疏形变信息包括形变边缘信息和/或形变深度信息；
5、将二维触觉形变场和稀疏形变信息进行融合，以生成接触面的三维形变点云。
6、本申请实施例还提供了一种点云重建装置，包括：
7、第一确定模块，用于响应于接触面发生形变，确定接触面中各个特征点在图像平面上的投影位移，以得到接触面的二维触觉形变场；
8、第二确定模块，用于根据二维触觉形变场确定接触面的稀疏形变信息，稀疏形变信息包括形变边缘信息和/或形变深度信息；
9、生成模块，用于将二维触觉形变场和稀疏形变信息进行融合，
10、其中，生成模块具体包括：
11、构建单元，用于根据二维触觉形变场和稀疏形变信息构建凸优化问题，凸优化问题包括优化目标以及优化目标的目标约束条件，优化目标为最小化接触面的三维形变点云的形变边缘感知的平滑代价，目标约束条件包括投影几何约束条件和/或形变深度约束条件，投影几何约束条件用于约束三维形变点云在图像平面上的投影位移与二维触觉形变场相一致，形变深度约束条件用于约束三维形变点云的形变深度与形变深度信息相一致；
12、求解单元，用于对凸优化问题进行求解，得到三维形变点云。
13、其中，第二确定模块具体包括：
14、第一确定单元，用于根据二维触觉形变场确定接触面的形变边缘感知的平滑权重矩阵，以得到包括平滑权重矩阵的形变边缘信息；
15、第二确定单元，用于确定接触面的最大形变深度和先验形变深度信息，以得到包括最大形变深度和先验形变深度信息的形变深度信息。
16、其中，构建单元具体用于：
17、根据特征点的初始位置确定接触面的三维形变点云的位移；
18、将三维形变点云的位移映射到其空间梯度，以得到三维形变点云的位移的空间梯度表示；
19、对空间梯度表示与平滑权重矩阵进行加权，得到加权矩阵；
20、构建最小化加权矩阵的二范数的优化目标。
21、其中，目标约束条件包括投影几何约束条件和形变深度约束条件；构建单元还用于：
22、根据三维形变点云的位移以及最大形变深度和先验形变深度信息，构建最大形变深度约束条件和深度一致性约束条件，以得到包括最大形变深度约束条件和深度一致性约束条件的形变深度约束条件，其中，最大形变深度约束条件用于约束三维形变点云的形变深度大于等于0、且小于等于最大形变深度，深度一致性约束用于约束三维形变点云的形变深度与先验形变深度信息相一致；
23、根据三维形变点云在图像平面上的投影、特征点的初始位置在图像平面上的投影以及触觉形变场，构建投影几何约束条件，以得到包括投影几何约束条件和形变深度约束条件的目标约束条件。
24、其中，第一确定单元具体用于：
25、将二维触觉形变场对特征点到图像平面的中心线的距离求偏导，以得到特征点的形变深度特征信息；
26、对形变深度特征信息求梯度倒数，以得到特征点的平滑权重，从而得到由特征点的平滑权重构成的平滑权重矩阵。
27、其中，第二确定单元具体用于：
28、确定二维触觉形变场的密度分布，并根据密度分布确定接触面的最大形变深度；
29、测量接触面中目标特征点的形变深度，以得到包括目标特定点的形变深度的先验形变深度信息。
30、其中，第一确定模块具体用于：
31、获取单目相机对图像平面采集得到的接触面的形变图像；
32、根据形变图像确定接触面的形变在图像平面上产生的光流，以得到接触面的二维触觉形变场。
33、本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序适于处理器进行加载，以执行上述任一项点云重建方法。
34、本申请实施例还提供了一种电子设备，电子设备包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器通过调用存储器中存储的计算机程序，执行上述任一项点云重建方法。
35、本申请提供的点云重建方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备，通过确定接触面中各个特征点在图像平面上的投影位移，以得到接触面的二维触觉形变场，并根据二维触觉形变场确定接触面的稀疏形变信息，稀疏形变信息包括形变边缘信息和形变深度信息，然后将二维触觉形变场和稀疏形变信息进行融合，以生成接触面的三维形变点云，从而基于图像投影几何分析即可实现三维形变点云的重建，且重建过程不涉及参数调整，有利于推广到各类触觉传感器中，具有良好的通用性。
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1.一种点云重建方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的点云重建方法，其特征在于，所述将所述二维触觉形变场和所述稀疏形变信息进行融合，以生成所述接触面的三维形变点云，具体包括：
3.根据权利要求2所述的点云重建方法，其特征在于，所述根据所述二维触觉形变场确定所述接触面的稀疏形变信息，具体包括：
4.根据权利要求3所述的点云重建方法，其特征在于，所述根据所述二维触觉形变场和所述稀疏形变信息构建凸优化问题，具体包括：
5.根据权利要求4所述的点云重建方法，其特征在于，所述目标约束条件包括所述投影几何约束条件和所述形变深度约束条件；在所述根据所述特征点的初始位置确定所述接触面的三维形变点云的位移之后，还包括：
6.根据权利要求3所述的点云重建方法，其特征在于，所述根据所述二维触觉形变场确定所述接触面的形变边缘感知的平滑权重矩阵，具体包括：
7.根据权利要求3所述的点云重建方法，其特征在于，所述确定所述接触面的最大形变深度和先验形变深度信息，具体包括：
8.根据权利要求1所述的点云重建方法，其特
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序适于处理器进行加载，以执行如权利要求1-8任一项所述的点云重建方法。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，执行如权利要求1-8任一项所述的点云重建方法。
...【技术特征摘要】
1.一种点云重建方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的点云重建方法，其特征在于，所述将所述二维触觉形变场和所述稀疏形变信息进行融合，以生成所述接触面的三维形变点云，具体包括：
3.根据权利要求2所述的点云重建方法，其特征在于，所述根据所述二维触觉形变场确定所述接触面的稀疏形变信息，具体包括：
4.根据权利要求3所述的点云重建方法，其特征在于，所述根据所述二维触觉形变场和所述稀疏形变信息构建凸优化问题，具体包括：
5.根据权利要求4所述的点云重建方法，其特征在于，所述目标约束条件包括所述投影几何约束条件和所述形变深度约束条件；在所述根据所述特征点的初始位置确定所述接触面的三维形变点云的位移之后，还包括：
6.根据权利要求3所述的点云重建方法，其特征在于，所述根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜仪湃，段江哗，
申请(专利权)人：戴盟深圳机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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