【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机视觉，具体而言，涉及一种单目螺母6d姿态的估计方法、估计装置、计算机可读存储介质、单目螺母6d姿态管理系统和计算机程序产品。
技术介绍
1、随着电网在国内的快速发展，电线杆塔也随之越来越多，然而电线杆塔上设备的维护也成为了一个重要工作，其中最常见的工作则是检测设备上螺母是否松动。然而这样一项工作由工作人员去完成，耗时长且伴随一定的危险，因此实现自动化、智能化的电线杆塔设备螺丝紧固工作是一项有意义的工作，而在这其中，对电线杆塔上设备、螺母等的识别以及姿态估计则具有重要的现实意义。电线杆塔上紧固设备上螺母的工作是依靠人工爬上电线杆塔进行紧固，这对操作人员的经验要求和体力要求较高，且存在一定的安全隐患。目前，常见的目标6d姿态估计方法是基于双目结构光相机的目标6d姿态估计，因为基于单目相机的6d姿态估计存在准确性不高的问题，然而相较于单目相机，双目结构光相机重量大，部分机械臂难以在末端负载双目结构光相机的同时完成需要高负载的工作，同时双目结构光相机价格昂贵。
技术实现思路
1、本申请的主要目的在于提供一种单目螺母6d姿态的估计方法、估计装置、计算机可读存储介质、单目螺母6d姿态管理系统和计算机程序产品，以至少解决现有技术中的问题。
2、为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种单目螺母6d姿态的估计方法，所述方法包括：利用单目相机获取目标螺母的图像并识别所述图像中所述目标螺母的位姿，得到螺母位姿，所述螺母位姿为所述目标螺母在所述图像中的二维位姿，所
3、可选地，将所述第一3d姿态进行多角度调整同时将每一次角度调整后的所述第一3d姿态投影至所述图像中与对所述螺母位姿进行匹配计算，得到所述目标螺母的目标姿态，包括：根据所述第一3d姿态与所述螺母位姿之间的旋转角度误差，得到位姿存在区间，所述位姿存在区间为所述目标螺母绕所述x轴和所述y轴的角度存在的区间；采样步骤，在所述位姿存在区间内按照设定角度步长进行采样获取多个采样点，得到多个图像位姿，所述图像位姿为所述目标螺母在所述x轴和所述y轴上的角度值；提取步骤，选取任意一个所述图像位姿采用边缘提取方法提取所述图像中的所述目标螺母的边缘得到单目螺母边缘，以及提取模型投影的边缘得到模型边缘，所述模型投影为将所述目标螺母的三维模型投影至所述图像上得到的投影；匹配步骤，将所述单目螺母边缘和所述模型边缘均转化为平面点集，分别得到单目螺母点集和模型点集，并采用二维icp点云配准算法匹配所述单目螺母点集和所述模型点集，得到匹配度和单旋转角度，所述匹配度为所述单目螺母点集和所述模型点集之间的匹配度，所述单旋转角度为所述单目螺母点集和所述模型点集之间绕所述z轴的旋转角度；重复步骤，依次重复所述提取步骤和所述匹配步骤至少一次直至所有的所述图像位姿均完成遍历，得到多个所述匹配度和多个所述单旋转角度；在所述匹配度最高的所述图像位姿满足精度要求的情况下，将所述匹配度最高的所述图像位姿确定为所述目标螺母对应的所述目标姿态，并将所述匹配度最高时对应所述单旋转角度确定为目标旋转角度；在所述匹配度最高的所述图像位姿不满足所述精度要求的情况下，将当前设定角度步长减半，同时更新所述位姿存在区间，并重复所述采样步骤、所述提取步骤、所述匹配步骤和所述重复步骤直至所述匹配度最高的所述图像位姿满足所述精度要求，所述当前设定角度步长为当前参与计算的设定角度步长的值，所述当前设定角度步长的初始值为所述设定角度步长。
4、可选地，在所述位姿存在区间内按照设定角度步长进行采样获取多个采样点，得到多个图像位姿之后，所述方法还包括：根据所述第一3d姿态生成所述目标螺母的所述三维模型，并提取所述三维模型的边缘线段，得到所述边缘线段的端点空间坐标；对所述三维模型依据欧拉旋转定理进行旋转，得到旋转三维模型；根据所述端点空间坐标将所述旋转三维模型投影至图像中，得到所述模型投影。
5、可选地，根据所述端点空间坐标将所述旋转三维模型投影至图像中，得到模型投影，包括：根据对当前图像位姿进行转换得到旋转矩阵，所述当前图像位姿为当前参与所述目标姿态计算的所述图像位姿；将转换矩阵、所述旋转矩阵与所述端点空间坐标进行相乘运算得到所述模型投影，所述转换矩阵为基于所述单目相机的内参将世界坐标系转换为所述相机坐标系的矩阵。
6、可选地，更新所述位姿存在区间，包括：根据所述匹配度最高对应的所述图像位姿和所述设定角度步长重新构建所述目标螺母的3d真实姿态存在区间，并将所述3d真实姿态存在区间更新为所述位姿存在区间，所述3d真实姿态存在区间的左端点为第一区间值至第二区间值范围内的数，所述第一区间值为所述图像位姿绕所述x轴的角度值减所述设定角度步长的值，所述第二区间值为所述图像位姿绕所述x轴的角度值加所述设定角度步长的值，所述3d真实姿态存在区间的右端点为第三区间值至第四区间值范围内的数，所述第三区间值为所述图像位姿绕所述y轴的所述角度值减所述设定角度步长的值，所述第四区间值为所述图像位姿绕所述y轴的所述角度值加所述设定角度步长的值。
7、可选地，所述像素信息包括像素尺寸和像素距离，根据所述目标姿态和所述像素信息生成所述目标螺母在空间中相对于所述相机坐标系的所述6d姿态，包括：根据所述目标姿态对所述目标螺母进行旋转并计算所述目标螺母在所述相机坐标系下所述x轴的真实尺寸；根据所述真实尺寸和相机焦距之间的乘积与所述像素尺寸的比值计算得到所述单目相机与所述目标螺母之间的目标距离；根据所述目标距离和所述像素距离得到所述目标螺母与图像中心点的真实距离；根据所述真实距离、所述目标距离、所述目标姿态和所述目标旋转角度生成所述目标螺母在空间中相对于所述相机坐标系的所述6d姿态。
8、根据本申请的另一方面，提供了一种单目螺母6d姿态的估计装置，所述装置包括：识别单元，用于利用单目相机获取目标螺母的图像并识别所述图像中所述目标螺母的位姿，得到螺母位姿，所述螺母位姿为所述目标螺母在所述图像中的二维位姿，所述目标螺母为所述图像中呈现并需要进行识别的螺母；获取单元，用于采用深度学习方法分析获取所述目标螺母在图像中的像素信息，并根据所述像素信息依据相机成本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单目螺母6D姿态的估计方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一3D姿态进行多角度调整同时将每一次角度调整后的所述第一3D姿态投影至所述图像中与对所述螺母位姿进行匹配计算，得到所述目标螺母的目标姿态，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述位姿存在区间内按照设定角度步长进行采样获取多个采样点，得到多个图像位姿之后，所述方法还包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述端点空间坐标将所述旋转三维模型投影至图像中，得到模型投影，包括：
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，更新所述位姿存在区间，包括：
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述像素信息包括像素尺寸和像素距离，根据所述目标姿态和所述像素信息生成所述目标螺母在空间中相对于所述相机坐标系的所述6D姿态，包括：
7.一种单目螺母6D姿态的估计装置，其特征在于，所述装置包括：
8.一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包括存储的程序，其
9.一种单目螺母6D姿态管理系统，其特征在于，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行权利要求1至6中任意一项所述的方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机指令，其特征在于，该计算机指令被处理器执行时实现权利要求1至6中任意一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种单目螺母6d姿态的估计方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一3d姿态进行多角度调整同时将每一次角度调整后的所述第一3d姿态投影至所述图像中与对所述螺母位姿进行匹配计算，得到所述目标螺母的目标姿态，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述位姿存在区间内按照设定角度步长进行采样获取多个采样点，得到多个图像位姿之后，所述方法还包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述端点空间坐标将所述旋转三维模型投影至图像中，得到模型投影，包括：
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，更新所述位姿存在区间，包括：
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述像素信息包括像素尺寸和像素距离，根据所述目标姿态...
【专利技术属性】
技术研发人员：李正强，刘益军，曹彦朝，李俊达，许明雷，何锐熙，关帅，林晓菁，倪涵静，何伟璋，谭嘉，石俏，陈邦发，蔡冠华，徐奋，王磊，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：
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