[發明專利]基于單目標三維重建的工件快速識別與定位方法

在審

• 申請號: 201910199355.0
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN109948514A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 徐顯兵;彭成斌;肖江劍;李現;張加煥
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06T17/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 趙世發;王鋒

1.一種基于單目標三維重建的工件快速識別與定位方法，其特征在于包括如下步驟：

a)渲染工件三維模型，獲取工件在設定三維坐標系中不同角度的圖片作為訓練圖像，擴充訓練集，將點云格式的三維模型轉化為體素格式放入訓練集；

b)將二維圖片與相應的三維模型進行匹配作為訓練集；

c)將所述訓練集內的圖像輸入訓練網絡進行訓練；

d)訓練完成后，保存權重，輸入獲取的單幀圖像進行測試，重建出整個三維模型。

2.根據權利要求1所述的基于單目標三維重建的工件快速識別與定位方法，其特征在于，步驟a)包括：將每一幅所述訓練圖像按照使工件繞所述設定三維坐標系的X、Y、Z軸旋轉的角度進行標注，進行制作訓練集。

3.根據權利要求2所述的基于單目標三維重建的工件快速識別與定位方法，其特征在于，步驟a)包括：定義選定姿勢為參考取值，對應于該選定姿勢，工件繞所述設定三維坐標系中X、Y、Z軸旋轉的角度都為0°；以及，獲取工件繞X軸、Y軸旋轉-15°～14°以及繞Z軸旋轉0°～90°的圖片作為訓練圖像。

4.根據權利要求1所述的基于單目標三維重建的工件快速識別與定位方法，其特征在于，步驟c)包括：

i、設置訓練網絡，所述訓練網絡包括編碼器、核心模塊和解碼器；

ii、將編碼器提取到的特征輸入到核心模塊中進行學習；

iii、基于損失函數對訓練變量進行優化，得到測試結果。

5.根據權利要求4所述的基于單目標三維重建的工件快速識別與定位方法，其特征在于：所述核心模塊表述為：

f_t＝σ(W_fT(x_t)+U_f*h_t-1+b_f) 1)

i_t＝σ(W_iT(x_t)+U_i*h_t-1+b_i) 2)

h_t＝tanh(s_t) 4)

其中，i_t和f_t分別表示輸入流和輸出流,s_t和h_t分別表示記憶單元和隱藏層,x為輸入圖像，T(x)為低維特征，*為卷積操作。

6.根據權利要求4所述的基于單目標三維重建的工件快速識別與定位方法，其特征在于：所述損失函數表述為：

式5)中(i,j,k)為每個體素的位置，其最終輸出滿足伯努利分布[1-p(i,j,k),p(i,j,k)]，y(i,j,k)為每個體素對應的訓練樣本真實值。

7.根據權利要求4所述的基于單目標三維重建的工件快速識別與定位方法，其特征在于，所述編碼器采用帶有殘差網絡的CNN網絡結構。

8.根據權利要求1所述的基于單目標三維重建的工件快速識別與定位方法，其特征在于，所述步驟d)包括：保存訓練好的權重后，輸入單幀圖片，輸出與之對應的三維模型。