[發明專利]一種基于NURBS的無標記面狀柔性體變形跟蹤方法

在審

• 申請號: 201910352911.3
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110136169A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 姜欣;李孟原;劉云輝
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/11;G06T7/90;B25J9/02;B25J9/16
• 代理公司: 深圳市添源知識產權代理事務所(普通合伙) 44451
• 代理人: 黎健任

本發明專利涉及一種基于NURBS的無標記面狀柔性體變形跟蹤方法，該方法包括如下步驟：步驟1：通過Kinect深度相機得到含面狀柔性物體點云的原始點云后，需要通過一定的流程分割出目標面狀柔性體的點云，使用半徑濾波或統計濾波去除空間中的噪音點云，從而得到純凈的目標點云；步驟2：對獲得的目標點云進行初始化獲得初始的NURBS曲面；步驟3：利用曲面擬合生成近似NURBS曲面，NURBS曲面是由兩條NURBS曲面的張量積構成，分別針對兩條NURBS曲線采用曲面擬合方法得到NURS曲面擬合結果；步驟4：完成無標記面裝柔性體的曲面擬合，通過NURBS德布爾算法得到變形前后面狀柔性體上某一點的變化量。

技術領域

本發明屬于一種柔性體變形跟蹤方法技術領域，特別涉及一種基于NURBS的無標記面狀肉形體變形跟蹤方法。

背景技術

現有的針對面狀柔性體變形的跟蹤算法，主要識別面狀柔性體上的特征完成柔性體的變形跟蹤。主要存在如下幾個方面的局限性：針對特征較少的面狀柔性體不能有效地跟蹤變形體的變形；特征的遮擋影響面狀柔性體的變形狀態識別的準確率。

發明內容

為克服已有技術的不足之處，本發明提出基于NURBS的無標記面狀柔性體變形跟蹤方法，該基于點云信息和NURBS數學模型對無標記面狀柔性體的變形進行跟蹤。

為達到此目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于NURBS的無標記面狀柔性體變形跟蹤方法，該方法包括如下步驟：

步驟1：通過Kinect深度相機得到含面狀柔性物體點云的原始點云后，需要通過一定的流程分割出目標面狀柔性體的點云，使用半徑濾波或統計濾波去除空間中的噪音點云，從而得到純凈的目標點云；

步驟2：對獲得的目標點云進行初始化獲得初始的NURBS曲面；

步驟3：利用曲面擬合生成近似NURBS曲面，NURBS曲面是由兩條NURBS曲面的張量積構成，分別針對兩條NURBS曲線采用曲面擬合方法得到NURS曲面擬合結果；

步驟4：完成無標記面裝柔性體的曲面擬合，通過NURBS德布爾算法得到變形前后面狀柔性體上某一點的變化量。

相比于現有的技術，本發明的優點有：

(1)不需要利用面狀柔性體上標記特征即可完成對面狀柔性體的變形跟蹤；

(2)建立了NURBS曲面數學模型和實際面狀柔性體間的對應關系，通過該對應關系可以確定變形前后的面狀柔性體上任意一點的變化量；

(3)提出一種描述無標記面狀柔性變形體運動的方法，解決了無標記面狀柔性體運動描述的問題；

(4)本發明提出一種針對無標記面狀柔性體的點云處理方法，有效地從環境中分離出目標無標記面狀柔性體。

附圖說明

圖1是本發明無標記面狀柔性體點云的獲取方案；

圖2是本發明靜止面狀柔性體的變形跟蹤方案；

圖3是本發明面向無標記柔性體操作的視覺伺服控制系統；

圖4是本發明無標記面狀柔性體的運動和變形分離原理示意圖

具體實施方式

本發明提出了一種基于NURBS的無標記面狀柔性體變形跟蹤算法。下面將結合附圖，對本發明的具體實施例進行詳細的描述。