[發明專利]一種基于單相機的目標三維識別方法、設備及介質

在審

• 申請號: 202111488652.0
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114241028A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 張澤陽;呂棟亮;萬里紅
• 申請（專利權）人: 中原動力智能機器人有限公司
• 主分類號: G06T7/55
• 分類號: G06T7/55
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郭浩輝;許羽冬

本發明涉及機器視覺領域，具體公開了一種基于單相機的目標三維識別方法、設備及介質，包括通過單目相機獲取目標的第一視角圖像；通過單目相機和視角變換機構獲取目標的第二視角圖像；依據單目相機和視角變換機構的空間位置關系，獲得第一視角圖像與第二視角圖像的空間對應關系；依據空間對應關系、第一視角圖像和第二視角圖像，通過三維重建得到目標的三維信息。本發明通過鏡反射、折射或其組合使單目相機同時拍攝到目標兩個角度的圖像，或者通過移動單目相機使其先后拍攝到目標兩個角度的圖像，從而實現對目標的模擬雙目三維識別；相比于現有的深度相機，本方案實現成本低，適合已有單目相機的生產線改造。

技術領域

本發明涉及機器視覺領域，尤其涉及一種基于單相機的目標三維識別方法、設備及介質。

背景技術

隨著視頻識別技術以及雙目深度拍攝技術的發展，通過雙目相機或者多角度拍攝后，通過深度分析圖像識別處理，重建被拍攝物的三維空間數據，從而實現目標的三維識別或者三維空間定位，所用技術已經發展的越來越成熟。目標三維定位是機器人抓取、運輸物體的重要應用技術之一，工業機器人和機器視覺組合廣泛應用于工業裝配、分揀等場景。

目前常用的三維視覺傳感器按照原理可以分為三種：雙目深度相機、結構光深度相機、tof深度相機。tof深度相機通過計算光的飛行時間獲取物體的距離，具有厘米級精度；雙目深度相機利用三角測量能夠達到毫米級別的精度；結構光深度相機通過主動投射編碼圖案，能實現亞毫米級的精度。

對于工業傳送帶上的機器人分揀、上下料等場景，利用單目相機采集的視頻信息和預設的傳送帶高度，就能定位出傳送帶上工件的位置，并反饋給機器人進行抓取等工作；但是若工件產生堆疊等問題時，采用單目相機則不能判斷物體的三維位置。在這種場景下，物體堆疊是小概率事件，而現有的三維視覺傳感器成本較高且結構復雜，為此使用三維傳感器會提升生產與維護的成本；難以大批量推廣與運用，在現有的采用單目相機進行識別管理的生產線上，替換新的深度相機也會產生舊設備過快淘汰輪替的浪費。

發明內容

為了克服現有的生產線三維識別采用深度相機成本較高，現有的單目相機又無法完成復雜的三維識別的問題，本發明提供一種基于單相機的目標三維識別方法、設備及介質。

本發明采用的技術方案公開了一種基于單相機的目標三維識別方法，包括：

通過單目相機獲取目標的第一視角圖像；

通過所述單目相機和視角變換機構獲取所述目標的第二視角圖像；其中，所述視角變換機構包括反射鏡、折射鏡、反射棱鏡或位移組件中的一種或者任意組合；

依據所述單目相機和所述視角變換機構的空間位置關系，獲得所述第一視角圖像與所述第二視角圖像的空間對應關系；

依據所述空間對應關系、所述第一視角圖像和所述第二視角圖像，通過三維重建得到所述目標的三維信息。

作為優選地，所述視角變換機構設有n個，n是大于1的正整數；

所述通過所述單目相機和視角變換機構獲取所述目標的第二視角圖像，具體為：

通過所述單目相機和n個所述視角變換機構獲取所述目標的第二視角圖像至第n+1視角圖像。

優選地，所述依據所述空間對應關系、所述第一視角圖像和所述第二視角圖像，通過三維重建得到所述目標的三維信息，具體為：

依據所述第一視角圖像、所述第二視角圖像至第n+1視角圖像，及其之間的第一空間關系，通過三維重建得到所述目標的三維信息；

其中，所述第一空間關系包括所述第一視角圖像、所述第二視角圖像至第n+1視角圖像相對于同一坐標系的各自位置信息。

優選地，當通過所述單目相機無法獲取目標的第一視角圖像時；