[发明专利]用于3D对准算法的平衡探针位置选择

说明书

技术包括用于选择三维(3D)探针的放置的系统，计算机化方法和计算机可读介质，三维(3D)探针用于评估3D对准系统内的运行时3D图像的3D对准姿态，以估计3D运行时映像中经过训练的3D模型图像的姿态。与3D图像中第一多个兴趣点相关联的多个特征被生成，其中每个特征包括指示来自多个兴趣点的相关联点的3D特性的数据。至少部分地基于与第一多个兴趣点相关联的多个特征，从第一多个兴趣点中选择第二多个兴趣点。至少部分地基于第二多个兴趣点确定多个3D探针的放置。

技术领域

公开一种涉及将探针放置在用于图像处理应用的图案的图像上的装置、系统和方法。

背景技术

数字图像由许多装置形成并且用于许多实际目的。设备包括具有在可见光或红外光上操作的图像传感器的相机，例如，电荷耦合元件(CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器、线扫描传感器、飞点扫描仪、电子显微镜、包括计算机断层(CT)扫描仪的X射线装置、磁共振成像仪以及本领域技术人员已知的其它装置。实际应用在工业自动化、医疗诊断、各种军事民用和科学用途的卫星成像、摄影处理、监视和交通监控、文件处理以及很多其他的领域。

为了满足这些应用，由各种设备形成的图像通过机器视觉系统分析以提取适当的信息。在对应于成像装置视场中目标的图像中，确定图案在图像中的位置、方向和尺寸的形式分析具有相当实用的重要性。图案检测方法在工业自动化中尤为重要，其中在半导体制造、电子组装、药品食品加工、消费品制造等领域中，它们被用来引导机器人和其他自动化设备。

在某些情况下，图案检测方法可以使用一个或多个探针对图案进行建模。探针可以指图像中的位置，在该位置处，图案检测方法检查图像的梯度矢量。因此，每个探针可以与位置矢量和方向矢量相关联。由于探针可以有效地指示图像中图案的位置和方向，因此机器视觉系统可以使用探针对齐图案的位置和方向。

发明内容

一些实施例包括用于选择三维(3D)探针的放置的系统，三维(3D)探针用于评估3D对准系统内的运行时3D图像的3D对准姿态，3D对准系统用于估计该3D运行时图像中经过训练的3D模型图像的姿态。该系统包括与存储器通信的处理器，其中处理器被配置为运行存储在存储器中的计算机程序，计算机程序被配置为：生成与来自3D图像的第一多个兴趣点相关联的多个特征，其中每个特征包括指示来自所述多个兴趣点的相关联点的3D特性的数据；至少部分地基于与所述第一多个兴趣点相关联的多个特征，从所述第一多个兴趣点中选择第二组多个兴趣点；以及至少部分地基于所述第二多个兴趣点来确定多个3D探针的放置。

在一些实施例中，多个特征中的每一个包含在所述第一多个点中的关联点的有用性的至少一个量度，以用于在至少一个平移自由度中对准。在一些实施例中，多个特征中的每一个包含在所述第一多个点中的关联点的有用性的至少一个量度，以用于在至少一个旋转自由度中对准。在一些实施例中，比起通过放置在所述第一多个兴趣点的每一个上所提供的，多个3D探针的放置提供了在三个平移自由度中更大的整体对准能力。在一些实施例中，比起通过放置在所述第一多个兴趣点中的每一个上所提供的，多个3D探针的放置提供了在三个平移自由度中更大的整体对准能力，其中更大的整体对准能力包括在第一多个点的最小代表的旋转自由度中增加整体对准能力。在一些实施例中，比起通过放置在所述第一多个兴趣点的每一个上所提供的，多个3D探针的放置提供了在三个旋转自由度中更大的整体对准能力。在一些实施例中，多个3D探针的放置提供了第一多个点的最小代表旋转自由度中的整体对准能力的增加。

在一些实施例中，确定拟合第一多个点的子集的旋转中心和旋转轴，使得旋转中心和旋转轴与图案的旋转对称特征相关联。在一些实施例中，从第一多个点的子集中找到旋转中心和旋转轴包括使用RANSAC技术。在一些实施例中，多个特征包括多个表面法向量。在一些实施例中，多个特征包括多个边缘邻近向量。在一些实施例中，多个特征包括多个边缘方向向量。在一些实施例中，多个特征包括多个表面曲率向量。