[发明专利]基于单目标三维重建的工件快速识别与定位方法

权利要求书

1.一种基于单目标三维重建的工件快速识别与定位方法，其特征在于包括如下步骤：

a)渲染工件三维模型，获取工件在设定三维坐标系中不同角度的图片作为训练图像，扩充训练集，将点云格式的三维模型转化为体素格式放入训练集；

b)将二维图片与相应的三维模型进行匹配作为训练集；

c)将所述训练集内的图像输入训练网络进行训练；

d)训练完成后，保存权重，输入获取的单帧图像进行测试，重建出整个三维模型。

2.根据权利要求1所述的基于单目标三维重建的工件快速识别与定位方法，其特征在于，步骤a)包括：将每一幅所述训练图像按照使工件绕所述设定三维坐标系的X、Y、Z轴旋转的角度进行标注，进行制作训练集。

3.根据权利要求2所述的基于单目标三维重建的工件快速识别与定位方法，其特征在于，步骤a)包括：定义选定姿势为参考取值，对应于该选定姿势，工件绕所述设定三维坐标系中X、Y、Z轴旋转的角度都为0°；以及，获取工件绕X轴、Y轴旋转-15°～14°以及绕Z轴旋转0°～90°的图片作为训练图像。

4.根据权利要求1所述的基于单目标三维重建的工件快速识别与定位方法，其特征在于，步骤c)包括：

i、设置训练网络，所述训练网络包括编码器、核心模块和解码器；

ii、将编码器提取到的特征输入到核心模块中进行学习；

iii、基于损失函数对训练变量进行优化，得到测试结果。

5.根据权利要求4所述的基于单目标三维重建的工件快速识别与定位方法，其特征在于：所述核心模块表述为：

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分别表示输入流和输出流,s_t和h_t分别表示记忆单元和隐藏层,x为输入图像，T(x)为低维特征，*为卷积操作。

6.根据权利要求4所述的基于单目标三维重建的工件快速识别与定位方法，其特征在于：所述损失函数表述为：

式5)中(i,j,k)为每个体素的位置，其最终输出满足伯努利分布[1-p(i,j,k),p(i,j,k)]，y(i,j,k)为每个体素对应的训练样本真实值。

7.根据权利要求4所述的基于单目标三维重建的工件快速识别与定位方法，其特征在于，所述编码器采用带有残差网络的CNN网络结构。

8.根据权利要求1所述的基于单目标三维重建的工件快速识别与定位方法，其特征在于，所述步骤d)包括：保存训练好的权重后，输入单帧图片，输出与之对应的三维模型。