[发明专利]一种基于单相机的目标三维识别方法、设备及介质

说明书

本发明涉及机器视觉领域，具体公开了一种基于单相机的目标三维识别方法、设备及介质，包括通过单目相机获取目标的第一视角图像；通过单目相机和视角变换机构获取目标的第二视角图像；依据单目相机和视角变换机构的空间位置关系，获得第一视角图像与第二视角图像的空间对应关系；依据空间对应关系、第一视角图像和第二视角图像，通过三维重建得到目标的三维信息。本发明通过镜反射、折射或其组合使单目相机同时拍摄到目标两个角度的图像，或者通过移动单目相机使其先后拍摄到目标两个角度的图像，从而实现对目标的模拟双目三维识别；相比于现有的深度相机，本方案实现成本低，适合已有单目相机的生产线改造。

技术领域

本发明涉及机器视觉领域，尤其涉及一种基于单相机的目标三维识别方法、设备及介质。

背景技术

随着视频识别技术以及双目深度拍摄技术的发展，通过双目相机或者多角度拍摄后，通过深度分析图像识别处理，重建被拍摄物的三维空间数据，从而实现目标的三维识别或者三维空间定位，所用技术已经发展的越来越成熟。目标三维定位是机器人抓取、运输物体的重要应用技术之一，工业机器人和机器视觉组合广泛应用于工业装配、分拣等场景。

目前常用的三维视觉传感器按照原理可以分为三种：双目深度相机、结构光深度相机、tof深度相机。tof深度相机通过计算光的飞行时间获取物体的距离，具有厘米级精度；双目深度相机利用三角测量能够达到毫米级别的精度；结构光深度相机通过主动投射编码图案，能实现亚毫米级的精度。

对于工业传送带上的机器人分拣、上下料等场景，利用单目相机采集的视频信息和预设的传送带高度，就能定位出传送带上工件的位置，并反馈给机器人进行抓取等工作；但是若工件产生堆叠等问题时，采用单目相机则不能判断物体的三维位置。在这种场景下，物体堆叠是小概率事件，而现有的三维视觉传感器成本较高且结构复杂，为此使用三维传感器会提升生产与维护的成本；难以大批量推广与运用，在现有的采用单目相机进行识别管理的生产线上，替换新的深度相机也会产生旧设备过快淘汰轮替的浪费。

发明内容

为了克服现有的生产线三维识别采用深度相机成本较高，现有的单目相机又无法完成复杂的三维识别的问题，本发明提供一种基于单相机的目标三维识别方法、设备及介质。

本发明采用的技术方案公开了一种基于单相机的目标三维识别方法，包括：

通过单目相机获取目标的第一视角图像；

通过所述单目相机和视角变换机构获取所述目标的第二视角图像；其中，所述视角变换机构包括反射镜、折射镜、反射棱镜或位移组件中的一种或者任意组合；

依据所述单目相机和所述视角变换机构的空间位置关系，获得所述第一视角图像与所述第二视角图像的空间对应关系；

依据所述空间对应关系、所述第一视角图像和所述第二视角图像，通过三维重建得到所述目标的三维信息。

作为优选地，所述视角变换机构设有n个，n是大于1的正整数；

所述通过所述单目相机和视角变换机构获取所述目标的第二视角图像，具体为：

通过所述单目相机和n个所述视角变换机构获取所述目标的第二视角图像至第n+1视角图像。

优选地，所述依据所述空间对应关系、所述第一视角图像和所述第二视角图像，通过三维重建得到所述目标的三维信息，具体为：

依据所述第一视角图像、所述第二视角图像至第n+1视角图像，及其之间的第一空间关系，通过三维重建得到所述目标的三维信息；

其中，所述第一空间关系包括所述第一视角图像、所述第二视角图像至第n+1视角图像相对于同一坐标系的各自位置信息。

优选地，当通过所述单目相机无法获取目标的第一视角图像时；