[发明专利]基于图像的物体模型匹配姿态测量方法

摘要

本发明提供了一种基于图像的物体模型匹配姿态测量方法，主要解决了现有方法建库量大，遍历搜索不方便、每次迭代均需对模型进行投影从而导致实时应用效率低的问题。本发明所依据的原理是：将模型建库与匹配搜索分离开来；在建库完成后，对库内投影图像簇中的目标做特征描述并形成姿态特征索引文件；针对观察图像做目标特征描述；借助搜索匹配优化和特征归一化方法，在索引文件中完成目标特征匹配和姿态测量。本发明抽取特征作为图像匹配的内容，采用优化搜索，提高姿态测量效率；可以应用于其它的图像检索和测量任务；搜索匹配中不涉及模型图像投影过程，直接做图像特征之间的匹配，提高姿态测量效率。

主权项

一种基于图像的物体模型匹配姿态测量方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：1]建立模型库1.1]建立物体的三维模型的二维投影图像簇，在同一距离下，周期性调整该三维模型的三维姿态角度并投影成像，获取该三维模型的二维图像，并记录该二维图像对应的三维姿态角度；所述的周期性调整是按照固定的角度值范围和步长，来调整三维物体模型的姿态角度，该固定的角度值由图像库的精度确定；1.2]对步骤1.1中获取的图像簇中的各帧二维图像进行图像分割后提取轮廓特征，所述轮廓特征包括边缘特征和区域特征；并对边缘特征、区域特征进行描述，对描述结果做归一化处理，将完成归一化处理的描述结果与其对应的三维姿态角度绑定为一个索引单元存入模型索引文件中组成模型库；2]获取目标图像的特征2.1]对目标进行图像获取，获取的图像为二维图像；2.2]对步骤2.1获取的二维图像进行三维姿态角度初估，得到姿态初值；2.3]对步骤2.1获取的二维图像进行图像分割后提取轮廓特征，并对提取的边缘特征和区域特征进行描述；]对描述完成的边缘特征和区域特征进行归一化处理，使边缘特征和区域特征与模型库中边缘特征和区域特征具有可比性；所述轮廓特征包括边缘特征和区域特征；3]特征搜索匹配优化将步骤2.2中得到的姿态初值作为搜索起点，在模型索引文件中找到姿态初值所对应的归一化描述，进行迭代运算，最终完成搜索匹配优化。