浙江大學劉達新獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉浙江大學申請的專利一種基于殘缺幾何補全的工業零件6D位姿估計方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116342698B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310064596.0,技術領域涉及:G06T7/73;該發明授權一種基于殘缺幾何補全的工業零件6D位姿估計方法是由劉達新;王祺德;劉振宇;許嘉通;譚建榮設計研發完成,并于2023-02-06向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于殘缺幾何補全的工業零件6D位姿估計方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于殘缺幾何補全的工業零件6D位姿估計方法。獲取包含目標工業零件的原始RGB?D圖像,包括RGB圖像與從深度圖轉換而來的原始點云,并進行分割定位;通過點云補全網絡從包含殘缺幾何結構的原始目標點云中恢復完整幾何結構得到補全目標點云;分別從目標ROI裁剪圖像、原始目標點云以及補全目標點云提取特征,并進行多尺度拼接融合得到增強RGB?D特征;以置信度方式回歸目標工業零件的6D位姿。本發明針對工業零件在實際場景下由多種復雜因素導致的深度信息幾何殘缺性問題,通過對殘缺幾何進行補全并得到增強RGB?D特征,實現了準確而魯棒的6D位姿估計,具有較好的工程實用價值。
本發明授權一種基于殘缺幾何補全的工業零件6D位姿估計方法在權利要求書中公布了:1.一種基于殘缺幾何補全的工業零件6D位姿估計方法,其特征在于,包括以下步驟: S1:利用RGB-D相機拍攝包含目標工業零件的原始RGB-D圖像,包括RGB圖像與深度圖,并將深度圖轉換為對應的原始點云; S2:對目標工業零件進行分割定位,采用MaskR-CNN方法從RGB圖像中分割出目標工業零件的實例掩碼與ROI裁剪圖像,同時根據RGB圖像的像素與深度圖的像素之間對齊關系從原始點云中分割出和目標工業零件的實例掩碼對應的原始目標點云; S3:通過一個點云補全網絡從包含殘缺幾何結構的原始目標點云中恢復目標工業零件的完整幾何結構而得到對應的補全目標點云; S4:分別從S2獲得的ROI裁剪圖像中提取RGB特征,且從S2獲得的原始目標點云中提取原始幾何特征以及從S3獲得的補全目標點云中提取多尺度幾何特征; S5:對S4中得到的所有特征進行多尺度拼接融合得到增強RGB-D特征,以增強RGB-D圖像的原始信息; S6:通過監督訓練,以置信度方式從增強RGB-D特征中回歸評估出目標工業零件的6D位姿; 步驟S3中,點云補全網絡主要由編碼器和解碼器結構組成,并通過預測殘缺幾何空間到完整幾何空間的映射來實現點云補全,具體為: 編碼器包括雙層堆疊的PointNet網絡,解碼器包括MLP網絡; 首先,編碼器以S2中得到的包含殘缺幾何結構的原始目標點云作為輸入利用雙層堆疊的PointNet網絡從中提取得到中間特征向量; 然后,解碼器以中間特征向量為輸入并結合MLP網絡以從粗到細的方式分階段生成稠密補全點云; 最后,將稠密補全點云經過一個形狀保護網絡層調整處理,輸出得到最終的補全目標點云; 所述形狀保護網絡層的調整過程如下式所述: 其中,pi為稠密補全點云中的點;為原始目標點云中距離點pi最近的兩個點;為虛擬目標點,用于引導點pi的調整方向;D為虛擬目標點與點pi間的距離;為最終調整輸出的補全目標點云點;σ為可學習的調整參數,e表示自然底數,||||2表示2范數,i表示任意點的索引。
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