三维匹配

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本章概述了 HALCO 中可用的不同三维匹配方法。

三维盒子查找器

正如其名,盒子查找器可用于在三维数据中定位盒状对象。因此,find_box_3dfind_box_3dFindBox3dFindBox3dFindBox3dfind_box_3d 算子无需对象的模型作为输入,只需指定待定位盒子的尺寸即可。由此可获取抓取点的姿态,这在箱内拾取应用中尤为实用。

( 1) ( 2)
(1) 3D输入数据(场景), (2) 发现的实例,包括抓取点。

基于表面的匹配

基于表面的匹配方法同样适用于定位更复杂的对象。这些对象的形状以表面模型的形式分别传递给算子 find_surface_modelfind_surface_modelFindSurfaceModelFindSurfaceModelFindSurfaceModelfind_surface_modelfind_surface_model_imagefind_surface_model_imageFindSurfaceModelImageFindSurfaceModelImageFindSurfaceModelImagefind_surface_model_image。随后,系统将返回场景中已定位对象实例的姿态信息。

请注意,在使用基于表面的匹配时存在多种不同的方法。有关何时以及如何使用这些方法的详细说明、提示、技巧和故障排除指南,请参阅技术说明 基于表面的匹配

( 1) ( 2) ( 3)
(1) 待搜索的三维模型, (2) 三维输入数据(场景), (3) 匹配结果。

基于可变形表面的匹配

当场景中某个对象可能以不同变形状态出现时,可使用可变形表面模型来定位该对象。如果 find_deformable_surface_modelfind_deformable_surface_modelFindDeformableSurfaceModelFindDeformableSurfaceModelFindDeformableSurfaceModelfind_deformable_surface_model 算子检测到此类对象的实例,即可获取包含对应变形状态和姿态的对象模型。

( 1) ( 2) ( 3) ( 4)
(1) 三维对象模型, (2) 待检索的三维输入数据(场景), (3) 转换为匹配姿态后的模型, (4) 变形后的对象模型。

基于形状的匹配

基于形状的匹配技术通过在二维图像中搜索三维 CAD 模型的实例,而非直接在三维点云中进行搜索。为此,目标对象的边缘需在图像中清晰可见,且使用的相机需预先完成校准。最终,对象姿态由 find_shape_model_3dfind_shape_model_3dFindShapeModel3dFindShapeModel3dFindShapeModel3dfind_shape_model_3d 算子计算并返回。

( 1) ( 2) ( 3)
(1) 三维形状模型, (2) 输入图像, (3) 找到的形状模型,投影到图像中。

三维抓取点检测

基于深度学习的三维抓取点检测技术,可识别三维场景中任意对象的抓取点。更多详情请参阅 三维匹配 / 三维抓取点检测 一章。

( 1) ( 2) ( 3) ( 4)
(1) 二维输入图像(强度图像), (2) 三维场景(由 XYZ-图像生成), (3) 在二维输入图像上可视化估计的抓取点, (4) 在三维场景中以姿态形式可视化估计的抓取点。

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