用于獲取當前環(huán)境中目標物體的三維點云數(shù)據(jù),所述目標物體的表面上包括M個標識,所述三維點云數(shù)據(jù)中包括所述M個標識的點云數(shù)據(jù),所述M為大于等于I的整數(shù);
[0109]所述第一提取單元502,用于從所述目標物體的三維點云數(shù)據(jù)中,提取所述M個標識的空間位置信息和方向信息;
[0110]所述第二提取單元503,用于根據(jù)預(yù)設(shè)的或確定的閾值范圍提取每一所述標識的周圍點云數(shù)據(jù);
[0111]所述確定單元504,用于根據(jù)所述M個標識的空間位置信息和方向信息,確定每一所述標識所在表面信息;
[0112]所述構(gòu)建單元505,用于針對每一所述標識,根據(jù)所述標識的周圍點云數(shù)據(jù)和與所述二維標識所對應(yīng)的表面信息,對所述目標物體的表面進行估計;利用估計出的表面對所述目標物體進行重建,得到構(gòu)建的三維物體。
[0113]本發(fā)明實施例中,所述標識中包含索引信息,以從三維點云中獲取與所述標識相關(guān)的身份標識信息。
[0114]本發(fā)明實施例中,所述表面包括平面和/或曲面。
[0115]這里,第二提取單元503與第一提取單元502和確定單元504之間并無特定的連接關(guān)系,第二提取單元503、第一提取單元502、確定單元504它們?nèi)咧g的關(guān)系可以是依次連接的第二提取單元503、第一提取單元502和確定單元504 ;還可以依次連接的第一提取單元502、確定單元504和第二提取單元503。
[0116]這里,上述實施例四中確定單元403確定出來的表面信息,是認為目標物體一個較為理想物體,即物體的表面是符合平面或曲面方程的表面,而實際上目標物體的表面是有凹凸的,也就是說,采用實施例四提供的技術(shù)方案構(gòu)建的目標物體是一個比較理想物體。作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例,在具體實施的過程中可以設(shè)置或估算一個閾值范圍,在閾值范圍內(nèi)的點云數(shù)據(jù)都可以認為在同一個表面上。
[0117]本發(fā)明實施例提供的電子設(shè)備,根據(jù)預(yù)設(shè)的或確定的閾值范圍提取每一所述標識的周圍點云數(shù)據(jù);然后,針對每一所述標識,根據(jù)所述標識的周圍點云數(shù)據(jù)和與所述二維標識所對應(yīng)的表面信息,對所述目標物體的表面進行估計;利用估計出的表面對所述目標物體進行重建,得到構(gòu)建的三維物體;如此,在實現(xiàn)快速地提取目標物體的表面的同時,可以更加準確的估計出目標物體的表面。
[0118]實施例六
[0119]基于上述的實施例五,本發(fā)明實施例提供一種電子設(shè)備,該電子設(shè)備中將提供一種確定上述閾值范圍的方式,在該方式中首先要在提取的目標物體的表面上貼附有2個以上的標識。圖6-1為本發(fā)明實施例六電子設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)示意圖,如圖6-1所示,該電子設(shè)備包括:采集單元601、第一提取單元602、第二提取單元603、確定單元604和構(gòu)建單元605,其中該第二提取單元603包括第一確定模塊631、第二確定模塊632和提取模塊633,其中:
[0120]所述采集單元601,用于獲取當前環(huán)境中目標物體的三維點云數(shù)據(jù),所述目標物體的表面上包括M個標識,所述三維點云數(shù)據(jù)中包括所述M個標識的點云數(shù)據(jù);
[0121]這里,所述M為大于等于I的整數(shù);
[0122]這里,所述目標物體的每一要提取的表面上至少包括有兩個標識;
[0123]所述第一提取單元602,用于從所述目標物體的三維點云數(shù)據(jù)中,提取所述M個標識的空間位置信息和方向信息;
[0124]所述第一確定模塊631,用于根據(jù)所述M個標識的空間位置信息和方向信息,確定所述M個標識之間的相對位置關(guān)系,以確定處于第i個表面的Ni個標識,其中Ni為小于等于M的整數(shù),i為整數(shù)且I彡i彡T,NI+…+NT = M, T為所述目標物體的總的表面數(shù);
[0125]所述第二確定模塊632,用于根據(jù)處于第i個表面的Ni個標識的空間位置信息和方向信息,確定第i個表面的閾值范圍;
[0126]所述提取模塊633,用于根據(jù)第i個表面的閾值范圍,提取每一所述標識的周圍點云數(shù)據(jù);
[0127]所述確定單元604,用于根據(jù)所述M個標識的空間位置信息和方向信息,確定每一所述標識所在表面信息;
[0128]所述構(gòu)建單元605,用于根據(jù)所述表面信息構(gòu)建所述目標物體的三維信息。
[0129]這里,對所述目標物體的表面進行估計的方法可以采用最小二乘、偏最小二乘等方法,本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以根據(jù)各種現(xiàn)有技術(shù)來實現(xiàn)對所述目標物體的表面進行估計,因此不再贅述。
[0130]本發(fā)明實施例中,如圖6-2所7K,所述第一確定模塊631包括第一確定子模塊6311、第二確定子模塊6312、第三確定子模塊6313、第四確定子模塊6314和類推子模塊6315,其中:
[0131]所述第一確定子模塊6311,用于獲取包括Ql個標識IDl至IDQl的第一幀點云數(shù)據(jù),根據(jù)第一幀點云數(shù)據(jù)確定所述Ql個標識的Ql個坐標位置,其中所述Ql > 2 ;
[0132]所述第二確定子模塊6312,用于根據(jù)所述Ql個坐標位置中的兩兩坐標位置,確定Ql個標識之間的相對位置關(guān)系;
[0133]所述第三確定子模塊6313,用于獲取包括Q2個標識IDl至IDQ2的第二幀點云數(shù)據(jù),根據(jù)第二幀點云數(shù)據(jù)確定所述Q2個標識的Q2個坐標位置,其中所述Q2 > 2 ;
[0134]所述第四確定子模塊6314,用于根據(jù)所述Q2個坐標位置中的兩兩坐標位置,確定Q2個標識之間的相對位置關(guān)系;
[0135]所述類推子模塊6315,用于依次類推,確定剩余的標識之間的相對位置關(guān)系。
[0136]這里,在SLAM中存在兩種坐標系:機器人坐標系和全局坐標系。機器人的位姿是指它在全局坐標系下的絕對坐標,例如三維環(huán)境中記為X = (X,y,ζ,Θ ),其中X,y,Z表示在全局坐標系下的坐標,Θ表示在該點的姿態(tài)(或,視角)。在初始狀態(tài)下,機器人坐標系與全局坐標系重合。如圖3-3所示,圖3-3繼續(xù)以圖1-5所示的墻面121為例,圖像采集單元11如機器人在當前位置Pl的坐標系下采集到二維碼130和二維碼131,那么二維碼130與機器人11之間的位置信息以及朝向信息都是已知的,同樣對于二維碼131和機器人11之間的位置信息以及朝向信息也是已知的,進而機器人可以估算出二維碼130和二維碼131之間的相對位置關(guān)系,即二維碼130和二維碼131是否處于同一平面上,當二維碼130和二維碼131處于同一平面121上時,機器人即可估算出平面121的第一個閾值范圍;
[0137]接著,機器人移動到位置P2的坐標系下采集到二維碼131和二維碼132,如判斷二維碼130與二維碼131之間的相對位置關(guān)系一樣,也可以判斷出二維碼131與二維碼132之間的相對位置關(guān)系,從而估算出平面121的第二個閾值范圍;接著還可以判斷出二維碼130、二維碼131和二維碼132這三者之間的相對位置關(guān)系,從而進一步確定出平面121最終的閾值范圍。
[0138]上面的描述雖然是以二維碼130、二維碼131和二維碼132處于同一平面121,但是同樣適用于判斷處于不同墻面的兩個二維碼之間相對位置關(guān)系。這里假設(shè)墻面是平面的,因此墻面121即為平面121 ;以判斷圖1-3中二維碼132和二維碼133之間的相對位置關(guān)系為例,機器人在位置P2的坐標系下可以采集到二維碼131和132 ;當機器人移動位置P3的坐標系下可以采集到二維碼132和133,可以確定二維碼132與機器人之間的第一位置信息和第一朝向信息,以及二維碼133與機器人之間的第二位置信息和第二朝向信息,然后再根據(jù)第一位置信息、第一朝向信息、第二位置信息和第二朝向信息二維碼132與133是否處于同一平面上。
[0139]從上面描述可以看出,為了確定表面的閾值范圍,在同一表面上至少要貼附兩個標識如二維碼,而且采集單元每次至少要可以同時觀測兩個以上二維碼,這種需求的原因是要保證二維碼之間空間位姿關(guān)系是可知的,確定閾值范圍的過程也可以認為是標定二維碼之間關(guān)系的過程。通過上述標定可以獲知二維碼附著表面的空間位置關(guān)系的預(yù)估計。
[0140]本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案,具有如下優(yōu)點:
[0141]I)快速。由于二維碼三維位置可以通過標定預(yù)先獲得,所以在估計表面信息,只需要搜索與二維碼的朝向信息一致、且與二維碼的位置信息接近的點集。因此,本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案可以降低搜索范圍,從而能夠快速、準確地提取出目標物體的表面。
[0142]2)目標物體各表面之間的相互關(guān)系可以快速通過二維碼標定獲得,由于判斷二維碼之間的相對位置關(guān)系比較簡單快捷,從而使得判斷目標物體各表面之間的相互關(guān)系也非常的簡單。
[0143]在本申請所提供的幾個實施例中,應(yīng)該理