基于区域的弱纹理零件三维跟踪方法

来源：计算机集成制造系统杂志2024年第12期北京时间：

作者：徐一成, 里鹏, 李帅, 于慧东

单位：1.中国科学院网络化控制系统重点实验室2.中国科学院沈阳自动化研究所3.中国科学院机器人与智能制造创新研究院4.中国科学院大学

摘要：为提升增强现实装配系统中对于弱纹理零件的跟踪效果,提出一种基于区域的三维跟踪方法。首先,采用全新的平滑阶跃函数优化基于水平集函数的图像分割方法,提高了轮廓边缘的分割效果;然后,设计了像素前背景颜色后验概率统计模型,增强了连续帧之间的时间一致性,提高了对运动模糊的鲁棒性和准确性;最后,采用高斯牛顿方法进行姿态优化,利用其快速收敛和数值稳定的性质,保证算法的实时性和稳定性。实验结果表明,所提出的三维跟踪方法能对弱纹理零件进行精确的跟踪。同时,在面对运动模糊或背景杂乱等干扰时,图像分割与位姿估计表现出更强的鲁棒性,满足了工业场景中对弱纹理零件跟踪的要求。

关键词：增强装配,前背景区域,图像分割,姿态估计,三维目标跟踪

基金资助：国家重点研发计划资助项目(2019YFB1706202);辽宁省应用基础研究计划资助项目(2022JH2/101300255)。