(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211039220.6 (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150000 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 屈桢深　于周顺泽　徐雨宁　 于志伟　 (74)专利代理 机构 北京隆源天恒知识产权代理 有限公司 1 1473 专利代理师 鲍丽伟 (51)Int.Cl. G06T 7/73(2017.01) G06T 7/80(2017.01) G06V 10/145(2022.01) (54)发明名称 一种位姿获取方法、 装置及设备 (57)摘要 本发明提供了一种位姿获取方法、 装置及设 备， 涉及视觉位姿计算技术领域， 所述位姿获取 方法包括： 获取所述视觉标识器产生的图像信 息； 根据所述图像信息中所述第一特征图案的位 置信息， 获得所述第一特征图案的第一投影图像 信息和所述光栅区域的第二投影图像信息； 根据 所述第一特征图案的位置信息和所述第一投影 图像信息， 获得所述视觉标识 器的粗精度位姿信 息； 根据所述第二投影图像信息获得所述光栅区 域产生的第二特征图案的中心 像素位置； 根据所 述第二特征图案的中心像素位置的变化， 获取视 线角； 根据所述视线角和所述视觉标识器的粗精 度位姿信息， 获得所述视觉标识 器的高精度位姿 信息。 与现有技术比较， 本发明能够提高位姿计 算精度。 权利要求书2页 说明书10页 附图4页 CN 115439540 A 2022.12.06 CN 115439540 A 1.一种位姿获取方法， 其特征在于， 所述方法基于位姿获取设备， 所述位姿获取设备包 括基于面外光栅的视觉标识器(3)， 所述视觉标识器(3)包括光栅区域(6)以及环绕所述光 栅区域(6)设置的多个第一特征图案(5)， 且 所述光栅区域(6)用于产生第二特征图案， 所述 方法包括： 获取所述视觉标识器(3)产生的图像信息； 根据所述图像信息中所述第一特征图案(5)的位置信息， 获得所述第一特征图案(5)的 第一投影图像信息和所述 光栅区域(6)的第二投影图像信息； 根据所述第一特征图案(5)的位置信息和所述第一投影图像信息， 获得所述视觉标识 器(3)的粗精度位姿信息； 根据所述第二投影图像信 息获得所述光栅 区域(6)产生的第二特征图案的中心像素位 置； 根据所述第二特 征图案的中心像素位置的变化， 获取视线角； 根据所述视线角和所述视觉标识器(3)的粗精度位姿信息， 获得所述视觉标识器(3)的 高精度位姿信息 。 2.根据权利要求1所述的位姿获取方法， 其特征在于， 所述获取所述视觉标识器(3)产 生的图像信息， 包括： 对图像采集器(1)进行 标定； 利用标定后的图像采集器(1)获取 所述视觉标识器(3)产生的图像信息 。 3.根据权利要求1所述的位姿获取方法， 其特征在于， 所述根据 所述图像信 息中所述第 一特征图案(5)的位置信息， 获得所述第一特征图案(5)的第一投影图像信息和所述光栅区 域(6)的第二投影图像信息， 包括： 对获取的所述图像信息进行 预处理， 获得具有指定色彩的图像信息； 对所述具有指定色彩的图像信息进行图像提取， 获得多个所述第一特征图案(5)的位 置信息； 根据多个所述第一特征图案(5)的位置信息， 利用单应性变换得到所述第一特征图案 (5)的第一投影图像信息和所述 光栅区域(6)的第二投影图像信息 。 4.根据权利要求3所述的位姿获取方法， 其特征在于， 所述获取的所述图像信 息为彩色 图像信息， 所述对获取的所述图像信息进行 预处理， 获得具有指定色彩的图像信息， 包括： 将获取的所述彩色图像信息转 化为灰度图像信息； 将所述灰度图像信息中各图像点像素的灰度值与预设阈值进行比较； 根据比较的结果设置各图像点的颜色， 获得具有指定色彩的图像信息， 所述指定色彩 的图像信息包括以颜色区分的前 景图像信息和背景图像信息 。 5.根据权利要求4所述的位姿获取方法， 其特征在于， 所述对所述具有指定色彩的图像 信息进行图像提取， 获得多个所述第一特 征图案(5)的位置信息， 包括： 提取所述前景图像信息中的多个所述第一特 征图案(5)的轮廓信息； 根据多个所述第 一特征图案(5)的轮廓信 息， 利用质心提取方法， 获取每个所述第一特 征图案(5)的中心 位置信息， 将所述中心 位置信息作为对应的所述第一特征图案(5)的位置 信息。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115439540 A 26.根据权利要求1所述的位姿获取方法， 其特征在于， 所述根据 所述第二特征图案的中 心像素位置的变化， 获取视线角， 包括： 获取所述第二特 征图案的中心像素的初始位置和当前位置； 获取所述视觉标识器(3)的观测角度与所述第二特 征图案的移动距离； 根据所述观测角度与所述第二特 征图案的移动距离， 获得 预设定值； 根据所述第二特征图案的中心像素的初始位置、 当前位置以及所述预设定值， 获得视 线角。 7.根据权利要求2所述的位姿获取方法， 其特征在于， 所述根据 所述视线角和所述视觉 标识器(3)的粗精度位姿信息， 获得 所述视觉标识器(3)的高精度位姿信息， 包括： 根据所述视线角获得 所述图像采集器(1)的旋转轴向量和旋转角度； 根据所述旋转轴向量、 所述旋转角度和所述视觉标识器(3)的粗精度位姿信息， 获得所 述视觉标识器(3)的高精度位姿信息 。 8.一种位姿获取装置， 其特征在于， 设置于位姿获取设备上， 所述位姿获取设备包括基 于面外光栅的视觉标识器(3)， 所述视觉标识器(3)包括光栅区域(6)以及环绕所述光栅区 域(6)设置的多个第一特征图案(5)， 且 所述光栅区域(6)用于产生第二特征图案， 所述位姿 获取装置包括： 获取单元， 所述获取 单元用于获取 所述视觉标识器(3)产生的图像信息； 信息处理单元， 所述信息处理单元用于根据所述图像信息中所述第一特征图案(5)的 位置信息， 获得所述第一特征图案(5)的第一投影图像信息和所述光栅区域(6)的第二投影 图像信息； 所述信息处理单元还用于根据 所述第一特征图案(5)的位置信 息和所述第 一投影图像 信息， 获得 所述视觉标识器(3)的粗精度位姿信息， 所述信息处理单元还用于根据 所述第二投影图像信息获得所述光栅区域(6)产生的第 二特征图案的中心像素位置， 所述信息处理单元还用于根据所述第二特征图案的中心像素位置的变化， 获取视线 角； 计算单元， 所述计算单元用于根据所述视线角和所述视觉标识器(3)的粗精度位姿信 息， 获得所述视觉标识器(3)的高精度位姿信息 。 9.一种位姿获取设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的 计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项 所述位姿获取 方法的步骤。 10.根据权利要求9所述的位姿获取设备， 其特 征在于， 还 包括： 基于面外光栅的视觉标识器(3)， 所述视觉标识器(3)包括光栅区域(6)以及环绕所述 光栅区域(6)设置的多个第一特 征图案(5)， 且所述 光栅区域(6)用于产生第二特 征图案； 图像采集器(1)， 所述图像采集器(1)用于采集所述视 觉标识器(3)产生的图像信息； 位姿获取基台， 所述视觉标识器(3)和所述图像采集器(1)均与所述位姿获取基台相连 接， 且所述视 觉标识器(3)适于在所述 位姿获取基台上进行平动或转动； 位姿获取器(4)， 所述位姿获取器(4)用于接收所述图像采集器(1)获取的图像信息， 并 将所述图像信息进行处 理后， 得到 视觉标识器(3)的高精度位姿信息 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115439540 A 3