Jump to content

3D pose estimation

(Перенаправлено из 3D-оценки позы )
Продолжительность: 10 секунд.
Оценка позы в захвата движения системе

Оценка 3D-позы — это процесс прогнозирования трансформации объекта из заданной пользователем эталонной позы на основе изображения или 3D-сканирования . Он возникает в компьютерном зрении или робототехнике , где поза или трансформация объекта может использоваться для выравнивания моделей автоматизированного проектирования , идентификации, захвата или манипулирования объектом.

Данные изображения, на основе которых определяется поза объекта, могут быть либо одним изображением, парой стереоизображений , либо последовательностью изображений, где обычно камера движется с известной скоростью. Рассматриваемые объекты могут быть довольно общими, включая живое существо или части тела, например, голову или руки. Однако методы, используемые для определения положения объекта, обычно специфичны для определенного класса объектов и, как правило, нельзя ожидать, что они будут хорошо работать для других типов объектов.

С некалиброванной 2D камеры

[ редактировать ]

Оценить трехмерное вращение и перемещение трехмерного объекта можно по одной двухмерной фотографии, если известна приблизительная трехмерная модель объекта и соответствующие точки известны на двухмерном изображении. Распространенным методом решения этой проблемы, разработанным в 1995 году, является POSIT. [1] где трехмерная поза оценивается непосредственно на основе точек трехмерной модели и точек двухмерного изображения, а ошибки итеративно исправляются до тех пор, пока не будет найдена хорошая оценка из одного изображения. [2] Большинство реализаций POSIT работают только с некомпланарными точками (другими словами, он не работает с плоскими объектами или плоскостями). [3]

Другой подход заключается в регистрации 3D- модели CAD поверх фотографии известного объекта путем оптимизации подходящей меры расстояния с учетом параметров позы. [4] [5] Расстояние вычисляется между объектом на фотографии и проекцией 3D- модели CAD в заданной позе. перспективная или ортогональная проекция Возможна в зависимости от используемого представления позы.Этот подход подходит для приложений, в которых доступна 3D-модель CAD известного объекта (или категории объектов).

С калиброванной 2D-камеры

[ редактировать ]

Имея 2D-изображение объекта и камеру, откалиброванную относительно мировой системы координат, также можно найти позу, которая придает 3D-объекту его систему координат объекта. [6] Это работает следующим образом.

Извлечение 3D из 2D

[ редактировать ]

Начиная с 2D-изображения, извлекаются точки изображения, соответствующие углам изображения. Лучи проекции из точек изображения восстанавливаются из 2D-точек, так что можно определить 3D-точки, которые должны падать на восстановленные лучи.

Псевдокод

[ редактировать ]

Алгоритм определения оценки позы основан на итеративном алгоритме ближайшей точки . Основная идея заключается в определении соответствия между элементами 2D-изображения и точками на кривой 3D-модели.

(a) Reconstruct projection rays from the image points(b) Estimate the nearest point of each projection ray to a point on the 3D contour(c) Estimate the pose of the contour with the use of this correspondence set(d) goto (b)

Приведенный выше алгоритм не учитывает изображения, содержащие частично перекрытый объект. Следующий алгоритм предполагает, что все контуры жестко связаны, то есть положение одного контура определяет положение другого контура.

(a) Reconstruct projection rays from the image points(b) For each projection ray R:     (c) For each 3D contour:          (c1) Estimate the nearest point P1 of ray R to a point on the contour          (c2) if (n == 1) choose P1 as actual P for the point-line correspondence          (c3) else compare P1 with P:                   if dist(P1, R) is smaller than dist(P, R) then                       choose P1 as new P(d) Use (P, R) as correspondence set.(e) Estimate pose with this correspondence set(f) Transform contours, goto (b)

Оценка позы путем сравнения

[ редактировать ]

Существуют системы, которые используют базу данных объектов при различных поворотах и ​​перемещениях для сравнения входного изображения и оценки позы. Точность этих систем ограничена ситуациями, которые представлены в их базе данных изображений, однако цель состоит в том, чтобы распознать позу, а не определить ее. [7]

Программное обеспечение

[ редактировать ]
  • Posest библиотека GPL C / C++ для оценки позы 6DoF на основе 3D-2D-соответствий.
  • diffgeom2pose , быстрый решатель Matlab для оценки положения 6DoF только по двум 3D-2D соответствиям точек с направлениями (векторы) или точек на кривых (точки-касательные). Точки могут быть сопоставлены с помощью SIFT с указанием направлений объектов.
  • МИНУС : пакет C++ для (относительной) оценки позы трех видов. Включает случаи трех соответствующих точек с линиями в этих точках (например, в положениях и ориентациях объектов или точках кривой с касательными), а также для трех соответствующих точек и одного соответствия линии.

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Хавьер Барандиаран (28 декабря 2017 г.). «Учебник по POSIT» . OpenCV.
  2. ^ Дэниел Ф. Дементон; Ларри С. Дэвис (1995). «Поза объекта на основе модели в 25 строках кода» . Международный журнал компьютерного зрения . 15 (1–2): 123–141. дои : 10.1007/BF01450852 . S2CID   14501637 . Проверено 29 мая 2010 г.
  3. ^ Хавьер Барандьяран. «Учебное пособие по POSIT с OpenCV и OpenGL» . Архивировано из оригинала 20 июня 2010 года . Проверено 29 мая 2010 г.
  4. ^ Шримал Джаявардена, Маркус Хаттер и Натан Брюэр (2011). «Новая потеря, инвариантная к освещению, для монокулярной трехмерной оценки позы». Международная конференция 2011 г. «Вычисление цифровых изображений: методы и приложения» . стр. 37–44. CiteSeerX   10.1.1.766.3931 . дои : 10.1109/DICTA.2011.15 . ISBN  978-1-4577-2006-2 . S2CID   17296505 .
  5. ^ Шримал Джаявардена, Ди Ян и Маркус Хаттер (2011). «Сегментация изображений с помощью 3D-модели». Международная конференция 2011 г. «Вычисление цифровых изображений: методы и приложения» . стр. 51–58. CiteSeerX   10.1.1.751.8774 . дои : 10.1109/DICTA.2011.17 . ISBN  978-1-4577-2006-2 . S2CID   1665253 .
  6. ^ Бодо Розенхан. «Основы оценки позы в 2D-3D» . Резюме онлайн . Проверено 9 июня 2008 г.
  7. ^ Василис Атитсос; Стэн Склароф (1 апреля 2003 г.). Оценка положения руки в 3D по загроможденному изображению (PDF) (технический отчет). Технологии компьютерных наук Бостонского университета. Архивировано из оригинала (PDF) 31 июля 2019 г.

Библиография

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 5a429efba4faf346305b9d20397cc934__1719607320
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/5a/34/5a429efba4faf346305b9d20397cc934.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
3D pose estimation - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)