[发明专利]实时、基于模型的对象检测及姿态估计

权利要求书

1.一种系统，包括：

其中储存有特征向量指令、匹配指令和投票指令的存储器；以及

被耦合到所述存储器的处理器，所述处理器经由以下各项的执行来被配置：

所述特征向量指令，所述特征向量指令用来获得用于场景输入的网格、选择所述网格的一组场景点对，以及为所述一组场景点中的每个场景点对确定相应特征向量；

所述匹配指令，所述匹配指令为每个特征向量在多个模型的特征向量数据中找到相应多个最近邻点对，每个模型的所述特征向量数据指示多个对象中的对应对象，以及进一步为所述多个最近邻点对中的每个最近邻点对计算从相应场景点对到该最近邻点对的相应对准变换，由此为每个最近邻点对限定相应模型-变换组合，每个模型-变换组合指定该最近邻点对所关联的相应对准变换及相应模型，其中所述对准变换指示在每个场景点对及其最近邻点对之间的转换中所涉及的平移与旋转；以及

所述投票指令，所述投票指令用来为所述模型-变换组合中的相应模型-变换组合递增相应票箱计数器，其中每个票箱计数器对相应模型-变换组合进行计票，以及进一步根据所述票箱计数器来选择数个所述模型-变换组合，以检测所述场景输入中的数个所述对象并估计每个被检测对象的姿态。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器还经由所述匹配指令的执行来：

访问其中储存有所述特征向量数据的搜索树数据库；以及

查询所述搜索树数据库以基于所述相应场景点对的特征向量与每个模型的特征向量数据之间的相应距离来确定所述多个最近邻点对。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述特征向量以平移和旋转不变的方式描述所述场景点对中的每个点处的局部几何结构。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述特征向量沿单个轴是旋转不变的，所述单个轴是重力轴。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个特征向量包括：

指示由所述相应场景点对限定的分段的长度的第一元素；

指示由所述相应场景点对限定的分段与重力轴之间的角度的第二元素；

指示在所述相应场景点对中的第一点处指定表面法向量的方位的角度的第三元素；

指示在所述第一点处指定所述表面法向量的高度的角度的第四元素；

指示在所述相应场景点对中的第二点处指定表面法向量的方位的角度的第五元素；

指示在所述第二点处指定所述表面法向量的高度的角度的第六元素。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第三元素至所述第六元素的角度相对于由所述场景点对所唯一确定的坐标系来被限定。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括其中储存有所述多个模型的特征向量数据的k维树。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，其中：

配置指令被储存在所述存储器中；以及

所述处理器经由所述配置指令的执行被配置成调整在其内搜索所述特征向量数据的距离值，以确定每个最近邻点对。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中：

所述处理器还经由所述特征向量指令和/或所述匹配指令的执行被配置成基于每个点对的经定向的点对数据来为所述一组场景 点对中的每个场景点对计算正则对准变换；以及

所述处理器还经由所述匹配指令的执行被配置成通过计算刚性对准变换来为所述最近邻点对计算相应对准变换，所述刚性对准变换基于所述场景点对的正则对准变换来对准相应场景点对和每个对应最近邻点对。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述刚性对准变换还基于针对所述多个最近邻点对中的每个最近邻点对的预先计算出的正则对准变换，所述预先计算出的正则对准变换基于针对每个最近邻点对的经定向的点对数据。