[发明专利]一种机械臂采样环境仿真图的生成方法及装置

摘要

本发明公开了一种机械臂采样环境仿真图的生成方法及装置，其中该方法包括：确定机械臂相机在采样过程中的位置姿态；根据机械臂相机与三维场景地形图之间的相对位置姿态关系，确定三维场景地形图每个三维点坐标在相机坐标系下的三维位置坐标；根据透视投影关系确定每个三维位置坐标投影至二维平面上成像点的二维坐标；根据成像点的遮挡关系确定有效成像点，并将有效成像点保存至栅格矩阵存储队列；确定每个有效成像点的颜色值并存储至栅格矩阵存储队列，并根据栅格矩阵存储队列生成仿真图。该方法根据遮挡关系可以快速确定有效成像点，同时采用栅格矩阵存储队列进行存储的方式，可以快速计算仿真图像的图像点，速度更快。

主权项

1.一种机械臂采样环境仿真图的生成方法，其特征在于，包括：确定机械臂相机在采样过程中的位置姿态，所述位置姿态包括机械臂相机与三维场景地形图之间的相对位置姿态关系和相机坐标系；根据所述机械臂相机与三维场景地形图之间的相对位置姿态关系，确定三维场景地形图每个三维点坐标在所述相机坐标系下的三维位置坐标；在相机坐标系下，根据透视投影关系确定每个所述三维位置坐标投影至二维平面上成像点的二维坐标；根据成像点的遮挡关系确定有效成像点，并将所述有效成像点保存至栅格矩阵存储队列；以及确定每个有效成像点的颜色值并存储至栅格矩阵存储队列，并根据所述栅格矩阵存储队列生成由栅格像素点组成的仿真图，其中，所述透视投影关系为：其中，u和v分别为成像点的横坐标和纵坐标；xw，yw，zw用于表示三维位置坐标；λ为投影深度；fu和fv分别为机械臂相机的横向焦距和纵向焦距，(u0,v0)为主点坐标；R为旋转矩阵，t为平移向量，R和t用于表示所述相机坐标系与世界坐标系之间的关系；所述根据成像点的遮挡关系确定有效成像点，包括：确定所有成像点在横坐标方向和纵坐标方向的最大最小极值，并根据最大最小极值分别确定在横坐标方向和纵坐标方向的取值范围，并根据仿真图像设定的空间分辨率确定相应的图像横、纵方向的像素宽度，即图像的像素分辨率；根据所述像素分辨率设置相应的栅格矩阵存储队列；根据所述二维平面上成像点的二维坐标确定成像点在栅格矩阵存储队列中相对应的像素位置；以及依次将每个像素位置对应的成像点中空间距离值最小的成像点作为有效成像点，所述空间距离值为与所述成像点相对应的三维位置坐标与机械臂相机之间的距离。