(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 202210689582.3 (22)申请日 2022.06.16 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市友谊西路127号 (72)发明人 张炜　杨泽政　潘诗涵　王喆　 邱实　 (74)专利代理 机构 西安凯多 思知识产权代理事 务所(普通 合伙) 61290 专利代理师 范倩 (51)Int.Cl. G06T 7/73(2017.01) G06T 7/13(2017.01) (54)发明名称 一种非合作目标位姿的处理方法、 装置及电 子设备 (57)摘要 本发明实施例公开了一种非合作目标位姿 的处理方法、 装置及电子设备。 该方法包括： 基于 深度相机获取非合作目标的图像， 其中， 非合作 目标包括具有圆面特征的物体； 对图像进行椭圆 检测， 得到椭圆检测结果， 并获取椭圆参数； 确定 球面曲线方程与椭圆 曲线方程的对应 关系； 根据 椭圆参数和对应 关系， 计算出圆环曲线在球面坐 标系的姿态角； 获取像平面特征点， 其中， 像平面 特征点为椭圆检测 中标注的特征点在球面上的 投影点； 根据姿态角和像平面特征点， 计算出非 合作目标的位姿参数。 通过本发明， 解决了相关 技术中无法准确的实现非合作 目标姿态估计的 技术问题， 达到了提高非合作目标位姿估计的准 确性的技 术效果。 权利要求书2页 说明书11页 附图4页 CN 115131433 A 2022.09.30 CN 115131433 A 1.一种非合作目标位姿的处 理方法， 其特 征在于， 包括： 基于深度相机获取非合作目标的图像， 其中， 所述非合作目标包括具有圆面特征的物 体； 对所述图像进行椭圆检测， 得到椭圆检测结果， 并获取椭圆参数； 确定球面曲线方程与椭圆曲线方程的对应关系， 其中， 所述球面曲线方程为球面上的 圆环曲线向球面坐标系进 行正投影得到的参数方程， 所述椭圆曲线方程为所述椭圆检测结 果中的椭圆曲线向所述球面 坐标系进行正投影得到的参数 方程； 根据所述椭圆参数和所述对应关系， 计算出所述圆环曲线在所述球面坐标系的姿态 角； 获取像平面特征点， 其中， 所述像平面特征点为椭圆检测中标注的特征点在所述球面 上的投影点； 根据所述姿态角和所述像平面特 征点， 计算出 所述非合作目标的位姿参数。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 对所述图像进行椭圆检测， 得到椭圆检测 结果， 包括： 对所述图像进行边 缘提取， 并将提取 出的边缘线分割成多个弧段； 根据多个所述弧段构建邻 接矩阵， 并采用曲率约束和区域约束对所述邻 接矩阵进行稀 疏化处理， 得到目标矩阵， 其中， 所述邻接矩阵的每 个元素用于表示多种不同的邻接状态； 对所述目标矩阵进行 前向搜索、 反向搜索和双向组合验证， 得到候选弧段集 合； 根据所述候选弧段集合生成拟合矩阵， 并对拟合矩阵进行两次特征分解， 得到椭圆曲 线； 根据预设指标对所述椭圆曲线进行验证， 将验证分数大于验证 阈值的所述椭圆曲线作 为所述椭圆检测结果， 其中， 所述预设指标包括以下至少之一： 形状指标、 位置指标、 梯度指 标以及加权指标。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 确定球面曲线方程与椭圆曲线方程的对应 关系， 包括： 将所述椭圆曲线转换为所述 圆环曲线， 建立所述球面曲线方程与所述椭圆曲线方程的 所述对应关系。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 获取像平面特 征点， 包括： 对所述图像进行霍夫直线检测， 得到候选直线； 确定所述 候选直线与所述椭圆检测结果中的椭圆曲线的交点作为特 征点； 对所述特 征点进行验证， 并标注验证合格的所述特 征点， 得到目标 特征点； 将所述目标 特征点在所述球面上的投影点确定为所述像平面特 征点。 5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法， 其特征在于， 根据所述姿态角和所述像平 面特征点， 计算出 所述非合作目标的位姿参数， 包括： 获取深度相机的相机坐标系， 其中， 所述姿态角作为所述相机坐标系相对于地面坐标 系的欧拉角； 分别确定所述圆环曲线的圆心在所述相机坐标系下的坐标、 图像主点坐标系中的椭圆 中心在所述相机坐标系下的坐标以及所述椭圆中心在所述图像主点 坐标系下的坐标； 获取所述像平面特 征点对应于所述圆环曲线的点在所述 地面坐标系中的坐标；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115131433 A 2根据所述椭圆中心在所述图像主点坐标系下的坐标和所述像平面特征点对应于所述 圆环曲线的点在所述 地面坐标系中的坐标， 确定所述非合作目标的位姿参数。 6.一种非合作目标位姿的处 理装置， 其特 征在于， 包括： 第一获取模块， 用于基于深度相机获取非合作目标的图像， 其中， 所述非合作目标包括 具有圆面特 征的物体； 检测模块， 用于对所述图像进行椭圆检测， 得到椭圆检测结果， 并获取椭圆参数； 确定模块， 用于确定球面曲线方程与椭圆曲线方程的对应关系， 其中， 所述球面曲线方 程为球面上的圆环曲线向球面坐标系进行正投影得到的参数方程， 所述椭圆曲线方程为所 述椭圆检测结果中的椭圆曲线向所述球面 坐标系进行正投影得到的参数 方程； 第一计算模块， 用于根据所述椭圆参数和所述对应关系， 计算出所述圆环曲线在所述 球面坐标系的姿态角； 第二获取模块， 用于获取像平面特征点， 其中， 所述像平面特征点为椭圆检测中标注的 特征点在所述球面上的投影点； 第二计算模块， 用于根据所述姿态角和所述像平面特征点， 计算出所述非合作目标的 位姿参数。 7.根据权利要求6所述的装置， 其特 征在于， 所述检测模块包括： 提取分割单 元， 用于对所述图像进行边 缘提取， 并将提取 出的边缘线分割成多个弧段； 第一处理单元， 用于根据多个所述弧段构建邻接矩阵， 并采用曲率约束和区域约束对 所述邻接矩阵进行稀疏化处理， 得到目标矩阵， 其中， 所述邻接矩阵的每个元素用于表示多 种不同的邻接状态； 第二处理单元， 用于对所述目标矩阵进行前向搜索、 反向搜索和双向组合验证， 得到候 选弧段集 合； 拟合分解单元， 用于根据所述候选弧段集合生成拟合矩阵， 并对拟合矩阵进行两次特 征分解， 得到椭圆曲线； 验证单元， 用于根据预设指标对所述椭圆曲线进行验证， 将验证分数大于验证阈值的 所述椭圆曲线作为所述椭圆检测结果， 其中， 所述预设指标包括以下至少之一： 形状指标、 位置指标、 梯度指标以及加权指标。 8.根据权利要求6所述的装置， 其特 征在于， 所述确定模块包括： 建立单元， 用于将所述椭圆曲线转换为所述圆环曲线， 建立所述球面曲线方程与所述 椭圆曲线方程的所述对应关系。 9.一种电子设备， 其特 征在于， 包括： 处理器； 用于存储处理器可执行指令的存 储器； 其中， 所述处 理器被配置为执 行权利要求1至 5中任一项所述的方法步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质包括存储的程 序， 其中， 在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至5中 任一项所述的方法步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115131433 A 3