一种空间轨迹提取方法、系统、电子设备及介质

技术领域

本发明属于制鞋技术领域，具体涉及一种空间轨迹提取方法、系统、电子设备及介质。

背景技术

目前，在制鞋行业中，制鞋的过程可以大致分为裁断针车段、成型段和包装段。其中，裁断针车段主要用于单独制成鞋面，即将各种布料进行裁剪、并通过针车缝制成鞋面部分，鞋底通过注塑或其他工艺单独制成；成型段主要是将鞋底和鞋面之间贴合的部位分别进行处理，如打粗、喷处理剂和喷胶等，然后将鞋底和鞋面贴合在一起；包装段主要用于将制成的鞋子进行成品质量检查，并打包入盒。

现有技术中，在成型段，对鞋底进行处理时，依次包括：上料、施处理剂、过处理剂烘箱、施胶水、过胶水烘箱和贴底(即将鞋底贴在鞋面上)。在此过程中，为减少人工工作量，实现制鞋行业产业升级，需要对鞋面进行自动化打粗/喷胶/施处理剂。

目前市面上对鞋面进行自动化打粗/喷胶/施处理剂的现有技术中，都是使用六轴机器人采用固定的示教轨迹的方式来实现。但是，在使用现有技术过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

由于鞋面由人工套在楦头上，存在一定的偏差，此外，楦头夹持也会引入一定的误差。因此，采用固定的示教轨迹的方式不可避免地会使得打粗/喷胶/施处理剂过程中的轨迹出现偏差。导致打粗线/胶线与鞋底边缘不一致，其中打粗线与鞋底边缘不一致会导致鞋帮表面粗糙程度不一致，使得鞋帮和鞋底之间难以达到一致的粘合力，而胶线与鞋底边缘不一致会产生溢胶或者缺胶的情况，影响制鞋质量。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题，本发明提供了一种空间轨迹提取方法、系统、电子设备及介质。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种空间轨迹提取方法，包括：

获取鞋体模板和实时鞋体三维模型；其中，所述鞋体模板包括指定款式基准鞋体的基准三维模型和基准空间轨迹；

获取所述基准三维模型和所述实时鞋体三维模型之间的整体偏移量；

根据所述整体偏移量对所述基准空间轨迹进行整体纠偏处理，得到基准鞋体的整体纠偏后空间轨迹；

根据所述实时鞋体三维模型和所述整体纠偏后空间轨迹，对所述整体纠偏后空间轨迹中的每个点进行局部纠偏处理，得到所述实时鞋体三维模型对应的实时鞋体的空间轨迹。

本发明在实施过程中，通过获取鞋体模板和实时鞋体三维模型，再获取所述基准三维模型和所述实时鞋体三维模型之间的整体偏移量；根据所述整体偏移量对所述基准空间轨迹进行整体纠偏处理，得到基准鞋体的整体纠偏后空间轨迹；根据所述实时鞋体三维模型和所述整体纠偏后空间轨迹，对所述整体纠偏后空间轨迹中的每个点进行局部纠偏处理，得到所述实时鞋体三维模型对应的实时鞋体的空间轨迹。本发明通过获取待处理鞋体的实时鞋体三维模型，可对基准空间轨迹进行整体纠偏处理，并消除因为其他工序引入的鞋面整体和局部偏差，从而利于提高对实时鞋体处理过程中如打粗、喷胶、施处理剂等处理工序的精度，进而可提升制鞋质量。

在一个可能的设计中，所述实时鞋体三维模型通过三维相机进行扫描得到。

在一个可能的设计中，将所述基准三维模型中的第一点云记为P，其中第一点云P中的每个点为p

在第一点云P中随机选择随机点p

剔除距离大于距离阈值的由随机点p

根据所述点对构建距离误差函数；

对所述距离误差函数进行求解，得到所述距离误差函数中的旋转矩阵R和平移矩阵t；

根据所述旋转矩阵R和所述平移矩阵t，得到所述基准三维模型和所述实时鞋体三维模型之间的整体偏移量；其中，所述整体偏移量为

在一个可能的设计中，所述距离误差函数为：

式中，R为3*3的旋转矩阵；t为3*1的平移矩阵；

在一个可能的设计中，对所述距离误差函数进行求解，得到所述距离误差函数中的旋转矩阵R和平移矩阵t，包括：

令所述距离误差函数最小化；

对所述距离误差函数使用非线性SVD分解，直到所述距离误差函数值E小于预设阈值T时，得到所述距离误差函数中的旋转矩阵R和平移矩阵t。

在一个可能的设计中，将所述基准空间轨迹记为F，其中基准空间轨迹F中的每个轨迹点为

将基准空间轨迹F变换为齐次矩阵；

将所述齐次矩阵左乘整体偏移量，得到整体纠偏后空间轨迹；其中，整体纠偏后空间轨迹中的每个轨迹点为

在一个可能的设计中，根据所述实时鞋体三维模型和所述整体纠偏后空间轨迹，对所述整体纠偏后空间轨迹中的每个点进行局部纠偏处理，得到所述实时鞋体三维模型对应的实时鞋体的空间轨迹，包括：

对所述整体纠偏后空间轨迹中的每一个轨迹点

以当前最小投影点为当前轨迹点

所述整体纠偏后空间轨迹中的所有轨迹点

第二方面，本发明提供了一种空间轨迹提取系统，用于实现如上述任一项所述的空间轨迹提取方法；所述空间轨迹提取系统包括：

输入信息采集模块，用于获取鞋体模板和实时鞋体三维模型；其中，所述鞋体模板包括指定款式基准鞋体的基准三维模型和基准空间轨迹；

计算模块，与所述输入信息采集模块通信连接，用于获取所述基准三维模型和所述实时鞋体三维模型之间的整体偏移量；

整体纠偏模块，与所述计算模块通信连接，用于根据所述整体偏移量对所述基准空间轨迹进行整体纠偏处理，得到基准鞋体的整体纠偏后空间轨迹；

局部纠偏模块，与所述整体纠偏模块通信连接，用于根据所述实时鞋体三维模型和所述整体纠偏后空间轨迹，对所述整体纠偏后空间轨迹中的每个点进行局部纠偏处理，得到所述实时鞋体三维模型对应的实时鞋体的空间轨迹。

第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序指令；以及，

处理器，用于执行所述计算机程序指令从而完成如上述任一项所述的空间轨迹提取方法的操作。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的计算机程序指令，所述计算机程序指令被配置为运行时执行如上述任一项所述的空间轨迹提取方法的操作。

附图说明

图1是实施例中空间轨迹提取方法的流程图；

图2是实施例1中获取最小投影点的结构示意图；

图3是实施例2中空间轨迹提取系统的模块框图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

实施例1：

本实施例公开了一种空间轨迹提取方法，可以但不限于由具有一定计算资源的计算机设备或虚拟机执行，例如由个人计算机、智能手机、个人数字助理或可穿戴设备等电子设备执行，或者由虚拟机执行。

如图1所示，一种空间轨迹提取方法，可以但不限于包括有如下步骤：

S1.获取鞋体模板和实时鞋体三维模型；其中，所述鞋体模板包括指定款式基准鞋体的基准三维模型和基准空间轨迹；本实施例中，基准三维模型为指定款式基准鞋体的三维模型，基准空间轨迹即为指定款式基准鞋体的轨迹点序列，且每一轨迹点序列中的每个轨迹点都是六维位姿。本实施例采用三维视觉扫描的方式，获得基准鞋体和实时鞋面表面的三维点云，具体地，所述实时鞋体三维模型通过三维相机进行扫描得到，作为示例，三维相机采用线激光三维相机。

S2.获取所述基准三维模型和所述实时鞋体三维模型之间的整体偏移量。

具体地，本实施例中，将所述基准三维模型中的第一点云记为P，其中第一点云P中的每个点为p

S201.在第一点云P中随机选择随机点p

S202.剔除距离大于距离阈值的由随机点p

S203.根据所述点对构建距离误差函数。

具体地，本实施例中，所述距离误差函数为：

式中，R和t为待求参数，R为3*3的旋转矩阵；t为3*1的平移矩阵；

S204.对所述距离误差函数进行求解，得到所述距离误差函数中的旋转矩阵R和平移矩阵t。

本实施例中，对所述距离误差函数进行求解，得到所述距离误差函数中的旋转矩阵R和平移矩阵t，包括：

令所述距离误差函数最小化，即为求解一个非线性最小二乘问题；

对所述距离误差函数使用非线性SVD(singular value decomposition，奇异值分解)分解，直到所述距离误差函数值E小于预设阈值T时，得到所述距离误差函数中的旋转矩阵R和平移矩阵t。

S205.根据所述旋转矩阵R和所述平移矩阵t，得到所述基准三维模型和所述实时鞋体三维模型之间的整体偏移量；其中，所述整体偏移量为

具体地，本实施例中，距离误差函数除了包含点与点之间的距离外，还包含该随机点p

本实施例中，通过提出含法向量之间的距离误差项的点云三维匹配方法，可实现更关注角度优化的整体纠偏。

S3.根据所述整体偏移量对所述基准空间轨迹进行整体纠偏处理，得到基准鞋体的整体纠偏后空间轨迹。

具体地，本实施例中，将所述基准空间轨迹记为F，其中基准空间轨迹F中的每个轨迹点为

S301.将基准空间轨迹F变换为齐次矩阵。

S302.将所述齐次矩阵左乘整体偏移量H，得到整体纠偏后空间轨迹；其中，整体纠偏后空间轨迹中的每个轨迹点为

本实施例在实施过程中，通过步骤S3，提出一种含有旋转优化的改进方法，从而可得到更优的计算结果。

S4.根据所述实时鞋体三维模型和所述整体纠偏后空间轨迹，对所述整体纠偏后空间轨迹中的每个点进行局部纠偏处理，得到所述实时鞋体三维模型对应的实时鞋体的空间轨迹。

对上述步骤得到的整体纠偏后空间轨迹中的每个整体纠偏后空间轨迹点

S401.对所述整体纠偏后空间轨迹中的每一个轨迹点

S402.以当前最小投影点为当前轨迹点

S403.所述整体纠偏后空间轨迹中的所有轨迹点

本实施例通过提出快速球形扩展的轨迹点局部纠偏方法，可实现所有轨迹点的局部纠偏。

本实施例通过获取鞋体模板和实时鞋体三维模型，再获取所述基准三维模型和所述实时鞋体三维模型之间的整体偏移量；根据所述整体偏移量对所述基准空间轨迹进行整体纠偏处理，得到基准鞋体的整体纠偏后空间轨迹；根据所述实时鞋体三维模型和所述整体纠偏后空间轨迹，对所述整体纠偏后空间轨迹中的每个点进行局部纠偏处理，得到所述实时鞋体三维模型对应的实时鞋体的空间轨迹。本实施例通过获取待处理鞋体的实时鞋体三维模型，可对基准空间轨迹进行整体纠偏处理，并消除因为其他工序引入的鞋面整体和局部偏差，从而利于提高对实时鞋体处理过程中如打粗、喷胶、施处理剂等处理工序的精度，进而可提升制鞋质量。

实施例2：

本实施例公开了一种空间轨迹提取系统，用于实现实施例1中空间轨迹提取方法；如图3所示，所述空间轨迹提取系统包括：

输入信息采集模块，用于获取鞋体模板和实时鞋体三维模型；其中，所述鞋体模板包括指定款式基准鞋体的基准三维模型和基准空间轨迹；

计算模块，与所述输入信息采集模块通信连接，用于获取所述基准三维模型和所述实时鞋体三维模型之间的整体偏移量；

整体纠偏模块，与所述计算模块通信连接，用于根据所述整体偏移量对所述基准空间轨迹进行整体纠偏处理，得到基准鞋体的整体纠偏后空间轨迹；

局部纠偏模块，与所述整体纠偏模块通信连接，用于根据所述实时鞋体三维模型和所述整体纠偏后空间轨迹，对所述整体纠偏后空间轨迹中的每个点进行局部纠偏处理，得到所述实时鞋体三维模型对应的实时鞋体的空间轨迹。

实施例3：

在实施例1或2的基础上，本实施例公开了一种电子设备，该设备可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑或者台式电脑等。电子设备可能被称为用于终端、便携式终端、台式终端等，电子设备包括：

存储器，用于存储计算机程序指令；以及，

处理器，用于执行所述计算机程序指令从而完成如实施例1中任一所述的空间轨迹提取方法的操作。

实施例4：

在实施例1至3任一项实施例的基础上，本实施例公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的计算机程序指令，所述计算机程序指令被配置为运行时执行如实施例1所述的空间轨迹提取方法的操作。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。