单视角餐食拟合算法

实时测体积姿态

从单视角RGB-D图像重建并拟合多种餐食的三维形态，同时估计其体积与姿态，适用于助餐机器人的实时抓取规划。

Yuhe, Fan · 张立勋 · Canxing, Zheng · Zekun, Yang · Huaiyu, Che · Zhenhan, Wang · 学风 · 王兴元

Journal of Food Engineering 2025

参数信息

体积测量平均绝对相对偏差

2.95 %

姿态估计平均偏差

2.53 %

块状餐食处理时间

6.6 ms

切丁混合餐食处理时间

1.2 ms

技术优势

单相机就够

只需要一个RGB-D相机，省去多相机标定与同步的麻烦，部署在机器人上更简单。

实时可运行

处理时间达到毫秒级，块状餐食6.6 ms，切丁混合餐食1.2 ms，能够跟上助餐机器人的实时操作节奏。

多种类都适用

针对不同餐食类型采用不同几何模型拟合，能适应非牛顿流体、块状、切丁混合等多种形态。

不同朝向都稳

针对不同朝向和体素数量的实验表明算法鲁棒性强，实际使用中餐食摆放角度变化不影响精度。

应用场景

• 助餐机器人：实时得到餐食体积和姿态，直接用于机械臂抓取路径规划。
• 软体机械臂：为软体机械臂提供精确的餐食三维信息，适应复杂形状抓取。
• 食品自动化分析：自动测量餐食体积，用于营养评估和分量控制。
• 机器人抓取规划：算法输出的姿态信息可用于优化抓取策略，提高抓取成功率。
• 智能餐饮系统：集成到智能餐饮系统，实现自动分餐和个性化餐饮服务。