多机器人六维位姿估计

均位误差0.009米

仅用单台低成本深度相机，同时实现机器人分类、六维位姿估计与多目标追踪，在视觉相似场景下仍能稳定分配ID，适合作为多机器人研发的轻量级运动捕捉方案。

Bo, Shan · 赵东晖 · Yokoi, Hiroshi

Sensors 2025

参数信息

平均位置误差

0.009 m

平均角度误差

4.2 °

稳定跟踪帧率

19.8 FPS

技术优势

一台相机就够

只用一台 Intel RealSense D435i 深度相机，就能同时完成机器人分类、6D 位姿估计和多目标跟踪，无需多相机系统。

遮挡下仍能稳定跟踪

通过 YOLOv8 检测头输出的关键点置信度过滤策略（PnP-FT）和高斯惩罚 Soft-NMS，增强了部分遮挡情况下的鲁棒性。

相似个体不混淆

基于马氏距离与余弦距离的线性加权组合，在视觉相似的多机器人场景中实现稳定的 ID 分配。

应用场景

• 多机器人系统：为多机器人系统开发提供低成本运动捕捉，替代昂贵的光学动捕系统。
• 机器人运动捕捉：用单台深度相机实现机器人 6D 位姿估计，省去多相机标定与昂贵设备。
• 多目标跟踪：在视觉相似的机器人中保持稳定 ID 分配，避免身份切换导致控制混乱。
• 工业机器人监控：可部署在车间对多台机器人进行实时位姿监测，成本低且无需复杂标定。
• 无人机群体定位：在无 GPS 的室内环境中为无人机编队提供相对位姿估计，辅助协同控制。