上海市特種設備監督檢驗技術研究院吳峰崎獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉上海市特種設備監督檢驗技術研究院申請的專利基于視覺與位姿融合的動態測量頭盔獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115690215B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211375064.0,技術領域涉及:G06T7/73;該發明授權基于視覺與位姿融合的動態測量頭盔是由吳峰崎;許海翔;胡朋;毛雨晗;周建波;黃正球;劉華設計研發完成,并于2022-11-04向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于視覺與位姿融合的動態測量頭盔在說明書摘要公布了:本發明涉及一種基于視覺與位姿融合的動態測量頭盔,其特征在于,包括雙目視覺成像的圖像特征提取模塊、雙目視覺成像的圖像特征匹配模塊以及基于關鍵點圖像坐標的尺寸計算模塊。本發明解決了在相機非固定情況下外參無法確定導致圖像像素點無法從圖像坐標系映射到真實世界坐標系的關鍵問題。本發明實現了一個集成具有非接觸式測量功能的安全頭盔,對目標場景下的物體能實現一定精度的測量。本發明可以實現一個集成具有非接觸式測量功能的安全頭盔,對目標場景下的物體能實現一定精度的測量;本發明可以在工業環境下圖像的高噪聲干擾等情況下,對圖像特征實現精確提取和精確匹配。
本發明授權基于視覺與位姿融合的動態測量頭盔在權利要求書中公布了:1.一種基于視覺與位姿融合的動態測量頭盔,其特征在于,該頭盔上安裝集成雙目視覺成像的圖像特征提取模塊、雙目視覺成像的圖像特征匹配模塊以及基于關鍵點圖像坐標的尺寸計算模塊,其中: 雙目視覺成像的圖像特征提取模塊用于從雙目視覺圖像中提取特征點,獲得特征點集; 雙目視覺成像的圖像特征匹配模塊用于根據特征點集的對應關系建立雙目系統模型,從而計算深度或者相機姿態; 利用圖像特征提取模塊以及圖像特征匹配模塊得到目標在圖像上的關鍵點位置后,由基于關鍵點圖像坐標的尺寸計算模塊對雙目相機進行標定,獲得相機內參和初始外參,并根據位姿傳感器參數計算相機相對于初始狀態的旋轉矩陣;尺寸計算模塊再利用矩陣運算獲得該位姿下相機的實際旋轉矩陣結合關鍵點的深度信息;最后尺寸計算模塊根據坐標轉換公式獲取所有關鍵點在真實三維空間的坐標,從而測量出目標尺寸; 所述圖像特征匹配模塊基于隨機抽樣一致算法實現,該隨機抽樣一致算法根據一組包含異常數據的樣本數據集,計算出數據的數學模型參數,得到有效樣本數據,包括一些步驟: 步驟1、從樣本集中隨機抽選一個RANSAC樣本,即4個匹配點對; 步驟2、根據這4個匹配點對計算變換矩陣M; 步驟3、根據樣本集、變換矩陣M和誤差度量函數計算滿足當前變換矩陣M的一致集consensus,并返回一致集consensus中元素個數; 步驟4、根據當前一致集consensus中元素個數判斷是否是最優一致集,若是,則更新當前最優一致集; 步驟5、更新當前錯誤概率p,若p大于允許的最小錯誤概率則重復步驟1至步驟4繼續迭代,直到當前錯誤概率p小于最小錯誤概率; 所述尺寸計算模塊通過以下方法根據位姿傳感器參數計算相機相對于初始狀態的旋轉矩陣: 將固定在頭盔上的位姿傳感器在頭盔水平放置時初始化,后續通過該傳感器獲取相對于當前初始位置的繞X、Y、Z軸的旋轉β、φ、θ角度,對應的旋轉變換矩陣為 計算得到整體的雙目相機相對于初始狀態的旋轉矩陣為Rt=RotX,βRotX,φRotX,θ。
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