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龙图腾网获悉佛山大学申请的专利一种基于边缘轮廓的直管道空间位姿视觉跟踪装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119251300B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411333409.5，技术领域涉及：G06T7/73；该发明授权一种基于边缘轮廓的直管道空间位姿视觉跟踪装置及方法是由程晓琦;姚佳穗;乔健;李小松;谭海曙设计研发完成，并于2024-09-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于边缘轮廓的直管道空间位姿视觉跟踪装置及方法在说明书摘要公布了：本发明属于管道位姿测量技术领域，具体公开了一种基于边缘轮廓的直管道空间位姿视觉跟踪装置及方法，使用相机采集多张不同角度下的平面靶标图像，对相机进行标定获得相机的内参矩阵和畸变系数；使用相机采集一张半径已知的等径直管道图像进行边缘轮廓特征提取获得轮廓特征点；对特征点进行畸变矫正；对矫正后的无畸变轮廓特征点分别进行直线拟合得到等径直管道的两条轮廓线根据两条轮廓线与等径直管道轴线的约束关系解算轴线空间位姿；本发明能够在无畸变情况下通过线性计算得到等径直管道轴线位姿，具有硬件结构简单，操作便捷、成本低等优点，能够快速确定等径直管道的位姿，实现等径直管道的位姿跟踪。

本发明授权一种基于边缘轮廓的直管道空间位姿视觉跟踪装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种基于边缘轮廓的直管道空间位姿视觉跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、将二维平面靶标水平铺设在操作平台上，并在二维平面靶标斜上方固定设置相机，将二维平面靶标置于相机视场范围内并调整二维平面靶标的位置，用相机采集多张不同位置的二维平面靶标图像，针对相机采集的多张二维平面靶标图像使用张氏标定法进行相机标定，获得相机的内参矩阵和畸变系数； S2、通过支架将半径已知的等径直管道水平放置在相机视场范围内，使用相机采集一张等径直管道图像；对等径直管道图像进行边缘轮廓特征提取，获得带畸变的轮廓特征点； S3、结合相机的内参矩阵和畸变系数对带畸变的轮廓特征点进行畸变矫正，获得无畸变的轮廓特征点； S4、对无畸变的轮廓特征点分别进行直线拟合得到等径直管道的两条轮廓线； S5、结合等径直管道的两条轮廓线、等径直管道的半径和相机的内参矩阵，根据等径直管道的透视投影模型对等径直管道进行空间位姿解算： S51、结合相机的内参矩阵和等径直管道的两条轮廓线l1、l2，两条轮廓线对应的反投影平面分别为： 其中：K表示相机内参矩阵，π1、π2分别表示l1、l2对应轮廓线的反投影平面； S52、根据获得的反投影平面π1、π2，得到它们的法向量n1、n2，计算反投影平面π1、π2的平分面πm的法向量为： 其中：nm为两反投影平面的平分面法向量，||·||表示向量的模，计算反投影平面π1、π2的夹角和交线向量分别为： 其中：α是两反投影平面的夹角，vL表示反投影平面π1、π2的交线向量； S53、根据得到的交线向量vL和平分面法向量nm，计算原点O到支撑平面过原点的截面圆圆心PC的方向向量为： 其中：表示OPC的方向向量，结合等径直管道的半径r和得到的两反投影平面夹角α，计算原点O和PC点之间的距离为： 其中：表示O点到PC点的距离，根据OPC的方向向量和O点与PC点的距离得到PC点的三维坐标： 由于等径直管道的半径已知，等径直管道的空间位姿由PC点的三维坐标和轴线的方向向量vL确定。

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