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龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利一种落塔试验载荷运动多参数单目视觉同步测量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：CN119044529B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-24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：202411170657.2，技术领域涉及：G01P3/38；该发明授权一种落塔试验载荷运动多参数单目视觉同步测量方法是由周富强;张沛然设计研发完成，并于2024-08-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种落塔试验载荷运动多参数单目视觉同步测量方法在说明书摘要公布了：本发明属于测量技术领域，涉及一种落塔试验载荷运动多参数单目视觉同步测量方法，使用测量相机采集标定图像，标定测量相机内部参数和畸变系数；在目标载荷的一个平面上设计合作标记点阵列，作为测量特征点；在试验舱内固定目标载荷与测量相机，试验舱自由落体时，目标载荷解锁，测量相机采集包含合作标记点阵列信息的图像，并对采集图像进行预处理，提取测量特征点；利用PnP算法计算不同时刻下目标坐标系到摄像机坐标系的旋转矩阵和平移向量；利用旋转矩阵和平移向量计算不同时刻目标载荷质心在摄像机坐标系下的三维坐标，进而计算目标载荷的平移方向和平移速度；利用旋转矩阵计算不同时刻目标坐标系下的参考向量在摄像机坐标系下的单位方向向量，生成旋转特征点；利用旋转特征点拟合旋转轨迹平面，构建空间圆拟合优化函数，计算得到轨迹圆方程，并将旋转特征点的坐标降维，使用降维坐标计算目标载荷的旋转角度和旋转角速度。

本发明授权一种落塔试验载荷运动多参数单目视觉同步测量方法在权利要求书中公布了：1.一种落塔试验载荷运动多参数单目视觉同步测量方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：标定测量相机内部参数矩阵A和畸变系数向量d；计算目标载荷的质心位置；使用标定后的单目相机采集目标载荷运动时的N帧测量图像，提取测量图像中的视觉特征点，对视觉特征点进行排序和匹配； S2：以目标载荷质心为坐标原点，在目标载荷上建立目标坐标系O-xoyozo，根据步骤S1提取的视觉特征点，计算不同时刻下目标坐标系到摄像机坐标系Oc-xcyczc的旋转矩阵和平移向量 S3：通过旋转矩阵和平移向量将目标载荷质心转换到摄像机坐标系下，利用质心坐标拟合质心轨迹直线L，得到目标载荷的平移方向n；将质心坐标投影到直线L上，利用质心投影点计算目标载荷的平移速度v； S4：通过旋转矩阵获得不同时刻下目标载荷的旋转特征点Pi，使用旋转特征点Pi拟合目标载荷旋转轨迹平面π；根据中垂线约束和圆心共面约束，在平面π内拟合目标载荷旋转轨迹圆，计算旋转轨迹圆的圆心C坐标；将特征点Pi和圆心C投影到平面π上后，对特征投影点和圆心投影点的坐标进行降维，使用降维坐标计算目标载荷的旋转角度θ和旋转速度ω； 所述步骤S4具体步骤包括： S401：根据旋转矩阵将第i帧目标坐标系Oi-xo,iyo,izo,i下的单位参考向量转换到摄像机坐标系下的单位向量将向量的末端点作为旋转特征点Pi，构建旋转特征点集合S＝{Pi|i＝1,2,···,N}； S402：令集合S′＝S，使用集合S′拟合平面π的方程，并计算Pi到平面π的距离di，若使得did0，则从集合S′中剔除Pi，并重新拟合平面，直到满足di≤d0； S403：根据中垂线约束和圆心共面约束，构建空间圆拟合优化函数，计算优化函数的极值点，从而获得拟合圆轨迹圆心C的三维坐标及自旋转轴直线方程，其中：中垂线约束定义为集合S′内任意两点连线的中垂线必过圆心；圆心共面约束定义为圆心位于拟合平面π内； S404：将集合S和圆心C投影到平面π内，得到集合Sπ和圆心Cπ，在平面π内建立平面坐标系Od-xdyd，将集合Sπ和圆心Cπ进行坐标降维，得到其在Od-xdyd坐标系下的二维坐标和XC,d，通过以下公式计算得到目标载荷的旋转角度θ和旋转角速度ω： 。

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