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龙图腾网获悉中国石油大学(华东)申请的专利面向深腔小孔测量的长悬臂旋转测头视觉定位与引导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：CN120740445B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-05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：202511234316.1，技术领域涉及：G01B11/00；该发明授权面向深腔小孔测量的长悬臂旋转测头视觉定位与引导方法是由贾华坤;孟蔚泱;于连栋;许靖寓;陆洋;高荣科;王向阳设计研发完成，并于2025-09-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本面向深腔小孔测量的长悬臂旋转测头视觉定位与引导方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种面向深腔小孔测量的长悬臂旋转测头视觉定位与引导方法，涉及计量领域，具体包括如下步骤：根据待测工件实际尺寸和测量要求，搭建立体视觉引导标定与定位测试平台。利用立体视觉引导标定与定位测试平台的深度相机采集工件场景点云数据。对场景点云数据进行预处理。以场景点云同样尺度对待测工件的CAD模型点云数据进行预处理。提取点云表面局部FPFH特征，进行点云粗配准。将粗配准所得点云变换矩阵作为精配准的初始值输入，进行点云精配准。本发明的技术方案克服现有技术中视觉定位引导方法依赖场景采集点云，容易受到环境或工件本身遮挡的影响，导致无法提供深腔小孔的内部结构信息，定位精度差的问题。

本发明授权面向深腔小孔测量的长悬臂旋转测头视觉定位与引导方法在权利要求书中公布了：1.一种面向深腔小孔测量的长悬臂旋转测头视觉定位与引导方法，其特征在于，具体包括如下步骤： S1，根据待测工件实际尺寸和测量要求，搭建立体视觉引导标定与定位测试平台；立体视觉引导标定与定位测试平台包括：多自由度运动机构、深度相机、三维光学旋转扫描仪、待测工件和PC端组成； S2，利用立体视觉引导标定与定位测试平台的深度相机采集工件场景点云数据； S3，对场景点云数据进行预处理； S4，以场景点云同样尺度对待测工件的CAD模型点云数据进行预处理； S5，提取点云表面局部FPFH特征，结合SAC-IA粗配准算法进行点云粗配准； S6，将粗配准所得点云变换矩阵作为精配准的初始值输入，迭代计算变换矩阵使两点云间距离的均方根误差最低，得到初步点云变换估计矩阵I0；根据重叠率对配准结果进行评估，若结果满足阈值要求即作为最终结果输出位姿转换矩阵，否则转到步骤S1重新运算； S7，计算多自由度运动机构最终位移矩阵； 步骤S5具体包括如下步骤： S5.1，分别计算CAD模型点云和工件场景点云的表面法向量； S5.2，根据法向量信息分别计算CAD模型点云和工件场景点云表面FPFH点特征； S5.3，将提取到的FPFH特征作为参考值，结合SAC-IA点云粗配准算法，估计点云配准初始变换矩阵； 步骤S5.2具体包括如下步骤： S5.2.1，选取CAD模型点云中一点，以及邻域内一点，和对应法向量分别为和，两点间距离为，根据两点间关系和法向量构建坐标系： ； 其中，为二范数； S5.2.2，在坐标系下构建三元特征，记为特征： ； S5.2.3，每个查询点以查询点邻点的特征分为两类，一类是查询点与各邻点组成的特征，记为；另一类是各邻点之间组成的特征，记为，组合得到最终的特征： ； 其中，为邻点个数； 将分别保存在CAD模型变量cloud_source_fpfh和工件场景变量cloud_target_fpfh中； 步骤S5.3具体包括如下步骤： S5.3.1，分别调用变量cloud_source、cloud_target、cloud_source_fpfh和cloud_target_fpfh，利用SAC-IA算法进行局部配准，选取CAD模型点云cloud_source中n个采样点sn，n=1,2,3…，设置两点之间最短距离为ds，在目标点云cloud_target中查找与采样点sn具有相似FPFH特征的一个或多个点，从相似点中随机选取一个点tn,n=1,2,3…,作为采样点sn的对应点，计算对应点之间刚体变换矩阵； S5.3.2，通过求解对应点变换后的距离误差和函数来判断当前刚体变换矩阵的配准精度，距离误差和函数使用Huber惩罚函数表示： ； 其中，为一预先给定值，为第组对应点变换之后的距离差； S5.3.3，在所有变换中找到一组使得距离误差和函数的值最小的最优变换；将CAD模型点云移动到场景点云的位置，并保存初始变换矩阵； 步骤S7具体为：读取当前三维光学旋转扫描仪末端相对深度相机的位姿转换矩阵G，计算得到多自由度运动机构最终位移矩阵： ； 其中，为待测工件测试点位姿转换矩阵。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人中国石油大学(华东)，其通讯地址为：266580 山东省青岛市黄岛区长江西路66号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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