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龙图腾网获悉电子科技大学申请的专利基于目标几何约束的多形状目标快速定位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：CN115187675B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-04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：202210897756.5，技术领域涉及：G06T7/80；该发明授权基于目标几何约束的多形状目标快速定位方法是由施孟佶;杨森;王梓豪;林伯先;李维豪;苟蕊;秦开宇设计研发完成，并于2022-07-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于目标几何约束的多形状目标快速定位方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于目标几何约束的多形状目标快速定位方法，包括以下步骤：步骤1、采集图像序列S，求取目标的形状类型Type；步骤2、选择相应的图像分割及特征点提取方法，获得目标特征点在像素坐标系下的坐标；步骤3、根据相机投影方程和目标特征点在像素坐标系下的坐标，结合目标几何约束信息建立约束方程组；步骤4、通过改进的牛顿迭代方法解算约束方程组获得特征点的深度值；步骤5、融合单目SLAM获得的相机位姿，得到特征点在世界坐标系下的坐标。本发明仅需要单目图像和目标的几何信息即可完成对多种形状的目标的三维空间定位，所需的硬件成本和计算成本都较低，系统简单，计算量小，且能够实现较准确的目标定位效果。

本发明授权基于目标几何约束的多形状目标快速定位方法在权利要求书中公布了：1.基于目标几何约束的多形状目标快速定位方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、利用移动机器人平台搭载的视觉传感器采集图像，按时间顺序排列，组成图像序列S，通过目标检测算法求取图像中目标的形状类型Type； 步骤2、根据目标的形状类型Type，选择相应的图像分割及特征点提取方法，获得目标特征点在像素坐标系下的坐标；目标的形状类型Type包括平行四边形、圆形或三角形； 步骤3、根据相机投影方程和目标特征点在像素坐标系下的坐标，结合目标几何约束信息建立约束方程组；具体实现方法为： A、使用平行四边形的距离约束和平行约束建立平行四边形图像的几何约束方程组，具体方法为：取平行四边形四个角点作为特征点描述目标空间位置，四个点在世界坐标系下的坐标为Pi＝[Xi,Yi,Zi]T,i＝1,2,3,4；在相机坐标系下的坐标为Pwi＝[Pwxi,Pwyi,Pwzi]T；同时在归一化平面中，目标的归一化投影点坐标表示为Pci＝[pcxi,pcyi,1]T；目标在像素坐标系下的坐标为Puvi＝[ui,vi,1]T；dij表示角点i和j之间连线的距离； 建立6个距离约束方程： i,j＝1,2,3,4且i≠j 根据平行四边形对边平行条件建立4个平行约束方程： 对于平行四边形目标建立距离约束加平行约束共10个方程；方程中四个未知量为平行四边形门框四个角点坐标在Z轴上的分量pwzi；选择距离约束中的任意两个方程加上描述一组对边平行的两个方程组成适定方程组，解算出平行四边形目标四个角点像素坐标的深度值； B、圆的投影是圆形或者椭圆形，圆心的投影仍然是投影之后图形的对称中心；通过该中心的直线与图像边缘的交点之间的连线均为直径；取过圆心的两条直线与图像边缘的交点，得到四个点pc1,pc2,pc3,pc4，其坐标为Pci＝[pcxi,pcyi,1]T,i＝1,2,3,4，四个点在世界坐标系下的坐标为Pi＝[Xi,Yi,Zi]T，在相机坐标系下的坐标为Pwi＝[Pwxi,Pwyi,Pwzi]T，在像素坐标系下的坐标为Puvi＝[ui,vi,1]T；四个点依次连线能够组成一个平行四边形；对于圆形目标，仅将对角线距离作为距离约束，建立如下距离约束方程： i＝1，j＝3或i＝2，j＝4 然后采用与A中平行四边形对边平行条件一致的方式建立4个约束方程； 对于圆形目标，距离约束加平行约束一共6个方程，选择距离约束的两个方程加上任意一组描述对边平行的两个方程组成适定方程组，解算出圆形目标四个特征点像素坐标的深度值； C、对于三角形目标，已知三角形的边长为dij；首先根据距离约束建立三个方程式： i,j＝1,2,3且i≠j 若三角形为等边三角形，根据等边三角形的性质知道，任意一顶点与对边中点的连线，与对边垂直；向量垂直关系在笛卡尔坐标系下的数学表达为： 对于等边三角形目标，距离约束加垂直约束一共4个方程，选择距离约束中的任意两个方程加上描述向量垂直关系的方程组成适定方程组，解算出等边三角形目标三个特征点像素坐标的深度值； 若三角形为非等边三角形，则通过距离约束建立的三个方程式解算三个特征点的深度值，确定三角形目标三维空间位置； 步骤4、通过改进的牛顿迭代方法解算约束方程组，获得特征点的深度值； 步骤5、融合单目SLAM获得的相机位姿[R|t]得到特征点在世界坐标系下的坐标，实现对多形状目标的快速定位，R和t分别为描述相机位姿变化的旋转矩阵和平移向量。

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