苏州铸正机器人有限公司胡宁获国家专利权
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龙图腾网获悉苏州铸正机器人有限公司申请的专利基于EPnP算法的单目视觉姿态估计方法及系统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:CN119090958B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-08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:202411019817.3,技术领域涉及:G06T7/73;该发明授权基于EPnP算法的单目视觉姿态估计方法及系统是由胡宁设计研发完成,并于2024-07-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于EPnP算法的单目视觉姿态估计方法及系统在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于EPnP算法的单目视觉姿态估计方法及系统,涉及视觉定位技术领域,包括获得单目相机内参;布置空间参考标志物,确定特征点的世界坐标和像素坐标;将特征点的世界坐标表示为4个非共面虚拟控制点的线性组合,建立相机透视投影模型,形成线性方程组,确定虚拟控制点在相机坐标系下的坐标;引入平行透视投影模型,获得初始估计,并确定相机坐标系下控制点坐标,计算初始值;以缩小坐标系距离差为优化目标,利用初始值,通过迭代优化算法求解,获得精确位姿;将单目相机固定于机械臂末端,记录下基准位姿;当发生移动时,相机获取当前位姿,结合基准位姿和机械臂末端当前位姿,实时计算出机械臂末端应移动到的目标位姿。
本发明授权基于EPnP算法的单目视觉姿态估计方法及系统在权利要求书中公布了:1.基于EPnP算法的单目视觉姿态估计方法,其特征在于,包括: 通过相机标定获得单目相机内参;确定所述单目相机的视野内布置的空间参考标志物上特征点的世界坐标,以及所述特征点在相机图像上的像素坐标;将所述特征点的世界坐标表示为4个非共面虚拟控制点的线性组合,建立相机透视投影模型,形成关于所述虚拟控制点相机坐标的线性方程组,确定所述虚拟控制点在相机坐标系对应的相机坐标;其中,所述单目相机固定于机械臂末端,所述单目相机的光轴与所述机械臂的末端中心点重合; 引入平行透视投影模型,通过迭代的平行透视求解过程,获得相机位姿初始估计,基于所述相机位姿初始估计,确定相机坐标系下控制点坐标,计算控制点齐次重心坐标系数的初始值;以缩小控制点在相机坐标系和世界坐标系下的距离差为优化目标,利用所述控制点齐次重心坐标系数的初始值,通过迭代优化算法求解,获得空间参考标志物相对相机的精确位姿; 将空间参考标志物相对于所述机械臂末端的初始位姿作为基准位姿;当所述空间参考标志物发生移动时,相机实时捕获所述空间参考标志物的新位姿,计算所述机械臂末端当前位姿,结合所述基准位姿和所述机械臂末端当前位姿,实时计算机械臂末端的目标位姿,根据所述目标位姿移动机械臂; 单目相机实时拍摄所述空间参考标志物对应的图像包括: 以4x4齐次变换矩阵来表示坐标系间的相对位姿,齐次变换矩阵的含义是坐标系j相对于坐标系i的位姿; 在初始时,所述机械臂的末端与所述空间参考标志物相对位置基准,其公式如下: ; 其中,表示相机坐标系与目标位姿坐标系之间的常量齐次变换矩阵,表示相机坐标系与机械臂基座坐标系之间的初始齐次变换矩阵,表示机械臂基座坐标系与目标位姿坐标系之间的初始齐次变换矩阵; 所述空间参考标志物移动后,使所述空间参考标志物与机械臂的末端相对位姿保持不变,满足如下公式: ; 其中,表示相机坐标系相对于机械臂基座坐标系的齐次变换矩阵,表示目标位姿坐标系相对于机械臂基座坐标系的齐次变换矩阵; 同时,在所述机械臂的基座坐标系下的机械臂末端的位姿,满足如下公式: ; 其中,表示机械臂末端坐标系相对于机械臂基座坐标系的齐次变换矩阵,表示相机坐标系相对于机械臂末端坐标系的变换矩阵的齐次变换矩阵; 所述空间参考标志物移动到新位置,基于所述基座坐标系,新位姿公式如下: ; 其中,表示目标位姿新的位置相对于相机坐标系的齐次变换矩阵,表示目标位姿新的位置相对于机械臂基座坐标系的齐次变换矩阵,表示目标位姿新的位置相对于相机坐标系的齐次变换矩阵。
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