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龙图腾网获悉余姚市机器人研究中心;浙江大学申请的专利一种基于双目视觉的空间圆位姿检测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：CN117237446B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-30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：202310969235.0，技术领域涉及：G06T7/73；该发明授权一种基于双目视觉的空间圆位姿检测方法是由段桂芳;李志扬;刘振宇;谭建荣设计研发完成，并于2023-08-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于双目视觉的空间圆位姿检测方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于双目视觉的空间圆位姿检测方法，用于测量空间圆的位姿，首先使用张定友标定法对相机内参，外参以及相机畸变进行标定；然后构建中间相机坐标系，分别计算左右相机坐标系下含有未知半径参数的圆心的两个解和空间圆平面法向量的两个解，根据圆心的唯一性得到正确的圆心解和空间圆的法向量；再基于圆锥曲线几何约束计算得到空间圆圆心在左右相机坐标系下的坐标；最后将圆心坐标带入含有未知半径参数的正确圆心解中求出空间圆的半径。本发明的方法能够提高处理速度，减小位子测量的误差。

本发明授权一种基于双目视觉的空间圆位姿检测方法在权利要求书中公布了：1.一种基于双目视觉的空间圆位姿检测方法，其特征在于包括如下步骤： 步骤S1：基于双目相机，获取各相机图像上的椭圆参数矩阵； 步骤S2：构建中间相机坐标系，分别计算两个相机坐标系下含有未知半径参数的圆心的两个解和空间目标圆平面法向量的两个解；具体包括如下步骤： 步骤S2.1：空间目标圆平面与相机光心构成一个圆锥，且圆锥经过所述图像上的椭圆，在椭圆上找到两点，使两点与相机光心形成的角度最大；基于所述两点与相机光心构成的平面，确定与所述平面垂直且经过相机光心的另一平面，通过另一平面在椭圆上的找到另外两点； 所述步骤S2.1中，遍历图像上椭圆的像素，寻找两点p、q，使∠pGq最大，G为相机光心，通过pqG三点的平面确定平面L，通过平面L确定平面L⊥，L⊥是经过点G并与L垂直的平面，L⊥与椭圆的交点为b、c两点； 步骤S2.2：基于椭圆上找到的两点与相机光心，构建中间相机坐标系；中间相机坐标如下： 其中，p、q表示椭圆上找到的两点，G表示光心，∠pGq最大，μgp和μgq是向量Gp和Gq的单位向量，θ，μ表示中间相机坐标系的三个坐标轴的单位向量； 步骤S2.3：保持相机光心位置不变，旋转相机使得相机光轴、相机像平面坐标系与中间相机坐标系重合，得到中间相机坐标系中与空间目标圆对应的四个点，基于对应的四个点计算相机坐标系下两组圆心和空间目标圆的法向量； 所述步骤S2.3中，假设保持相机光心G位置不变，旋转相机使得光轴与单位向量重合，对应的左相机像平面物理坐标系的x轴和y轴分别与单位向量θ、μ重合，此时像平面截取观测圆锥得到的椭圆E'在新的成像平面对应的点为p'q'b'c'； 在中间相机坐标系中，p'、q'、b'、c'四点坐标表示为： 其中f表示相机的焦距； 根据p'q'b'c'求得PQBC的坐标： 其中α,β,γ是比例系数，空间圆的圆心O是BC的中点，M是PQ的中点，由此得到： 空间圆的法向量计算公式为： 结合圆的性质和三角形相似关系，列出以下方程： 通过联立上述方程，得到左相机坐标系下圆心Ol'和法向量nl'的两组解： 其中，up’表示点p’的x轴方向的坐标，vb’表示b’的y轴方向坐标，R表示外参旋转矩阵，Ol1'、nl1'、Ol2'、nl2'表示左相机椭圆在中间相机坐标系下的两组圆心和法向量，将其转化到左相机坐标系下，计算公式表示如下： 同理，得到右相机下的两组圆心和法向量：Or1、nr1、Or2、nr2； 步骤S3：根据圆心的唯一性，得到正确的一组圆心和空间目标圆的法向量； 步骤S4：基于圆锥曲线几何约束、所述法向量和所述椭圆参数矩阵，计算得到空间圆圆心分别在左、右相机坐标系下的坐标； 步骤S5：将圆心坐标带入含有未知半径参数的圆心中，求出空间圆的半径。

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