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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种基于单目视觉的空间圆环检测及位姿估计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：CN118918176B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-09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：202410901757.1，技术领域涉及：G06T7/70；该发明授权一种基于单目视觉的空间圆环检测及位姿估计方法是由方浩;曹旭;王奥博;葛奕谷设计研发完成，并于2024-07-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于单目视觉的空间圆环检测及位姿估计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于单目视觉的空间圆环检测及位姿估计方法。本发明仅采用单目视觉图像作为系统输入，通过对圆环位姿进行非线性优化的方法，同时优化空间圆环的三维位置与空间姿态，可以输出精准圆环位姿。相比于传统的双目或雷达目标定位算法，输入信息简单，便于算法的测试及部署，整体使用更便捷。同时，考虑了空间圆环在相机中成像大部分为椭圆图形的特点，构建了一套基于椭圆检测的方法，可以提取图像中由空间圆环映射的椭圆，实现空间圆环鲁棒的位姿估计。本发明不需要标注数据以及训练时间，节约计算资源，输入简单输出鲁棒且精准。

本发明授权一种基于单目视觉的空间圆环检测及位姿估计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于单目视觉的空间圆环检测及位姿估计方法，其特征在于，包括： S1，基于椭圆模板，对单目相机获取的图像中的空间圆环进行检测，具体为： 首先，提取图像中的直线段； 接着，以提取出的直线段作为弧支持线段，构建弧支持组，具体为：若任何两个相连接的弧支持线段如果在首尾连接处有相似的几何属性，就将其连接在一起，多个连接在一起的弧支持线段共同构成弧支持组； 然后，计算弧支持组内部跨度角，将内部跨度角超过设定阈值的弧支持组作为有效弧支持组； 最后，在每个有效弧支持组上进行采样，通过最小二乘法将采样点拟合到一个椭圆曲线上，得到初步的椭圆参数方程；对所有的椭圆参数方程进行均值漂移聚类，获取最终的椭圆参数方程，并选取完整度与几何属性最显著的椭圆作为检测得到的空间圆环输出； 计算空间圆环的最小外接矩形； S2，采用单目定位模型对S1检测出的空间圆环进行初步位置求解； S3，对S2得到的空间圆环初步位置进行迭代优化，具体为： S31，以空间圆环的中心为原点，建立物体的局部坐标系；根据已知空间圆环尺寸先验建立空间圆环三维点模型，在空间圆环内环外环边缘上分别每隔一定间隔取一个空间三维点，记为，N为采样点总个数； S32，利用空间投影关系，基于S2得到的空间圆环初步位置t，将所述空间三维点向图像上做投影，得到投影的二维像素点； S33，构建最小二乘优化问题： 通过寻找每个投影二维像素点在S1检测得到的空中圆环轮廓中最近的观测像素，建立每对点之间的像素误差即重投影误差；设每个投影点在检测空中圆环轮廓上匹配得到的最近点为，则目标函数为： S34，通过求解S33构建的最小二乘优化问题，得到空间圆环位姿T的最优解。

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