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龙图腾网获悉中国兵器科学研究院宁波分院申请的专利一种基于单目相机的复杂场景下螺栓松动角度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：CN115797306B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-06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：202211581014.8，技术领域涉及：G06T7/00；该发明授权一种基于单目相机的复杂场景下螺栓松动角度检测方法是由康晶杰;张立君;孙远东;王若兰;赵天豪设计研发完成，并于2022-12-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于单目相机的复杂场景下螺栓松动角度检测方法在说明书摘要公布了：本案涉及一种基于单目相机的复杂场景下螺栓松动角度检测方法，包括：1利用单目相机取得螺栓二维图像；2采用弧支撑线段方法获得的所述二维图像进行椭圆检测；3结合检测得到的椭圆及标准的螺栓尺寸，对图像中螺栓头部特征圆进行空间圆重投影计算，得到空间圆相对相机坐标系的位姿；4结合螺栓松动前和松动后，只存在沿轴向方向位移且法向量不变的特性，对螺栓位姿确定及螺栓出动量的求解；5利用标准螺栓相对基座的出动量和实际转动量之间的定量关系，解算得到螺栓松动的角度；该方法对于检测效率、测量速度和测量范围都远远高于传统的接触式检测方法。

本发明授权一种基于单目相机的复杂场景下螺栓松动角度检测方法在权利要求书中公布了：1.一种基于单目相机的复杂场景下螺栓松动角度检测方法，其特征在于，所述方法包括： 步骤1，利用单目相机取得螺栓松动前和松动后头部圆形特征未被遮挡或被遮挡的二维图像； 步骤2，采用弧支撑线段方法对步骤1获得的所述二维图像进行椭圆检测； 步骤3，结合步骤2检测得到的椭圆及标准的螺栓尺寸，对图像中螺栓头部特征圆进行空间圆重投影计算，得到空间圆相对相机坐标系的位姿； 步骤4，结合螺栓松动前和松动后，只存在沿轴向方向位移且法向量不变的特性，对螺栓位姿确定及螺栓出动量的求解，以解决步骤3计算得到的空间圆存在二义性的问题； 步骤5，结合步骤4得到的螺栓松动前和松动后相对相机坐标系的其头部特征圆姿态与中心点位置，并利用标准螺栓相对基座的出动量和实际转动量之间的定量关系，解算得到螺栓松动的角度； 所述步骤4中所述螺栓位姿确定及螺栓出动量的求解包括如下步骤： 4.1记松动前螺栓坐标系为，松动后螺栓坐标系为，记松动前螺栓头部空间圆重投影计算得到的相对相机坐标系位置及姿态分别为， 记松动后螺栓头部空间圆重投影计算得到的相对相机坐标系位置及姿态分别为，其中，i取值为1或2；i取值1或2对应两组解，所述两组解中仅有一组解为真实解，另一组解为虚假解； 4.2在螺栓松动前坐标系与螺栓松动后坐标系仅存在沿的位移，记为，将螺栓松动前和松动后的空间圆相对相机坐标系的法向量关系表示为 ， 验证位置及姿态与位置及姿态中的法向量是否符合的法向量关系的约束条件，满足则记为真实解，不满足作为虚假解剔除；真实解中i值记为t，同样的螺栓松动前后坐标系相对相机坐标系的位置分别记为： ， 将真实解对应的法向量对应的姿态角记为式18： ， 4.3将螺栓松动前坐标系相对相机坐标系的位姿转换式表示为式19： ， 其中，是螺栓坐标系到相机坐标系的姿态转换矩阵，表示螺栓松动前坐标系在相机坐标系下的位置，由于螺栓松动前后仅存在沿轴正反向上的位移，即相对基座的出动量，记为，因此螺栓松动后坐标系原点在螺栓松动前坐标系下的坐标记为式20： ， 螺栓松动前后坐标系相对相机坐标系的位置矢量与螺栓松动后坐标系相对螺栓松动前坐标系的位置矢量的关系记为式21： ， 将螺栓松动前坐标系中原点代入螺栓松动前坐标系相对相机坐标系的位姿转换式中，得到式22， ， 将螺栓松动后坐标系中原点代入螺栓松动前坐标系相对相机坐标系的位姿转换式中，得到式23： ， 结合式21，将式22与式23相减得到式24： ， 结合螺栓坐标系相对于相机坐标系的姿态转换关系和式18将式24具体记为式25 ， 将式25进行变换可得螺栓相对基座的出动量记为式26： 。

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