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龙图腾网获悉西安科技大学申请的专利用于位姿监测及金属丝编织监测的凸多边形参数计算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：CN116304486B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27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：202310064368.3，技术领域涉及：G06F17/11；该发明授权用于位姿监测及金属丝编织监测的凸多边形参数计算方法是由贺文海设计研发完成，并于2023-02-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本用于位姿监测及金属丝编织监测的凸多边形参数计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种煤矿掘进机位姿监测及金属丝编织监测过程中，用于凸多边形边数、边长、周长及面积的测量系统以及计算方法，测量系统主要由数码摄像机及计算机组成。在拟测量对象所在平面建立物坐标系O‑XYZ，以摄影中心为原点建立相机坐标系O11‑X11Y11Z11，在数字图像上建立像素坐标系o00‑uv及图像坐标系o11‑xy。调整光线及拟监测对象的背景，以及摄像机在测量系统中的角度。利用数码摄像机拍摄拟研究目标，计算机经USB获得相应的数字图像，经过计算分析，获得所研究凸多边形的边数、边长、周长及面积。本发明具有有利于实现自动监测，计算算法与原理相对简单，计算精度高的优点。

本发明授权用于位姿监测及金属丝编织监测的凸多边形参数计算方法在权利要求书中公布了：1.用于位姿监测及金属丝编织监测的凸多边形参数计算方法，其特征是：包括如下步骤： 步骤1利用数码摄像机拍摄监测系统内拟监测对象；所述监测系统由位于摄影支架的数码摄像机及计算机组成，在拟监测对象所在平面建立物坐标系O-XYZ，摄像机的摄影中心在物坐标系中的坐标为XO,YO,ZO；以摄像机摄影中心为原点建立相机坐标系O1-X1Y1Z1，其中，O1Z1轴与摄像机的主点光线重合，其正方向由相片指向摄影中心；物坐标系与相机坐标系均为右手坐标系；在相片上建立像素坐标系o0-uv及图像坐标系o1-xy；其中，o0u轴、o1x轴与O1X1轴分别平行，以及o0v轴、o1y轴与O1Y1轴分别平行，正方向相同；拍摄前，调整好光线及拟监测对象的背景，根据摄像机与拟监测对象之间的位置关系，将摄像机在测量系统中的角度调为恰当值，使监测对象位于摄像机的拍摄域中；之后，利用摄像机拍摄拟监测对象，计算机经USB获得相应的数字图像； 所述监测对象包括掘进机位姿监测系统中的定位标和金属丝编织监测系统中编织成网状结构的金属丝； 当监测对象是掘进机位姿监测系统中的定位标时，定位标位于巷道中，由位于同一平面、形状不同的发光元件组成，发光元件的轮廓为凸多边形，监测过程中，摄像机拍摄定位标时，数字图像中形成与定位标中各发光元件对应的凸多边形图形； 当监测对象是金属丝编织监测系统中编织成网状结构的金属丝时，金属丝编织的网格结构具有凸多边形形状，摄像机拍摄金属丝网格时，数字图像中形成与金属丝网格对应的凸多边形图形； 步骤2利用Matlab的函数im2bw将计算机中的图像转变为黑白图像； 步骤3利用Matlab的函数bwboundaries获取黑白图像中所研究的凸多边形图形，及其边界上各点pk的像素坐标pkuk,vk； 步骤4在像素坐标系中获取黑白图像中所研究的凸多边形图形边界上点的总数M； 步骤5计数器m用于标记所研究的凸多边形图形边界上的点，计数器n用于标记所研究的凸多边形图形的边与顶点，首先设m＝1，n＝1； 步骤6取所研究的凸多边形图形边界上相邻两点p1及p2，设其位于凸多边形图形的第1条边，获取直线p1p2在像素坐标系中的方程； 步骤7令m＝m+1； 步骤8判断m+1是否大于M； 步骤9是：进入步骤15； 步骤10否：顺序选取与点pm相邻的另一点pm+1，过点pm+1向直线pm-1pm作垂线，点qm+1为垂足； 步骤11判断点pm+1、qm+1在像素坐标系中对应横坐标及对应纵坐标之差的绝对值，即|um+1-uqm+1|及|vm+1-vqm+1|是否均小于1； 步骤12是：点pm+1与pm、pm-1共线，返回步骤7； 步骤13否：点pm+1与pm、pm-1不共线，令n＝n+1； 步骤14所研究的凸多边形图形第n个顶点的像素坐标为PnUn,Vn＝pmum,vm，返回步骤7，其中n≥2； 步骤15过点p1向直线pm-1pm作垂线，点q1为垂足；过点pm向直线p1p2作垂线，点qm为垂足； 步骤16判断点p1、q1在像素坐标系中对应横坐标及对应纵坐标之差的绝对值，即|u1-uq1|及|v1-vq1|是否均小于1； 步骤17是：点p1与pm-1、pm共线； 步骤18判断点pm、qm在像素坐标系中对应横坐标及对应纵坐标之差的绝对值，即|um-uqm|及|vm-vqm|是否均小于1； 步骤19是：点pm与p1、p2共线； 步骤20所研究的凸多边形图形有n-1条边及n-1个顶点，顶点P1的像素坐标为P1U1,V1＝PnUn,Vn，其余顶点为P2,P3…Pn-1； 步骤21否：点pm与点p1、p2不共线； 步骤22所研究的凸多边形图形有n条边及n个顶点，顶点P1的像素坐标为P1U1,V1＝p1u1,v1，其余顶点为P2,P3…Pn； 步骤23当步骤17为否时，点p1与pm-1、pm不共线； 步骤24判断点pm、qm在像素坐标系中对应横坐标及对应纵坐标之差的绝对值，即|um-uqm|及|vm-vqm|是否均小于1； 步骤25是：点pm与p1、p2共线； 步骤26所研究的凸多边形图形有n条边及n个顶点，顶点P1的像素坐标为P1U1,V1＝pmum,vm，其余顶点为P2,P3…Pn； 步骤27否：点pm与点p1、p2不共线； 步骤28所研究的凸多边形图形有n+1条边及n+1个顶点，顶点P1的像素坐标为P1U1,V1＝p1u1,v1，顶点Pn+1的像素坐标为Pn+1Un+1,Vn+1＝pmum,vm，其余顶点为P2,P3…Pn； 步骤29当所研究的凸多边形图形的边数为n-1、n及n+1时，分别将步骤20、步骤22、步骤26及步骤28中各顶点的像素坐标转换为物坐标； 步骤30在物坐标系中计算所研究的凸多边形图形相邻顶点的距离，获得其边长； 步骤31在物坐标系中计算由所研究的凸多边形图形相邻顶点及其内一点组成的三角形的面积； 步骤32累加步骤30中各边的长度，获得所研究的凸多边形图形的周长； 步骤33累加步骤31中各三角形的面积，获得所研究的凸多边形图形的面积。

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