中国科学院光电技术研究所王强获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院光电技术研究所申请的专利一种基于三维建模的实时目标姿态测量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:CN116202487B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01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:202310181016.6,技术领域涉及:G01C11/00;该发明授权一种基于三维建模的实时目标姿态测量方法是由王强;李阳;王俊琦;彭超;袁良柱;涂琼;唐薇;王子豪;黄永梅;马荣崎设计研发完成,并于2023-02-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于三维建模的实时目标姿态测量方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种基于三维建模的实时目标姿态测量方法,包括:根据近景拍摄或其他先验条件,建立飞行目标的三维模型;以航迹预测提供姿态初值,以姿态初值驱动三维模型,获得初始模拟图像;通过射影几何关系,建立三维模型与真实图像的3D‑2D特征关联;通过EPnP算法求解试探性的目标姿态,依据代理损失进行粗匹配阶段的迭代寻优;定义基于泛轮廓点的重合偏差距离,进行精匹配阶段的迭代寻优,输出飞行目标相对于相机坐标系的姿态最佳值;并进一步得到飞行目标在测站坐标系下的姿态信息。本发明给出了求解无标注飞行目标的三维姿态的数学模型,具有精度高、实时性强、鲁棒性高的特性,将本方法从单目视觉拓展到双目或多目时,将得到更高精度的姿态信息。
本发明授权一种基于三维建模的实时目标姿态测量方法在权利要求书中公布了:1.一种基于三维建模的实时目标姿态测量方法,其特征在于:包括如下步骤: 步骤一、以航迹预测提供姿态初值; 获取光电经纬仪所拍摄的真实图像序列,根据所述真实图像序列,依据航迹预测,以速度方向代替飞行目标中轴线方向,得到所述飞行目标在相机坐标系中的姿态初值A; 步骤二、以姿态初值获取三维模型的初始图像; 根据所述姿态初值,驱动模拟成像系统中的三维模型,获取所述模拟成像系统所拍摄的模拟图像数据; 步骤三、建立三维模型与真实图像的特征关联; 根据所述飞行目标的图像即真实图像和三维模型的图像即模拟图像,通过图像分割和轮廓提取技术确定飞行目标的轮廓特征和三维模型的轮廓特征,并进一步以三维模型的图像为中介,构建泛轮廓点在模型机体坐标系和真实图像坐标系中的3D-2D特征关联; 步骤四、粗匹配阶段迭代寻优; 根据所述泛轮廓点的3D-2D特征关联,建立基于4个特征点对的中心投影方程,通过EPnP算法得到所述三维模型相对于相机坐标系的试探性姿态值B;根据所述的姿态初值A和试探性姿态值B,得到所述真实图像与模拟图像的偏差;对所述偏差进行迭代,直到偏差值小于设定阈值,输出所述粗匹配阶段的姿态估计值C; 步骤五、精匹配阶段定义重合偏差距离; 根据所述粗匹配阶段的姿态估计值C,得到与真实图像最匹配的模拟图像,定义所述真实图像与模拟图像的泛轮廓点距离为重合偏差距离;其中,距离越小,对应精匹配阶段姿态值越精确;对所述距离进行迭代,直到距离值小于设定阈值,得到所述飞行目标相对于相机坐标系的姿态最佳值D; 步骤六、计算在测站坐标系下的姿态值; 根据所述飞行目标相对于所述相机坐标系的姿态最佳值D,以及相机随光电经纬仪的转动参数信息,得到所述飞行目标相对于所述测站坐标系的最佳姿态信息E,所述测站坐标系为光电经纬仪坐标系。
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