华中科技大学向先波获国家专利权
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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利水下航行器-双臂机械手自主作业的双目视觉伺服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:CN120182800B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30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:202510563148.4,技术领域涉及:G06V20/05;该发明授权水下航行器-双臂机械手自主作业的双目视觉伺服方法是由向先波;蒋柴丞;向巩;瞿洋;杨少龙设计研发完成,并于2025-04-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本水下航行器-双臂机械手自主作业的双目视觉伺服方法在说明书摘要公布了:本申请属于水下作业领域,具体公开了一种水下航行器‑双臂机械手自主作业的双目视觉伺服方法,方法包括:获取水下航行器‑双臂机械手前方的二维图像和深度图像;将二维图像输入到轻量化目标检测器,得到目标识别框;设计基于识别框形状的目标三维坐标观测值获取方法,以减轻视差空洞的影响;基于前后相邻时刻图像中关键点的三维坐标求解设备运动矩阵;以目标三维坐标为状态向量,设计基于运动矩阵的非线性卡尔曼滤波方法,实现对目标位置的连续估计;以目标三维坐标为参考,驱动航行器‑机械手运动,并利用二维图像驱动机械手末端关节旋转,使得机械手到达目标后其执行器能够有效夹持目标。通过本申请,能够有效提高水下作业的自主化与智能化。
本发明授权水下航行器-双臂机械手自主作业的双目视觉伺服方法在权利要求书中公布了:1.一种水下航行器‑双臂机械手自主作业的双目视觉伺服方法,水下航行器和双臂机械手构成一个设备,用于进行水下作业,其特征在于,方法包括: 获取水下航行器‑双臂机械手前方目标的二维图像和深度图像;将所述二维图像输入到目标检测器,得到目标识别框;之后依据所述目标识别框确实深度图像上的三维坐标搜索区域,结合所述深度图像剔除搜索区域中深度值无效的像素点,并按照深度值排序保留深度值居中的像素点,以此确定目标的三维坐标观测值; 参考深度图像确定二维图像上多个关键点的三维坐标;结合前后两个时刻关键点的三维坐标获取设备的运动参数; 将目标的三维坐标和三维速度作为状态向量,将目标的三维坐标观测值作为观测向量,结合所述运动参数获取目标的三维坐标预测值,并基于卡尔曼滤波方法将三维坐标观测值和预测值融合,得到目标的三维坐标无偏估计值; 以目标的三维坐标无偏估计值为参考,驱动所述设备运动到预设位置;之后根据目标的三维坐标无偏估计值控制至少一个机械手的执行器朝向目标运动,并利用目标的二维图像驱动对应执行器的末端关节旋转,使得机械手到达目标后其执行器有效夹持目标; 确定目标的三维坐标观测值,包括: 以所述目标识别框内中心点作为深度图像上搜索区域中心,根据目标识别框的尺寸确定搜索区域的宽和高; 将深度图像与二维图像依据像素坐标进行匹配,获取搜索区域内各个像素点的深度值; 根据深度值将搜索区域内所有像素点排序; 基于预设排序阈值剔除搜索区域中无效的像素点,获取新的像素点集合; 将新像素点集合中排序居中的像素点保留; 对所有保留像素点的三维坐标求平均,得到目标的三维坐标观测值; 将新像素点集合中深度值居中的像素点保留,包括: 计算新像素点集合中排序的上四分位数和下四分位数: 其中,n为新像素点集合所包括的像素点总数; 如果和为整数,则取和对应位置深度值作为阈值和; 如果和为不为整数,则分别对其进行上下取整,得到,,,,并取对应位置的四个深度值,,,,将深度值满足时的像素点保留。
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