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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种基于单目视觉的螺纹孔空间定位和多孔对准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：CN119589648B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-14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：202411627709.4，技术领域涉及：B25J9/10；该发明授权一种基于单目视觉的螺纹孔空间定位和多孔对准方法是由叶南;王海亮;毛定群;张哲设计研发完成，并于2024-11-14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螺纹孔空间定位和多孔对准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螺纹孔空间定位和多孔对准方法，属于视觉检测技术领域。本发明的方法包括S1：构建基于单目视觉的空间定位系统；S2：对系统进行标定，建立相机坐标系与上盖通孔坐标系间的转换关系；S3：进行单螺纹孔图像采集和中心定位；S4：利用射线集合和螺纹孔三维中心点集合，将位姿求解建模成多点与多线之间的配准，获得上下盖间位姿关系；S5：上下盖通孔与螺纹孔的孔孔对准。本发明将多孔对准问题建模成多点与多线的配准问题，与人工对准方式进行对比，对准总角度偏差控制在0.8°以内，总位置偏差在0.8mm以内。

本发明授权一种基于单目视觉的螺纹孔空间定位和多孔对准方法在权利要求书中公布了：1.一种基于单目视觉的螺纹孔空间定位和多孔对准方法，其特征在于：包括以下步骤： S1：构建基于单目视觉的空间定位系统； S2：对系统进行标定，建立相机坐标系与上盖通孔坐标系间的转换关系； S3：进行单螺纹孔图像采集和中心定位； S31：单螺纹孔图像采集：控制机械臂将相机移动到下盖螺纹孔的上方，依次拍摄螺纹孔图像并记录机械臂位姿； S32：中心定位：基于邻接弧段组合的椭圆轮廓提取算法对螺纹孔图像进行处理，剔除螺纹孔附近的强干扰图像噪声，通过边缘鲁棒拟合，获得螺纹孔图像中心坐标进行空间定位； S4：利用射线集合和螺纹孔三维中心点集合，将位姿求解建模成多点与多线之间的配准，即NPnP问题，获得上下盖间位姿关系； S41：根据视觉成像几何，构建出相机坐标系下通过椭圆中心的射线方程； 首先在理想的针孔成像模型下，对单个螺纹孔成像进行建模；依次拍摄单螺纹孔目标，便可以获得射线集合； S42：利用射线集合和螺纹孔三维中心点集合，将对准问题转化为多条射线穿过多点的配准优化求解，再通过点线配准中迭代几何解的方法获得相机坐标系与下盖螺纹孔坐标系间的关系； S5：上下盖通孔与螺纹孔的孔孔对准； 通过机械臂TCP校准获得机械臂末端坐标系相对于基座坐标系的位姿关系再依据手眼标定结果以及下盖到虚拟多目系统的位姿关系求得下盖螺纹孔坐标系相对于机械臂基座坐标系的位姿关系包含旋转矩阵和平移向量具体公式为： 其中，和是下盖螺纹孔坐标系到相机坐标系的转换关系；和是机械臂末端坐标系和基座坐标系的转换关系； 通过上盖通孔坐标系与机械臂末端坐标系之间的位姿关系，包含旋转矩阵和平移向量再依据获得上盖通孔坐标系相对于机械臂基座坐标系的位姿关系包含旋转矩阵和平移向量具体公式为： 其中，和机械臂末端坐标系和基座坐标系的转换关系； 已知上述位姿关系，求解出新的包含旋转矩阵和平移向量并依此调整机械臂末端位姿，实现上下盖的多孔对准，具体公式为： 其中，和是下盖螺纹孔坐标系和机械臂基座坐标系的转换关系，和是机械臂末端坐标系和上盖通孔坐标系的转换关系。

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