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龙图腾网获悉上海应用技术大学申请的专利一种基于圆形特征靶点的单目视觉位姿测量方法及系统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：CN119379771B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21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：202411263933.X，技术领域涉及：G06T7/70；该发明授权一种基于圆形特征靶点的单目视觉位姿测量方法及系统是由郑刚;周英杰;张旭设计研发完成，并于2024-09-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于圆形特征靶点的单目视觉位姿测量方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于圆形特征靶点的单目视觉位姿测量方法及系统，包括以下步骤：相机标定，图像采集，对图像预处理，特征点检测与匹配：采用霍夫圆形检测提取圆形特征靶点的圆心二维像素坐标和半径，根据圆心坐标和半径信息得到特征靶点间唯一确定的关系；位姿测量，依据PnP算法获得每张采集到的位姿图像中的靶标坐标系转换到相机坐标系的旋转矩阵R和平移向量T；求解相对位姿。本发明使用特殊设计的含有5个圆形特征靶点的合作靶标作为目标物，结合依据靶标特性实现的快速检测算法，实现圆心匹配排序，提升精度。该方法具有结构简单、相机标定简单、测量视场大、实时性强等优点，同时还避免了立体视觉中视场小、立体匹配难的不足。

本发明授权一种基于圆形特征靶点的单目视觉位姿测量方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于圆形特征靶点的单目视觉位姿测量方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S1：将靶标固定于被测目标表面，将单目相机固定于与靶标对应的静止平台上，获取并记录单目相机参数，所述靶标包括五个高反光圆形靶点，其中一个高反光圆形靶点位于靶标正中心位置，其余四个高反光圆形靶点分别位于中心靶点的左上、左下、右上、右下位置，五个高反光圆形靶点构成的是完全中心对称的图案，其余四个高反光圆形靶点直径相同，中心高反光圆形靶点作为0号圆，左上角的为1号圆，右上角的为2号圆，右下角的为3号圆，左下角的为4号圆； 步骤S2：控制照明单元对靶标进行照明，使用相机获取靶标的图像序列； 步骤S3：对获取的图像序列进行预处理； 步骤S4：对预处理后的图像序列基于靶标信息对靶标的特征靶点进行检测匹配排序，得到所有特征靶点的二维像素坐标信息，具体包括：对预处理后的图像通过霍夫圆检测算法获取图像中所有圆的圆心二维像素坐标和半径信息，比较所有圆的半径，将半径最大的圆作为中心圆形靶点，即0号圆，计算所有圆心与像素坐标原点的距离，距离最小的圆作为1号圆，距离最大的圆作为3号圆，计算所有圆心与像素坐标系原点连线的斜率，斜率最大的作为4号圆，斜率最小的为2号圆，得到所有特征靶点圆的二位像素坐标信息与对应编号； 步骤S5：根据靶标设计参数获得特征靶点的靶标坐标系下的三维坐标信息，根据二维像素坐标信息、三维坐标信息、单目相机参数通过PnP算法计算每张图像的位姿关系； 步骤S6：根据相邻时刻图像的位姿关系通过矩阵乘法、矩阵求逆运算计算得到相邻时刻图像的相对位姿结果； 所述步骤S5具体包括：根据靶标设计参数获得所有圆心的靶标坐标系下的三维坐标，所述靶标坐标系原点为位于中心圆形靶点的圆心，坐标系的轴穿过2号、3号圆心连线中点，平面位于标靶上表面，轴垂直于标靶上表面，所述靶标设计参数为所有圆的圆心位置与半径，根据所有圆心的三维坐标组成矩阵，根据步骤S4获得的所有圆的二位像素坐标组成矩阵，将5个特征靶点对应靶标坐标系下的坐标矩阵、5个特征靶点对应像素坐标系下的坐标矩阵、相机内参矩阵K和相机畸变系数D代入公式： 获得图像的位姿关系：旋转矩阵、平移向量。

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