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龙图腾网获悉北京邮电大学申请的专利一种基于半球投影模型的火星岩石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：CN116563377B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-16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：202310611126.1，技术领域涉及：G06T7/73；该发明授权一种基于半球投影模型的火星岩石测量方法是由刘雨;郑殿;魏琳慧;吕炜琨;望育梅设计研发完成，并于2023-05-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于半球投影模型的火星岩石测量方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于半球投影模型的火星岩石测量方法，属于场景重建领域；具体为：首先，利用双目相机对火星地表进行拍摄，从相机原理和火星车机械原理分别进行建模，建立每张图像的像素点与真实火星地表的对应关系；以及相机在火星全局坐标系中的位姿信息；然后，对各图像进行内参解析，校正失真并对双目相机的左右图像对进行行对应后，基于匹配特征点计算视差图。接着，利用现有火星表面影像分割数据集中的岩石轮廓，在当前视差图中确定岩石的像素位置和分布边缘，利用视差滤波算法对当前视差图进行优化；同时，结合不同相机的位姿，计算重复出现的岩石距离和位置，相互之间进行验证，确定当前视差图中岩石的分布。本发明提高了视差估计精度。

本发明授权一种基于半球投影模型的火星岩石测量方法在权利要求书中公布了：1.一种基于半球投影模型的火星岩石测量方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、利用双目相机对火星地表进行拍摄，每一个时刻同一个物体分别对应着左右两张图像； 步骤二、对所拍摄的每一张图像分别进行解析，以相机光轴为拍摄方向，在相机的视场角范围内，计算当前图像中各像素在火星三维场景中的对应位置，建立像素点与真实火星地表的对应关系； 具体为： 针对像素坐标系中的目标点P，位置为u,v；将其转换到图像坐标系的投影，如下： xi,yi为目标点P在图像坐标系中的对应位置，其中u0,v0是图像中心点坐标，dx,dy表示相机光敏元件上像素的大小； 然后，将图像坐标系转换到相机坐标系，表示为: xc，yc，zc为相机坐标系中目标点P的坐标，f为相机的焦距； 最后，从相机坐标系转换到世界坐标系，表示为: xw，yw，zw为世界坐标系中目标点P的坐标，其中R是光轴在世界坐标系与相机坐标之间的旋转矩阵，t是世界坐标系原点到相机光心的平移向量，0T是三维列向量，R，t，共同描述像素点在相机坐标系和世界坐标系之间的转换关系； 最后，结合相机参数，恢复当前图像中物体在火星地表场景中的真实位置，像素对应关系如下： 步骤三、计算相机的旋转矩阵和平移向量，求得相机在火星全局坐标系中的位姿信息； 定义火星全局坐标系绕z-y-x轴的顺序，三个轴各自旋转对应的角度与火星车本体坐标系重合，得到旋转矩阵R1表示为： 绕z轴旋转偏航角为θ3，绕y轴旋转俯仰角为θ2，绕x轴旋转滚动角为θ1； 同理，得到火星车本体坐标系旋转到火星车桅杆坐标系的旋转矩阵R2； 火星车桅杆坐标系旋转到火星车相机平台坐标系的旋转矩阵R3； 联合R1、R2、R3三个旋转矩阵可得相机姿态，结合火星车的里程计和尺寸，求得相机在火星全局坐标系中的位姿信息； 从火星全局坐标系的原点到相机中心的平移向量t为: t＝t1+R1t2 t1是火星全局坐标系原点到火星车本体坐标系中心的向量，t2是火星车本体坐标系原点到相机坐标系中心的向量； 步骤四、对建立了像素点与真实火星地表的对应关系的各图像，通过解析图像内参，对每张图像的失真分别进行校正，选出同一物体的左右图像进行行对应，使其位于同一平面上； 步骤五、针对位于同一平面上校正的左右图像，利用立体视觉匹配检测两张图像重叠区域的匹配特征点，基于匹配特征点计算视差图； 将校正后的左右图像作为SGBM算法的输入，根据双目相机数据确定视差图，左右图像平面上的映射点P分别用Pleft和Pright表示，视差d是Pleft和Pright的列坐标之差，进行迭代求解； 步骤六、对现有火星表面影像分割数据集中，采用语义分割法检测出岩石轮廓，在当前视差图中确定岩石的像素位置和分布边缘； 首先进行岩石的识别与分割，针对不同岩石的特点，分别采用基于深度学习的语义分割模型、阴影法、或手工标记的方法进行岩石分割，得到岩石像素分布的范围并生成掩膜； 根据语义分割得到的岩石掩膜，确定图像中岩石区域的像素分布范围，获得视差图中岩石区域的视差； 步骤七、根据视图差中确定的岩石像素位置，基于双目相机的成像原路和三角测量原理，计算视察图中岩石的大小；利用视差滤波算法对当前视差图进行优化； 步骤八、以相机在火星全局坐标系中的位姿信息为基准，结合不同相机的位置，计算重复出现的岩石距离和三维位置，相互之间进行验证，确定当前视差图中真实岩石的分布； 岩石到相机的深度Z，根据三角形相似原理，公式如下： b为双目相机的基线，即左右相机光心之间的距离；f为相机的焦距。

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