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龍圖騰網獲悉燕山大學申請的專利基于結構光測量物體表面形狀的方法及其測量裝置獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN115854921B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-22發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202211584304.8，技術領域涉及：G01B11/25；該發明授權基于結構光測量物體表面形狀的方法及其測量裝置是由李艷文;劉建鑫;霍偉豪;王雨山;祝義浩;劉曉鈺;陳子明;庚士涵;栗智民;彭宏鑫;楊毅;王登奎;王華瑋;程凱;羅子茂;姜森威;劉子軒;陳念龍;張政;徐宗國設計研發完成，并于2022-12-09向國家知識產權局提交的專利申請。

本基于結構光測量物體表面形狀的方法及其測量裝置在說明書摘要公布了：本發明涉及一種基于結構光測量物體表面形狀的方法，其包括以下步驟，步驟1：搭建用于物體表面形狀三維測量的測量裝置；步驟2：確定測量裝置中單線結構光發射器的光軸設定角；步驟3：對測量裝置進行標定，使用測量裝置獲取物體表面激光條紋圖像；步驟4：提取圖像中的激光條紋中心點，通過坐標變換獲待測物表面的三維點云數據。本發明使用多線結構光輔助標定單線結構光的光平面參數，避免單線結構光的多次標定，相較于使用位移傳感器對單線結構光進行定位，本發明提升了點云稠密程度和測量精度；通過距離矩陣將空間點匹配至空間平面的方法，降低算法復雜度，提升測量速度；本發明測量裝置方便安裝于機械臂末端對大型構件進行表面形狀三維測量。

本發明授權基于結構光測量物體表面形狀的方法及其測量裝置在權利要求書中公布了：1.一種基于結構光測量物體表面形狀的方法，其特征在于，使用多線結構光輔助確定單線結構光的光平面參數，其包括以下步驟： 步驟1：搭建用于物體表面形狀三維測量的測量裝置； 所述測量裝置包括相機、單線結構光發射器、多線結構光發射器和直線模組； 步驟2：確定測量裝置中單線結構光發射器的光軸設定角； 所述光軸設定角為單線結構光發射器光軸與基線間的夾角； 步驟21：確定設定角對深度分辨率的影響； 建立單線結構光投射至待測面上的點在相機坐標系下的坐標和相機成像平面上的投影點在相機坐標系下的坐標的轉換關系，對z求取關于x'的偏導數獲得的深度分辨率如下所示： 式中：表示深度分辨率；f表示相機的焦距；d表示單線結構光發射器光心與相機光心間的距離；θ表示單線結構光發射器光軸與基線之間的夾角；表示單線結構光投射至待測面上的點于相機成像平面上的投影點在相機坐標系中的橫坐標偏導數；cot表示余切函數；x'表示單線結構光投射至待測面上的點于相機成像平面上的投影點在相機坐標系中的橫坐標； 步驟22：確定設定角對激光條紋中心提取精度的影響； 分析提取激光條紋中心的理論導數計算值與實際差分計算值間的偏差eu＝uc-u'，激光條紋中心提取誤差eu的獲取方法如下所示： 式中：eu表示激光條紋中心提取誤差；uc表示激光條紋中心的理論導數計算值；u'表示激光條紋中心的實際差分計算值；Gu表示光強分布規律一階導數；Guu表示光強分布規律二階導數；u0表示激光條紋寬度方向上光強最大像素點的橫坐標；g'u0表示光強最大位置處的一階差分；g”u0表示光強最大位置處的二階差分； 步驟23：確定單線結構光的光軸設定角對測量裝置精度的影響，獲得設定角的數值； 獲取步驟21確定的深度方向的分辨率和步驟22確定的激光條紋中心提取誤差eu，測量裝置綜合誤差e的獲取方法如下所示： 式中：e表示測量裝置綜合誤差； 計算機以單線結構光的光軸設定角θ為橫坐標，測量裝置綜合誤差e為縱坐標繪制綜合誤差曲線圖，從圖中取綜合誤差曲線最小值時對應的夾角θ作為測量系統安裝時使用的值； 步驟3：對測量裝置進行標定，使用測量裝置獲取物體表面激光條紋圖像； 調整測量系統的結構參數；使用測量裝置獲取平面靶標的圖像，標定結構光的光平面參數；開啟測量裝置對待測物進行掃描，獲取物體表面激光條紋圖像； 步驟4：提取圖像中的激光條紋中心點，通過坐標變換獲待測物表面的三維點云數據； 步驟41：提取圖像中的激光條紋交點，對圖像中的激光條紋交點進行光平面匹配；構建激光條紋交點和單線結構光的光平面之間的距離矩陣，設置閾值并循環查找，匹配每一個激光條紋交點所屬的多線結構光的光平面； 步驟42：使用匹配好的激光條紋交點確定單線結構光的光平面方程，通過坐標轉換獲取待測物形狀的三維數據； 步驟43：獲得圖像中的單線結構光投影激光條紋中心點在相機坐標系中的三維坐標，即獲得被測物表面所有被單線結構光掃描過區域的稠密點云數據，完成待測物的表面形狀三維測量。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯系本專利的申請人或專利權人燕山大學，其通訊地址為：066004 河北省秦皇島市河北大街西段438號；或者聯系龍圖騰網官方客服，聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。