(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210997109.1 (22)申请日 2022.08.19 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115063567 A (43)申请公布日 2022.09.16 (73)专利权人 中国石油大 学 （华东） 地址 257000 山东省东营市东营区北一路 739号中国石油大 学(华东) 专利权人 潍坊市特种设备检验研究院 (72)发明人 李肖　李伟　辛海军　陈怀远　 殷晓康　袁新安　陈兴佩　周晶玉　 冀全鑫　陈炳荣　 (74)专利代理 机构 东营双桥专利代理有限责任 公司 37107 专利代理师 方圆 (51)Int.Cl. G06T 19/00(2011.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/66(2017.01)G06T 7/60(2017.01) G01M 11/02(2006.01) G01B 11/00(2006.01) (56)对比文件 CN 114264248 A,202 2.04.01 CN 114383543 A,202 2.04.22 CN 107560554 A,2018.01.09 CN 113776785 A,2021.12.10 CN 105825548 A,2016.08.0 3 US 20140 35919 A1,2014.02.0 6 EP 3760992 A1,2021.01.0 6 Meijun Zhao 等.Geometrical-Analysis- Based Algorithm for Stereo Matching of Single-Lens Bi nocular and Multi-Ocular Stereovisi on System. 《JOURNAL OF ELECTRONIC SCIENC E AND TE CHNOLOGY》 .2012, 第10卷(第2期), 邱赛 等.旋转双棱镜指向系统转角补偿 偏 差修正方法. 《无线光 通信》 .2021,(第2期), 审查员 王盼盼 (54)发明名称 一种双棱镜单目立体视觉系统三维光路分 析方法 (57)摘要 本发明属于油气装备检测技术领域， 尤其涉 及一种双棱镜单目立体视觉系统三维光路分析 方法。 一种双棱镜单目立体视觉系统三维光路分 析方法， 其具体通过对由一个双棱镜和一个真实 相机组成的双棱镜单目立体视觉系统进行三维 光路分析， 最终计算得到双棱镜的有效几何参数 和双棱镜 单目立体视觉系统的成像参数。 一种双 棱镜单目立体视觉系统三维光路分析方法， 包括 有搭建双棱镜单目立体视觉系统； 构建双棱镜单 目立体视觉系统的坐标系， 并对双棱镜单目立体 视觉系统进行参数定义； 建立双棱镜单目立体视 觉系统的折射模 型； 确定双棱镜单目立体视觉系统成像的有效区域， 对双棱镜单目立体视觉系统 的参数进行计算的步骤特 征。 权利要求书3页 说明书10页 附图1页 CN 115063567 B 2022.10.28 CN 115063567 B 1.一种双棱镜单目立体视 觉系统三维光路分析 方法， 其特 征在于， 包括有如下步骤： 步骤一、 搭建双棱镜单目立体视 觉系统； 所述步骤一可 具体描述 为： 选用一个真实相机与一个双棱镜组成双棱镜单目立体视觉系统； 其中， 将双棱镜置于 真实相机的前方， 并将真实相机的靶面分成对称的左靶面和右靶面； 左靶面与右靶面分别 对应目标成像的两个视角； 步骤二、 构建双棱镜单目立体视觉系统的坐标系， 并对双棱镜单目立体视觉系统进行 参数定义； 所述步骤二可 具体描述 为： 以真实相机的光心作为坐标系的原点， 以真实相机光轴方向作为坐标系的 轴， 构建得 到双棱镜单目立体视觉系统的坐标系 ； 双棱镜的底面与坐标系 中平面 平行， 双棱镜的顶边与坐标系 中 轴共面且平行； 将真实相机的焦距定义为 ， 真实相机光心到双棱镜顶边的距离定义为 ， 双棱镜底面 与顶面之间的夹角定义为 ， 双棱镜在水平方向上的长度定义为 ， 双棱镜的折射率定义为 ； 步骤三、 建立双棱镜单目立体视 觉系统的折 射模型； 所述步骤三可 具体描述 为： 令左靶面上的像素点为 ， 该左靶面上的像素点所对应的入射光线 的 单位方向 向量， 满足：   式 （1.1） ； 其式 （1.1） 中， 左上标数字表示不同的光线类型， 右下标符号 “ ”表示第 条入射光线， 表示向量归一 化； 令入射光线 与左侧顶面 的交点为 ， 该交点 的 坐标分量 ， 满足：   式 （2.1） ； 该交点 可表示为：   式 （3.1） ； 入射光线 自空气介质经过左侧顶面 射入双棱镜的第一次折 射光线 ， 满足：   式 （4.1） ； 其式 （4.1） 中， 为左侧顶面 的单位法向量， 满足：   式 （5.1） ； 令双棱镜底面 的单位法向量为 ， 第一次折射光线 与双棱镜底面 的权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115063567 B 2交点 可表示为：   式 （6.1） ； 其式 （6.1） 中， 是从真实相机原点 到双棱镜底面 的距离； 满足： ， 交点 满足： ； 第一次折射光线 自双棱镜介质经过双棱镜底面 射入空气介质的第二次折射光线 可表示为：   式 （7.1） ； 令右靶面上的像 素点为 ， 该右靶面上的像 素点所对应的入 射光线 的单 位方向向量， 满足：   式 （1.2） ； 其式 （1.2） 中， 左上标数字表示不同的光线类型， 右下标符号 “ ”表示第 条入射光线， 表示向量归一 化； 令入射光线 与右侧顶面 的交点为 ， 该交点 的 坐标分量 ， 满足：   式 （2.2） ； 该交点 可表示为：   式 （3.2） ； 入射光线 自空气介质经过右侧顶面 射入双棱镜的第一次折 射光线 ， 满足：   式 （4.2） ； 其式 （4.2） 中， 为右侧顶面 的单位法向量， 满足：   式 （5.2） ； 令双棱镜底面 的单位法向量为 ， 第一次折射光线 与双棱镜底面 的交点 可表示为：   式 （6.2） ； 其式 （6.2） 中， 是从真实相机原点 到双棱镜底面 的距离；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115063567 B 3