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专利预审典型案例(三)天津市专利优秀奖:一种扩大标定空间的数字光栅投影测量系统标定方法

专利预审典型案例(三)天津市专利优秀奖:一种扩大标定空间的数字光栅投影测量系统标定方法 滨海新区知识产权
2026-10-27
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导语:本系列旨在以保护中心预审的典型案例为基础,从申请文本质量角度切入,重点分析说明书撰写的完整性与清晰度、权利要求布局的合理性与层次性。通过真实案例的分享,引导创新主体及代理机构重视专利申请文本撰写质量的提升,夯实高价值专利培育的文本基础。

一、案件信息

本案涉及发明专利“一种扩大标定空间的数字光栅投影测量系统标定方法”(申请号:CN202011343343.X),申请人为三代光学科技(天津)有限公司,申请日2020年11月26日。该专利由滨海新区知识产权保护中心提供预审服务,经预审通道快速审查后获得授权,是光学三维测量领域高价值专利预审培育的典型案例。



二、案件概况

本发明针对传统光栅投影测量系统标定中标定空间局限于标定板标定点覆盖区域、超出标定板范围的测量空间存在标定误差的行业痛点,提出了一种通过仿射变换扩大标定空间的标定方法。核心技术方案包括:建立世界坐标系并垂直于z轴移动已知标定板,获取不同位置下标定点的世界坐标与图像坐标;通过最小二乘法求解仿射矩阵,将标定区域以外的像素点纳入标定范围;在此基础上通过插值式法建立世界坐标与相机像素坐标和相位的关系模型。该方案有效扩大了标定空间,避免了标定板范围以外测量空间的标定误差,提高了光栅投影测量系统的标定精度。



三、专利文本撰写质量分析

(一)权利要求布局合理、层次清晰

方法权利要求通常以步骤限定保护范围,步骤之间的顺序、执行对象和操作条件均构成技术特征,这与装置权利要求主要依靠结构连接关系限定保护范围有所不同。本案授权文本共含5项权利要求,其中独立权利要求1项,从属权利要求4项,均属于方法权利要求。权利要求1首先以S10“扩大标定空间”和S20“通过插值式法获得世界坐标与相机像素坐标和相位的关系模型”两个主要步骤对技术方案进行整体概括,先界定方法的基本流程和核心环节,使独立权利要求具备适当的保护范围。在此基础上,权利要求1再分别对S10和S20作进一步细化。这种“先概括、后细化”的撰写方式,使独立权利要求既从整体上覆盖了扩大标定空间和建立关系模型两大核心环节,又通过具体子步骤明确了各步骤的执行对象、数据来源和操作条件,层次分明,逻辑清晰,符合方法权利要求对步骤顺序的清楚性要求。

从属权利要求2至5对方法步骤作进一步限定:权利要求2细化S101中世界坐标系的建立方式与标定板移动方式,权利要求3细化图像坐标系坐标的提取过程,权利要求4明确仿射矩阵的变换形式,权利要求5细化三维插值的具体实现步骤。方法权利要求的从属布局通常有两种方式,一是对已有步骤增加条件、参数或操作细节,二是增加新的步骤;本案属于对核心步骤的逐层细化,既避免内容重叠,又形成“扩大标定空间—仿射矩阵求解—三维插值建模”的递进式保护结构。需要注意的是,方法权利要求在侵权判定中适用全面覆盖原则,被控方法若缺少权利要求记载的任一步骤,通常不落入保护范围。因此,独立权利要求应尽量记载必要步骤,避免写入过多非必要细节。

(二)说明书撰写完整、清晰

方法权利要求的充分公开,要求说明书清楚描述各步骤的执行方式、参数含义、数据来源和操作条件。说明书背景技术梳理了光栅投影三维测量技术现状,剖析了传统标定法操作复杂、张正友标定法误差耦合、投影仪离焦及标定空间受限等问题,为本案新创性论证和技术效果说明提供了逻辑支撑。发明内容先以“扩大标定空间”和“建立关系模型”两个步骤概括技术方案,再分别细化:扩大标定空间方面依次描述世界坐标系建立、标定板移动、仿射矩阵求解及标定区域外像素点世界坐标计算;建立关系模型方面详细阐述插值式法的具体步骤。具体实施方式进一步细化关键参数与操作细节,如以圆点标定板左上角标定点圆心为原点建立世界坐标系、以固定脉冲数控制精密位移台移动距离、通过四步相移法提取相位并采用多周期法进行相位展开、三维线性插值中相邻8个点的坐标选取及r、c、φ三轴依次插值流程等,并对涉及到的具体符号含义作出明确界定。整体上,背景技术与发明内容衔接紧密,技术问题、方案、效果逻辑链条完整,符合说明书清楚、完整的要求。



四、典型意义

该专利在撰写层面具有示范意义。方法权利要求应注重步骤之间的逻辑关系,使流程完整、顺序清晰。本案独立权利要求概括“扩大标定空间”和“建立关系模型”两个核心环节,从属权利要求对坐标系建立、坐标提取、矩阵变换、三维插值等层层细化,形成递进式保护结构。尤为值得关注的是,本案属于方法类发明专利,将仿射变换、相位计算、三维插值等数学处理嵌入数字光栅投影测量系统标定这一具体场景,解决了标定空间有限、标定误差难以避免的技术问题,体现了实施步骤与具体应用场景紧密结合的撰写要求。同时,本案在授权过程中将插值式法具体步骤写入独立权利要求,通过适当限缩保护范围换取权利稳定,为同类方法发明专利的布局和答复提供了参考。该案例也为光学测量领域快速确权和算法类专利预审布局提供了有益借鉴。




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