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龙图腾网获悉中国人民解放军海军航空大学申请的专利一种基于多层直接优化的激光点云室内建图与合并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：CN119579774B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22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：202411587315.0，技术领域涉及：G06T17/00；该发明授权一种基于多层直接优化的激光点云室内建图与合并方法是由郭凯;李文海;唐贞豪;唐曦;孙伟超;文天柱;吴忠德设计研发完成，并于2024-11-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于多层直接优化的激光点云室内建图与合并方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于多层直接优化的激光点云室内建图与合并方法，属于机器人视觉技术领域。主要包含以下步骤：滤除地面信息；基于VFH比对的点云序列片段化；基于多层直接法的点云运动状态估计；地图建立及片段合并。该方法无需依赖附加传感器，首先通过滤除无效的地面点云信息，有效提高了点云数据的质量；然后基于VFH比对算法将长点云序列划分为多个片段，以间歇性地将积累漂移归零，保证了建图的准确性和稳定性；在每个片段内部执行NDT配准及非线性优化时，选用多层直接法基于帧间的像素亮度信息对状态估计值进行修正，避免了复杂的点云局部特征提取与匹配过程，大幅降低了算法的复杂性，在保持高精度建图的同时展现出良好的实时性能。

本发明授权一种基于多层直接优化的激光点云室内建图与合并方法在权利要求书中公布了：1.一种基于多层直接优化的激光点云室内建图与合并方法，其特征在于，包含以下步骤： S1、地面信息滤除； S2、基于VFH比对的点云序列片段化； S3、基于多层直接法优化的点云运动状态估计； S4、地图建立及片段合并； 步骤S1所述地面信息滤除，具体过程包括： S11、以激光雷达中心为坐标原点O建立空间直角坐标系O-XYZ，其中XOY平面平行于激光雷达所在的运动平台，Z轴垂直于XOY平面；滤除与O间距小于0.5m的点云，以防止运动平台对建图造成的干扰； S12、对于当前帧点云中的全部点，逐一计算其在XOY平面相对于y轴正方向的方位角α，若α0，则α＝α+2π，设定角度分辨率Δθ，则全部点云将落入以O为中心的2πΔθ个角度区间之中，即实现了点云按照α完成聚类，对于索引号为i的聚类，记为cluster[i]； S13、对cluster[i]中的各点，计算其在XOY平面相对于O的距离r，并按照r由小到大进行排序，排序后的聚类记为cluster[i]′； S14、测量激光雷达距离地面的高度b，将O投影至地面，得到点O′0,0,-b；设定两个阈值：一是cluster[i]′中相邻两点俯仰角度差β1，另一为当前点与点O′间俯仰角度差β2； S15、对于cluster[i]′中任一点C，计算其与前一点C0间的俯仰角若C为cluster[i]′中第一点，则计算相对于O′的俯仰角，及与O′的俯仰角比较与β1，存在以下两种情况： S151、若C0已判定为地面点，则C仍判定为地面点；若C0为非地面点，但满足|βCO′||β2|，则C也判定为地面点； S152、设定距离阈值d，若C和C0之间距离dcd，此时两者相距较远，若满足|βCO′||β2|，则C判定为地面点； S16、若建图场景在室内，则cluster[i]′中同时存在地面和屋顶部点云分布，依然按照步骤S15，将两者全部予以滤除； S17、遍历全部聚类，获取单帧非地面点云；对于实时获取或录制的连续多帧点云，按照步骤S11～S16得到连续的非地面点云序列，记为Cloud_rec； 步骤S3所述基于多层直接法优化的点云运动状态估计，其具体过程包括： S31、对于序列片段中相邻的前一帧点云f1和后一帧点云f2，利用正态分布变化NDT由f2向f1配准，得到帧间转换初始矩阵rlt； S32、点云投影建立亮度图像； S33、基于多层直接法的非线性优化。

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