中国电子科技集团公司第五十四研究所杜世通获国家专利权
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龙图腾网获悉中国电子科技集团公司第五十四研究所申请的专利一种基于地图/激光/惯性紧耦合的地下大空间定位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:CN120252748B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16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:202510756398.X,技术领域涉及:G01C21/20;该发明授权一种基于地图/激光/惯性紧耦合的地下大空间定位方法是由杜世通;蔚保国;李一凡;黄璐;李爽;李雅宁;刘世源;张衡;闫倩蒙;陈永立;王洪杰;吴浩设计研发完成,并于2025-06-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于地图/激光/惯性紧耦合的地下大空间定位方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于地图激光惯性紧耦合的地下大空间定位方法,属于地下大空间定位领域。首先加载地下空间全局三维点云地图,并采用三维立体栅格编排结构对全局地图进行轻量化处理;接着,采集当前时刻IMU和激光点云数据并提取点云线面特征;采用三维立体栅格结构并使用点对面的ICP实现高效全局地图初始化。然后,构建预积分因子、基于点对面的全局轻量化地图匹配残差、点对面和点对线的局部点云地图匹配残差并输入统一优化框架中,进行迭代优化,最终输出高精度定位结果。本发明实现了地下大空间场景下的高精度、高实时性、高鲁棒性定位。
本发明授权一种基于地图/激光/惯性紧耦合的地下大空间定位方法在权利要求书中公布了:1.一种基于地图激光惯性紧耦合的地下大空间定位方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1,加载地下空间全局三维点云地图,进行一次三维体素降采样;计算地图的边界值,把降采样后的地图划分为个三维立体网格;遍历点云地图中的每个点坐标,依照网格划分规则存储到对应的三维立体网格中; 步骤2,采集时刻IMU和激光点云数据,并提取当前时刻点云帧的边沿特征和面特征; 步骤3,判断系统是否完成地图匹配初始化;若完成初始化,则跳转至步骤5,否则进入步骤4; 步骤4,依照载体当前位置使用ROS中的rviz上的初始位姿设定工具确定初始位姿;依照初始位姿在步骤1化分的个三维立体网格中寻找距离最近网格并组成新的网格点云;当前帧点云的面特征与通过ICP算法进行匹配,若匹配成功,则得到精确的初始点位姿,完成初始化并进入步骤5;若匹配不成功,则清空点云和IMU数据并跳转到步骤2重新进行地图初始化; 步骤5,上一次迭代优化后的陀螺仪和加速度零偏输入到预积分计算模块,对时刻点云与时刻点云之间的惯性数据进行预积分,获得时刻到时刻的位姿变化量,并更新初始位姿; 步骤6,构建预积分因子、基于点对面的全局轻量化地图匹配残差、点对面和点对线的局部点云地图匹配残差并进入统一优化框架中,并迭代优化; 步骤7,获得最优全局定位结果;转至步骤2进入下一时刻计算流程; 所述步骤1的具体方式为:遍历全局点云地图中的每个三维坐标点,为全局点图的坐标数量;则点在三维立体网格中的位置为: ; 其中,计算在三维立体网格中的具体坐标;步骤1中可表示为: ; 其中分别表示全局点云地图在三个方向上的最大边界值; 则在三维立体网格中的位置索引表示为: ; 基于以上方式,将存入到三维立体网格。
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