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龙图腾网获悉江苏科技大学申请的专利一种水下爬壁机器人定位方法及其定位装置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：CN115752323B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27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：202211440313.X，技术领域涉及：G01B21/04；该发明授权一种水下爬壁机器人定位方法及其定位装置是由杨绘峰;穆宇轩设计研发完成，并于2022-11-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种水下爬壁机器人定位方法及其定位装置在说明书摘要公布了：本发明公开了一种水下爬壁机器人定位方法及其定位装置，装置包括轨道、滚轮、滚轮支架和多个拉线式位移编码器。轨道固定安装在爬壁机器人的上部，多个滚轮安装在滚轮支架上形成一个整体，可在轨道上自由滚动。将多个位移编码器安装在壁面上，位移编码器的拉线与滚轮支架上的拉线固定孔连接，以监测壁面固定点与滚轮支架上的拉线固定孔之间的距离。当爬壁机器人执行任务时带动位移编码器的拉线变化，同时带动滚轮滚动，滚轮支架在圆形轨道内自动调整位置以减小多个拉线相互缠绕的可能性，再结合坐标变换关系可开发出一种实时监测水下爬壁机器人位置的方法。该方法与水声定位和视觉定位相比具有结构简单，成本低廉，不受水环境干扰的优势。

本发明授权一种水下爬壁机器人定位方法及其定位装置在权利要求书中公布了：1.一种水下爬壁机器人定位方法，其特征在于： 当机器人需在三维曲面上进行定位时，包括以下步骤： 步骤一：在机器人上设置一个圆环形的轨道，轨道上设置多个在其上滚动的滚轮，通过滚轮支架安装在轨道上，在滚轮支架上设置六个拉线固定孔，分别为a、b、c、d、e、f； 步骤二：将轨道圆心记为O，六个拉线固定孔的依次连线构成了一个圆形，其半径为R，相邻的拉线固定孔与轨道圆心O形成的连线的夹角分别为α、β、φ、γ、θ，六个拉线固定孔分别与船舶壁面上的位置已知的六个点A、B、C、D、E、F通过拉线式位移编码器连接，以实时监测对应拉线固定孔与船舶壁面固定点之间的距离； 步骤三：设机器人的实时位置为对应于轨道圆心O在船舶表面的投影，即为过轨道的圆心沿着垂直于轨道面的直线与船舶表面的交点P； 步骤四：考虑到船舶表面的几何构型是确定的，设船舶表面的位置坐标满足整体坐标系下的已知方程： fx,y,z＝0； 将整体坐标系oxyz平移到轨道圆心OxO,yO,zO的位置，在轨道平面建立局部坐标系Ox′y′z′； 步骤五：根据坐标变换关系，空间中任意一点Q的位置坐标在整体坐标系oxyz下的位置坐标x,y,z和在局部坐标系Ox′y′z′下的位置坐标x′,y′,z′之间满足如下关系： 其中，aij＝cose′j,ei为局部坐标下的单位矢量在整体坐标系下的方向余弦； 步骤六：设e1、e2、e3为整体坐标系oxyz下沿着三个坐标轴的单位矢量，e1′、e2′、e3′为局部坐标系Ox′y′z′下沿着三个坐标轴的单位矢量，则轨道圆心O的位置坐标xO,yO,zO和局部坐标系的单位矢量在整体坐标系下的方向余弦aij构成了12个待定的未知量；其中，整体坐标系下的单位矢量与局部坐标系下的单位矢量满足如下关系： ei′＝ajiej； 直角坐标系下的单位矢量满足如下关系： 由此可以建立6个独立的方程： 步骤七：不失一般性，设拉线固定孔a恰好在局部坐标系Ox′y′z′的x′轴上，拉线固定孔a在局部坐标系位置坐标为R,0,0，在整体坐标系下的位置坐标为： 则通过位移编码器可监测拉线固定孔a与相应船舶壁面固定点A之间的距离为laA，由此建立如下方程： 由于拉线固定孔b与圆心O的连线Ob与拉线固定孔a与圆心O的连线Oa之间的夹角为α，拉线固定孔b在局部坐标系Ox′y′z′位置坐标为Rcosα,Rsinα,0，在整体坐标系下的位置坐标为： 通过位移编码器可监测拉线固定孔b与相应船舶壁面固定点B之间的距离为lbB，由此建立如下方程： 同理，可以针对其它四个拉线固定孔建立四个独立的方程，由此建立了12个独立的方程来确定12个未知的位置参数xO、yO、zO、aiji,j＝1,2,3； 步骤八：根据圆形轨道的圆心O沿着垂直于轨道面的直线与船舶表面的交点为点P，OP的大小可视为已知量，假设为s，由于点P位于局部坐标系Oz′轴的负半轴上，则点P在局部坐标系下的位置坐标为0,0,-s，根据整体坐标和局部坐标之间的变换关系，点P在整体坐标系下的位置坐标为： 其位置坐标也应满足船舶表面坐标的已知方程： fx,y,z＝0； 由此确定位置参数s＝s0，因此，水下机器人所在位置P的位置坐标为：

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