中國電子科技集團公司第五十四研究所杜世通獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國電子科技集團公司第五十四研究所申請的專利一種基于地圖/激光/慣性緊耦合的地下大空間定位方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120252748B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-16發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510756398.X,技術領域涉及:G01C21/20;該發明授權一種基于地圖/激光/慣性緊耦合的地下大空間定位方法是由杜世通;蔚保國;李一凡;黃璐;李爽;李雅寧;劉世源;張衡;閆倩蒙;陳永立;王洪杰;吳浩設計研發完成,并于2025-06-09向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于地圖/激光/慣性緊耦合的地下大空間定位方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于地圖激光慣性緊耦合的地下大空間定位方法,屬于地下大空間定位領域。首先加載地下空間全局三維點云地圖,并采用三維立體柵格編排結構對全局地圖進行輕量化處理;接著,采集當前時刻IMU和激光點云數據并提取點云線面特征;采用三維立體柵格結構并使用點對面的ICP實現高效全局地圖初始化。然后,構建預積分因子、基于點對面的全局輕量化地圖匹配殘差、點對面和點對線的局部點云地圖匹配殘差并輸入統一優化框架中,進行迭代優化,最終輸出高精度定位結果。本發明實現了地下大空間場景下的高精度、高實時性、高魯棒性定位。
本發明授權一種基于地圖/激光/慣性緊耦合的地下大空間定位方法在權利要求書中公布了:1.一種基于地圖激光慣性緊耦合的地下大空間定位方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1,加載地下空間全局三維點云地圖,進行一次三維體素降采樣;計算地圖的邊界值,把降采樣后的地圖劃分為個三維立體網格;遍歷點云地圖中的每個點坐標,依照網格劃分規則存儲到對應的三維立體網格中; 步驟2,采集時刻IMU和激光點云數據,并提取當前時刻點云幀的邊沿特征和面特征; 步驟3,判斷系統是否完成地圖匹配初始化;若完成初始化,則跳轉至步驟5,否則進入步驟4; 步驟4,依照載體當前位置使用ROS中的rviz上的初始位姿設定工具確定初始位姿;依照初始位姿在步驟1化分的個三維立體網格中尋找距離最近網格并組成新的網格點云;當前幀點云的面特征與通過ICP算法進行匹配,若匹配成功,則得到精確的初始點位姿,完成初始化并進入步驟5;若匹配不成功,則清空點云和IMU數據并跳轉到步驟2重新進行地圖初始化; 步驟5,上一次迭代優化后的陀螺儀和加速度零偏輸入到預積分計算模塊,對時刻點云與時刻點云之間的慣性數據進行預積分,獲得時刻到時刻的位姿變化量,并更新初始位姿; 步驟6,構建預積分因子、基于點對面的全局輕量化地圖匹配殘差、點對面和點對線的局部點云地圖匹配殘差并進入統一優化框架中,并迭代優化; 步驟7,獲得最優全局定位結果;轉至步驟2進入下一時刻計算流程; 所述步驟1的具體方式為:遍歷全局點云地圖中的每個三維坐標點,為全局點圖的坐標數量;則點在三維立體網格中的位置為: ; 其中,計算在三維立體網格中的具體坐標;步驟1中可表示為: ; 其中分別表示全局點云地圖在三個方向上的最大邊界值; 則在三維立體網格中的位置索引表示為: ; 基于以上方式,將存入到三維立體網格。
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