武漢大學李加元獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉武漢大學申請的專利一種基于圓柱特征的室內機器人全局定位方法及系統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:CN116222565B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-19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:202211560909.3,技術領域涉及:G01C21/20;該發明授權一種基于圓柱特征的室內機器人全局定位方法及系統是由李加元;史鵬程;張永軍設計研發完成,并于2022-12-07向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于圓柱特征的室內機器人全局定位方法及系統在說明書摘要公布了:本發明提出一種基于圓柱特征的室內機器人全局定位方法及系統,包括針對離線采集的多幀激光雷達點云,基于激光里程計算法拼接機器人運行場景的參考點云地圖;基于幾何模型提取地圖內圓柱點云,利用仿射變換矩陣構建柵格化地圖,對地圖關鍵信息采用數字化表達并離線保存,構建參數化地圖;基于室內圓柱結構的對稱性、顯著性和離群性,在實時的單幀多線激光雷達點云中提取圓柱;當實時數據僅檢測到單個圓柱時,結合柵格地圖數據,基于啟發式搜索計算出機器人全局位姿;當實時數據中檢測到多個圓柱時,結合柵格地圖數據,基于優化求解計算出機器人全局位姿。本發明克服了在缺少外源信號的室內環境下的定位難題。
本發明授權一種基于圓柱特征的室內機器人全局定位方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種基于圓柱特征的室內機器人全局定位方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1,針對離線采集的多幀激光雷達點云,基于激光里程計算法拼接機器人運行場景的參考點云地圖; 步驟2,基于幾何模型提取地圖內圓柱點云,利用仿射變換矩陣構建柵格化地圖,對地圖關鍵信息采用數字化表達并離線保存,構建參數化地圖; 步驟3,基于室內圓柱結構的對稱性、顯著性和離群性,在實時的單幀多線激光雷達點云中提取圓柱,并采用基于點積運算的對稱性約束和半徑閾值,排除部分錯誤圓?。?步驟4,當實時數據僅檢測到單個圓柱時,結合柵格地圖數據,基于啟發式搜索計算出機器人全局位姿,包括在每一個圓柱匹配對中,設定角度分辨率,利用實時數據與柵格地圖的匹配率作為目標函數,啟發式搜索出最優位姿; 步驟5,當實時數據中檢測到多個圓柱時,結合柵格地圖數據,基于優化求解計算出機器人全局位姿,包括利用拓撲和幾何關系作為約束,剔除部分錯誤圓柱匹配對,針對每次計算的位姿,計算更新后的目標函數值,在所有定位結果中,尋找目標函數最大值對應的位姿即為最終結果。
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