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龙图腾网获悉桂林理工大学申请的专利一种可旋转的卵形扫描式机载测深激光雷达系统及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：CN119620093B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-24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：202411763828.2，技术领域涉及：G01S17/06；该发明授权一种可旋转的卵形扫描式机载测深激光雷达系统及定位方法是由周国清;秦国富;梁刚设计研发完成，并于2024-12-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种可旋转的卵形扫描式机载测深激光雷达系统及定位方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种可旋转的卵形扫描式机载测深激光雷达系统，包括定姿定位系统、机载测深激光雷达、可旋转的激光雷达安置架。可旋转的激光雷达安置架由连接机构210、中空负载旋转台220、螺栓组件230组成。通过设置中空负载旋转台电机的旋转角度，带动卵形扫描式机载测深激光雷达进行旋转，从而使扫描轨迹的长短轴方向能够根据实际需求灵活调整。此外，本发明还公开了一种基于中空负载旋转台电机旋转角度的定位方法，能够精确计算目标激光点的空间位置。通过实现卵形扫描式机载测深激光雷达系统扫描轨迹的长短轴方向可变，显著提高了测量的灵活性，使其更加适应多种应用场景，从而有效保证了测量质量与效率。

本发明授权一种可旋转的卵形扫描式机载测深激光雷达系统及定位方法在权利要求书中公布了：1.一种可旋转的卵形扫描式机载测深激光雷达系统定位方法，其特征在于，该系统包括： 机载测深激光雷达，采用卵形扫描方式，用于发射激光脉冲并接收回波信息来获取目标点的斜距； 可旋转的激光雷达安置架，用于将所述机载测深激光雷达固定在飞行载体上；卵形扫描式机载测深激光雷达的入射光线与飞行方向垂直，以使旁向扫描角最大化，提高旁向重叠度；当作业场景为大面积测量时，将中空负载旋转台电机的旋转角度设置为0°，使扫描轨迹的长轴垂直于飞行方向；当作业场景为小面积测量时，此时只需要一条测量条带即可覆盖目标区域，通过设置中空负载旋转台电机的旋转角度带动激光雷达旋转，从而使扫描轨迹的长轴平行于水边线或河道方向，以减少测量带宽并提高航向重叠度； 定姿定位系统，用于获取所述飞行载体上的空间位置和姿态信息； 所述可旋转的激光雷达安置架包括连接机构、中空负载旋转台和螺栓组件； 所述连接机构包括悬臂卡扣组件和连接板，所述悬臂卡扣组件包括多个悬臂卡扣，所述连接板固定在中空负载旋转台的顶端，通过所述悬臂卡扣与所述飞行载体底端上的与所述悬臂卡扣配套的凸起相连； 所述中空负载旋转台底端通过所述螺栓组件与所述激光雷达顶端相连，所述中空负载旋转台采用步进电机驱动，通过控制所述电机转动使所述激光雷达旋转； 所述螺栓组件包括多个沿所述中空负载旋转台外围圆形排布的螺栓，每个螺栓均与所述中空负载旋转台和所述激光雷达顶部螺纹连接； 所述方法包括： S1：设置中空负载旋转台电机的旋转角度； S2：获取激光从发射点到目标点分别在空气和水下的传播斜距、机载测深激光雷达反射镜驱动电机转角、定姿定位系统中心的三维坐标WGS-84、飞行载体的姿态角； S3：根据所述中空负载旋转台电机的旋转角度、所述激光在空气中和水下的传播斜距以及所述驱动电机转角，计算目标点在激光扫描参考坐标系中的三维坐标； S4：利用全站仪量取所述激光雷达反射镜中心到所述定姿定位系统中心的偏心改正量，将所述目标点在激光扫描参考坐标系中的三维坐标转换到载体坐标系中； S5：根据所述飞行载体的姿态角，将所述目标点在载体坐标系中的三维坐标转换到导航坐标系中； S6：将所述定姿定位系统中心在大地坐标系WGS-84中的三维坐标转换到地心地固坐标系中，并结合所述目标点在所述导航坐标系中的三维坐标，计算目标点在所述地心地固坐标系中的三维坐标； S7：将所述目标点在所述地心地固坐标系中的三维坐标转换到所述大地坐标系中； S3包括： 定义激光扫描坐标系：以所述反射镜中心为坐标原点O，建立所述激光扫描坐标系O-XYZ，Z轴垂直所述飞行载体向上，X轴为入射激光的反方向，Y轴与X轴构成右手空间直角坐标系，入射激光和所述驱动电机转轴位于同一个平面，该平面为XZ面； 定义激光扫描辅助坐标系：将所述激光扫描坐标系以O为中心绕Y轴逆时针旋转45°，建立所述激光扫描辅助坐标系O-X′Y′Z′； 反射镜法线在所述激光扫描辅助坐标系中的方向矢量： ； 根据所述激光扫描坐标系与所述激光扫描辅助坐标系之间的转换关系，得到所述反射镜法线在所述激光扫描坐标系中的方向矢量： ； 所述反射镜法线在XZ面的投影与Z轴的夹角φFx： ； 根据几何关系，反射光线在XZ平面的投影与Z轴的夹角φx： ； 所述反射镜法线在YZ面的投影与Z轴的夹角φFy： ； 根据几何关系，所述反射光线在XY平面的投影与Z轴的夹角φy： ； 根据φx和φy，求得扫描角φ： ； 根据所述扫描角φ，求得所述反射镜中心到激光水面入射点的垂距，其中，d1为所述激光在空气中的传播斜距； 根据几何关系，求得所述激光水面入射点S在所述激光扫描坐标系下的三维坐标： ； 进而求得方位角； 根据斯涅尔定律，求得激光水面折射角，进而求得水深，其中，d2为所述激光在水下的传播斜距； 根据几何关系，求得激光水底入射点F在所述激光扫描坐标系下的三维坐标： ； 定义所述激光扫描参考坐标系：以所述反射镜中心为坐标原点O，建立激光扫描参考坐标系O-X′′Y′′Z′′，Y′′轴为飞行方向，Z′′轴垂直所述飞行载体向上，X′′轴与Y′′Z′′轴构成右手空间直角坐标系； 令中空负载旋转台电机的旋转角度为0°时，所述激光扫描坐标系的Y轴指向飞行方向，即O-XYZ和O-X′′Y′′Z′三轴同向，当空负载旋转台电机顺时针旋转时带动所述激光雷达以反射中心为原点顺时针旋转，即所述激光扫描坐标系以O为中心绕Y轴顺时针旋转； 所述激光扫描参考坐标系与所述激光扫描坐标系之间转换关系： ； 其中，为所述中空负载旋转台电机的旋转角度； 根据所述转换关系，求得中空负载旋转台电机的旋转角度为时，所述激光水面入射点S在所述激光扫描参考坐标系下的三维坐标： ； 所述激光水底入射点F在所述激光扫描坐标系下的三维坐标： 。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人桂林理工大学，其通讯地址为：541004 广西壮族自治区桂林市七星区建干路12号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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