西北工业大学张通获国家专利权
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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种结合先验特征地图的多源融合持续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:CN121761881B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-08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:202610244299.8,技术领域涉及:G01C21/16;该发明授权一种结合先验特征地图的多源融合持续定位方法是由张通;周碧泽;高恒;杨韬设计研发完成,并于2026-03-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种结合先验特征地图的多源融合持续定位方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种结合先验特征地图的多源融合持续定位方法,针对现有视觉‑惯性里程计在GNSS拒止环境下易产生累积误差的问题,本发明基于开源算法构建包含关键帧位姿、特征点描述子及3D坐标的先验特征地图;采用轨迹位移差值对齐策略完成视觉‑惯性系统与GNSS联合初始化,并使用ESIKF替代EKF提升融合精度;通过单帧几何约束累积‑批处理流形对齐策略实现局部坐标系与地图坐标系稳健对齐;基于反向PnP利用当前3D点云与历史2D观测约束解算相对位姿,将地图匹配结果作为观测与GNSS融合或替代GNSS观测,利用ESIKF松耦合消除累积误差,实现GNSS失效场景下的持续高精度定位。
本发明授权一种结合先验特征地图的多源融合持续定位方法在权利要求书中公布了:1.一种结合先验特征地图的多源融合持续定位方法,其特征在于,包括: 基于全局定位算法对目标区域进行扫描,构建包含关键帧基础信息和特征点信息的序列化先验特征地图; 通过位移差值对齐策略进行视觉-惯性系统定位轨迹与GNSS系统定位轨迹的联合初始化,得到第一变换矩阵,并通过VIO算法进行状态估计,并基于ESIKF算法进行局部位姿与GNSS观测融合,得到视觉惯性里程计VIO的定位结果在全局坐标系ENU下修正后的位姿状态,其中,VIO算法为非线性优化算法; 采用单帧几何约束累积-批处理流形对齐策略和VIO算法,将先验特征地图的关键帧基础信息和特征点信息转换至全局坐标系下;当检测到当前帧与地图关键帧存在共视关系时,利用成对的共视帧的特征点信息中的当前局部3D空间点云与地图历史2D观测建立约束,并通过反向PnP算法求解当前帧相对于地图参考相机坐标系的当前位姿状态; 基于当前位姿状态反算出对应的当前时刻的经纬度,将经纬度与当前时刻的GNSS系统定位轨迹进行滤波融合得到新的GNSS系统定位轨迹,或者在GNSS系统失效时作为GNSS虚拟观测,采用ESIKF算法联合VIO算法进行定位结果的融合,以实现持续定位;所述位移差值对齐策略包括基于给定时间对齐的轨迹点对序列,计算相邻时刻的位移差分构建观测向量,得到对齐视觉-惯性系统定位轨迹和GNSS系统定位轨迹在各自相邻时刻的位移差值; 所述通过位移差值对齐策略进行视觉-惯性系统定位轨迹与GNSS系统定位轨迹的联合初始化,得到第一变换矩阵,包括: 基于各自相邻时刻的位移差值确定相对位移的刚体旋转约束表达式; 基于刚体旋转约束表达式构建非线性最小二乘问题; 采用列文伯格-马夸尔特方法求解最小二乘问题,得到最优旋转矩阵,并利用最新的可靠GNSS观测恢复平移向量; 基于恢复平移向量得到从视觉-惯性系统局部坐标系到全局坐标系ENU的第一变换矩阵。
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