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龙图腾网获悉华南理工大学申请的专利基于光纤形状传感器的跨介质有线机器人位姿估计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：CN121409260B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-03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：202512026417.6，技术领域涉及：G01C21/20；该发明授权基于光纤形状传感器的跨介质有线机器人位姿估计方法是由丛杨;黄柏皓;任宇;张杨设计研发完成，并于2025-12-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于光纤形状传感器的跨介质有线机器人位姿估计方法在说明书摘要公布了：本发明公开基于光纤形状传感器的跨介质有线机器人位姿估计方法。所述方法包括：在跨介质有线机器人内设两个不共线的支撑体，支撑体的外壁上设有螺线管，光纤形状传感器沿着螺线管的延伸方向穿入内部，且光纤形状传感器的其余部分与其他线缆捆扎形成线缆束延伸至主控设备；重建光纤形状传感器的三维形状，得到表征其形状的测量点云；基于重建的形状计算曲率分布，根据索引值与曲率对测量点云进行分段，提取位于螺线管内的测量点云的中心轴线方向向量，作为其初始位姿；将该区段点云精确配准至螺线管的几何模型，计算六自由度精确位姿，获得机器人在世界坐标系中的位姿。本发明能实现高精度、强抗干扰能力的跨介质有线控制机器人的位姿估计。

本发明授权基于光纤形状传感器的跨介质有线机器人位姿估计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于光纤形状传感器的跨介质有线机器人位姿估计方法，其特征在于，包括以下步骤： 在跨介质有线机器人内部设置有两个不共线的支撑体，两个支撑体的外壁上同轴缠绕有螺线管，光纤形状传感器沿着螺线管的延伸方向穿入螺线管内部，且光纤形状传感器的其余部分与其他线缆捆扎形成线缆束延伸至主控设备； 实时采集光纤形状传感器的应变分布数据，重建光纤形状传感器的三维空间形状，得到光纤形状传感器的三维空间形状的测量点云，并得到对应采样点的曲率；重建光纤形状传感器的三维空间形状的步骤包括： 构建由根侧向纤芯以圆周对称分布包围一根中心纤芯的多芯光纤传感结构；其中，侧向纤芯用于测量轴向应变分布，中心纤芯用于实时监测温度变化并补偿热漂移误差；沿多芯光纤传感结构轴向等间距设置个采样点； 采用光频域反射技术，对多芯光纤的中心纤芯与侧向纤芯进行光学测量，通过扫频激光干涉与频域解调，获取各纤芯沿长度方向各采样点处的瑞利散射光谱特征并基于光谱漂移量计算得到相应采样点的第根纤芯的波长偏移量，其中=1、2、3…，前根是侧向纤芯，第根为中心纤芯； 建立各纤芯的波长偏移量与物理量的线性关系模型，计算采样点的第根纤芯的应变值，利用中心纤芯的波长偏移量计算温度变化量，消除侧向纤芯应变测量中的温度干扰，获得应变值； 对于第采样点，根据同一截面内根侧向纤芯的应变值，结合侧向纤芯的圆周半径、第根侧向纤芯与轴的正向夹角、轴方向向量、轴方向向量，计算曲率和弯曲方向角； 建立微分几何模型，以光纤形状传感器根部为初始点，根据各采样点的曲率、弯曲方向角及采样步长，迭代求解下一采样点位置; 根据测量点云的曲率与索引值，对测量点云进行分段，识别出位于螺线管内部的测量点云区段，以主成分分析方法计算中心轴线方向向量，正交化后获得螺线管的初步位姿估计； 以所述初步位姿估计为迭代优化起点，通过优化计算将测量点云配准至螺线管模型，优化求解出螺线管的六自由度位姿，从而获得机器人在世界坐标系中的位姿。

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