恭喜河海大学王俊玮获国家专利权
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龙图腾网恭喜河海大学申请的专利一种融合DVL的水下视觉-惯性-声学里程计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:CN119756338B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-09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:202510258436.9,技术领域涉及:G01C21/00;该发明授权一种融合DVL的水下视觉-惯性-声学里程计定位方法是由王俊玮;刘志林;黄浩乾;王迪;王冰设计研发完成,并于2025-03-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种融合DVL的水下视觉-惯性-声学里程计定位方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种融合DVL的水下视觉‑惯性‑声学里程计定位方法,属于机器人导航定位技术领域。本发明首先将相机采集到的水下图像、IMU和DVL获取的载体运动数据作为输入信息进行时间对齐和空间坐标系转换;再对图像进行特征点提取构建视觉重投影残差,基于特征点数量和重投影残差动态调整视觉信息的权重占比;基于预积分计算相邻帧间的IMU数据增量构建惯性残差;根据DVL测量得到的速度信息计算图像帧间的位移变化构建DVL残差;基于贝叶斯最大后验估计建立非线性最小二乘优化函数;通过滑动窗口机制在后端融合视觉、惯性和声学测速数据,构建多约束联合优化模型,提高水下环境中视觉‑惯性‑声学里程计系统鲁棒性和准确性。
本发明授权一种融合DVL的水下视觉-惯性-声学里程计定位方法在权利要求书中公布了:1.一种融合DVL的水下视觉-惯性-声学里程计定位方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:S1:将单目相机获取的图像信息、IMU得到的惯性信息以及DVL测量的三维速度信息作为输入信息,对每一帧图像进行特征提取与匹配得到特征点,同时对相邻帧间的惯性信息做IMU预积分,并将DVL测量值关联至时间关系最近的图像帧;S2:根据步骤S1得到的特征点,通过单目相机初始化方法恢复相机无尺度约束的初始位姿,引入步骤S1得到的与图像帧时间关联后的DVL三维速度信息和单目相机初始化方法恢复的无尺度约束的初始位姿对比得到尺度因子和相机关键帧速度的粗略估计值;S3:根据步骤S1得到的特征点、IMU预积分结果和DVL测量的三维速度信息分别构建视觉重投影残差、IMU惯性残差和DVL速度残差,考虑IMU惯性信息和DVL速度信息建立MAP估计问题,最大化后验分布并假定高斯噪声,将MAP估计视为一个优化问题,基于Levenberg-Marquardt非线性最小二乘优化方法求解该优化函数,在步骤S2得到的无尺度约束的初始位姿和相机关键帧速度粗略估计值的基础上恢复准确的系统初始位姿、速度和关键参数,所述关键参数包括重力方向、尺度;S4:根据步骤S1得到的特征点和步骤S3构建的视觉重投影残差,设计一种自适应动态权重因子,与Huber鲁棒核函数共同作用以降低图像质量对位姿估计准确性的影响;S5:在局部优化阶段,基于因子图概率模型和贝叶斯最大后验推断建立非线性目标二次型函数,将DVL速度残差耦合至局部优化因子图中,和重投影残差、惯性残差共同构建后端多传感器联合代价函数,通过最小化代价函数得到姿态和位置的最优估计。
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