东南大学王立辉获国家专利权
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龙图腾网获悉东南大学申请的专利一种用于无人机智能避障的增量式三维构图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:CN115908737B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-17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:202211696658.1,技术领域涉及:G06T17/05;该发明授权一种用于无人机智能避障的增量式三维构图方法是由王立辉;李勇设计研发完成,并于2022-12-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于无人机智能避障的增量式三维构图方法在说明书摘要公布了:一种用于无人机智能避障的增量式三维构图方法,1、建立三维滑动栅格地图模型;2、预处理里程计和深度信息,获得里程计,获得深度信息,将里程计和深度时间对齐,再对深度进行降采样和坐标变换,将载体坐标系下的深度信息转换成世界坐标系的点云;3、构建占据栅格地图,将测量到的占据信息融合至占据栅格地图中;4、使用广度优先搜索算法BFS膨胀地图,在每次占据栅格地图更新中,使用lower数组记录占据栅格地图中栅格状态由自由变成占据的索引,使用raise数组记录占据栅格地图中栅格状态由占据变成自由的索引。该方法克服了大范围大尺寸地图膨胀耗时大的问题,适用于无人机自主避障的三维建图,提高三维建图效率,进而提高避障成功率。
本发明授权一种用于无人机智能避障的增量式三维构图方法在权利要求书中公布了:1.一种用于无人机智能避障的增量式三维构图方法,包括以下步骤,其特征在于: 1建立三维滑动栅格地图模型,用数组存储地图信息; 利用地图原点的移动,实现滑动栅格地图,空间中某点的信息和数组索引的映射关系如公式所示: ; 其中,表示地图的原点,该原点随着无人机移动而移动,表示地图分辨率; 然后,根据数组在计算机中实现方式,获得对应索引,访问方式如公式所示: ; 其中,表示数组的索引,表示地图的边长; 2预处理里程计和深度信息; 获取深度图,记作,将里程计和深度时间对齐,再对深度进行降采样和坐标变换,将载体坐标系下的深度信息转换成世界坐标系的点云: ; 其中,表示深度相机的内参矩阵,表示深度图的索引,里程计表示载体坐标系到世界坐标系的坐标映射关系; 3构建占据栅格地图; 对地图的观测过程具有马尔可夫性并且体素之间测量相互独立,通过光线投射遍历整幅深度图,将射线沿途的体素的占据概率降低,将最终击中的体素的占据概率提高,其中,贝叶斯滤波更新体素占据概率: ; 其中,表示t时刻观测到的深度图,表示t时刻无人机的位姿;和表示t和t-1时刻的占据栅格地图置信度;表示地图的初始置信度;是测量模型,表示t时刻的深度测量引起的地图概率变化值; 使用对数概率重写上式: ; 考虑工作环境中物体的动态特性,对上式中添加最大和最小约束, ; 地图的先验概率设为0.5,即,表示整幅地图尚未被探测到,测量模型为观测到栅格后的对数更新概率; 4使用BFS算法膨胀地图,在每次占据栅格地图更新中,使用lower数组记录占据栅格地图中栅格状态由自由变成占据的索引,使用raise数组记录占据栅格地图中栅格状态由占据变成自由的索引,最后,使用BFS算法,分别遍历lower和raise数组元素附近的区域,分别设置碰撞状态,实现增量式膨胀地图更新。
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