恭喜华南农业大学杨文武获国家专利权
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龙图腾网恭喜华南农业大学申请的专利一种用于农田建图的定位系统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:CN115060266B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-20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:202210593515.1,技术领域涉及:G01C21/20;该发明授权一种用于农田建图的定位系统是由杨文武;钟勇;龚从权;罗熙霖;陆键欣;刘清海;钟顺;杨连正设计研发完成,并于2022-05-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于农田建图的定位系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种用于农田建图的定位系统,包括底盘、控制组件、激光调整装置、激光发射与接收装置和激光信号反馈装置;所述定位系统进行定位时包括以下步骤:S1:启动工作,操作人员给控制组件发送运动指令和预定路径,控制组件驱动底盘在农田内行走,并启动激光发射与接收装置、激光调整装置;S2:所述激光调整装置自动调节激光发射与接收装置的高度,使激光发射与接收装置的激光发射中心线始终与激光信号反馈装置的中心线齐平;S3:利用卡尔曼滤波KEF算法,计算底盘当前状态空间中的观测模型建图的位姿和协方差矩阵Q,以更新状态空间,从而获得当前底盘所处的位姿建立农田的二维地图。
本发明授权一种用于农田建图的定位系统在权利要求书中公布了:1.一种用于农田建图的定位系统,其特征在于,包括底盘、控制组件、激光调整装置、激光发射与接收装置和激光信号反馈装置;所述底盘用于对整个定位系统提供支撑和动力;所述控制组件设置于底盘内,用于对整个定位系统进行控制以及信息交互;所述激光调整装置设置于底盘上方,且与控制组件电连接,用于与控制组件进行信息交互;所述激光发射与接收装置设置于激光调整装置的上方,用于发射或接收激光,并与所述激光调整装置电连接,以通过所述激光调整装置调节上下位移;所述激光信号反馈装置包括若干,且设置于所需建图的农田边界处,用于向激光发射与接收装置反馈激光,以提示激光发射与接收装置发出的激光高度;所述定位系统进行定位时包括以下步骤:S1:启动工作,操作人员遥控控制底盘,给控制组件发送运动指令,控制组件驱动底盘在农田内行走,并启动激光发射与接收装置、激光调整装置;S2:所述激光调整装置自动调节激光发射与接收装置的高度,使激光发射与接收装置的激光发射中心线始终与激光信号反馈装置的中心线齐平;S3:利用卡尔曼滤波KEF算法,计算底盘当前建图的位姿和协方差矩阵Q,以建立农田的二维地图;步骤S3中,计算底盘当前建图的位姿和协方差矩阵Q的具体计算步骤为:S31:获取底盘初始的状态空间参数,并计算t时刻底盘的协方差预测方程,包括:以底盘为中心建立坐标系,设定底盘当前的位姿为x,y,θ;其中,x为底盘在x轴的坐标,y为底盘在y轴的坐标,θ为底盘的转动角度;设定当前的状态空间中有N个反光柱,并设定、指第N个反光柱的x、y坐标;其中,N0,此时,N个反光柱相对于底盘当前位姿的状态空间坐标集合X为: ;设定底盘初始的位姿为;则第t时刻,底盘的位姿为;设定盘轮速计的线速度和角速度均服从均值为0的高斯分布,根据协方差的计算公式: ,可得初始时刻,底盘轮速计控制的协方差为: ;其中,设定的初始值为1;而在第t时刻,底盘轮速计控制的协方差为: ;计算后得状态量在t时刻的协方差预测方程为: ;其中,; 是运动模型关于控制轮速计线速度和角速度的雅可比矩阵; ;S32:编写观测模型,并计算观测对状态空间总的雅克比矩阵,包括:设定当前激光发射与接收装置检测到的农田上有K组激光信号反馈装置,并设定K组激光信号反馈装置的坐标信息分别为[];通过数据关联,判断关联性:其中,当利用状态空间的激光信号反馈装置的坐标能够位移和旋转得到的当前激光发射与接收装置中的激光信号反馈装置的坐标,则说明有关联;否则为无关联;设定状态空间中找到对应有关联的激光信号反馈装置为组;在状态空间无法关联的激光信号反馈装置有组;其中,;则观测模型的方程可写为: 其中,表示通过数据关联,匹配上状态空间内的激光信号反馈装置坐标;其中,设定观测的第i组激光信号反馈装置和状态空间的第j组激光信号反馈装置匹配上,该激光信号反馈装置对应的子雅克比矩阵为: 通过转换得观测对状态空间总的雅克比矩阵为: ;S33:计算增益并更新协方差和状态空间。
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