恭喜華南農(nóng)業(yè)大學(xué)楊文武獲國(guó)家專利權(quán)
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龍圖騰網(wǎng)恭喜華南農(nóng)業(yè)大學(xué)申請(qǐng)的專利一種用于農(nóng)田建圖的定位系統(tǒng)獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán),本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予,授權(quán)公告號(hào)為:CN115060266B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-20發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉:該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為:202210593515.1,技術(shù)領(lǐng)域涉及:G01C21/20;該發(fā)明授權(quán)一種用于農(nóng)田建圖的定位系統(tǒng)是由楊文武;鐘勇;龔從權(quán);羅熙霖;陸鍵欣;劉清海;鐘順;楊連正設(shè)計(jì)研發(fā)完成,并于2022-05-27向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。
本一種用于農(nóng)田建圖的定位系統(tǒng)在說明書摘要公布了:本發(fā)明公開了一種用于農(nóng)田建圖的定位系統(tǒng),包括底盤、控制組件、激光調(diào)整裝置、激光發(fā)射與接收裝置和激光信號(hào)反饋裝置;所述定位系統(tǒng)進(jìn)行定位時(shí)包括以下步驟:S1:?jiǎn)?dòng)工作,操作人員給控制組件發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令和預(yù)定路徑,控制組件驅(qū)動(dòng)底盤在農(nóng)田內(nèi)行走,并啟動(dòng)激光發(fā)射與接收裝置、激光調(diào)整裝置;S2:所述激光調(diào)整裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)激光發(fā)射與接收裝置的高度,使激光發(fā)射與接收裝置的激光發(fā)射中心線始終與激光信號(hào)反饋裝置的中心線齊平;S3:利用卡爾曼濾波KEF算法,計(jì)算底盤當(dāng)前狀態(tài)空間中的觀測(cè)模型建圖的位姿和協(xié)方差矩陣Q,以更新狀態(tài)空間,從而獲得當(dāng)前底盤所處的位姿建立農(nóng)田的二維地圖。
本發(fā)明授權(quán)一種用于農(nóng)田建圖的定位系統(tǒng)在權(quán)利要求書中公布了:1.一種用于農(nóng)田建圖的定位系統(tǒng),其特征在于,包括底盤、控制組件、激光調(diào)整裝置、激光發(fā)射與接收裝置和激光信號(hào)反饋裝置;所述底盤用于對(duì)整個(gè)定位系統(tǒng)提供支撐和動(dòng)力;所述控制組件設(shè)置于底盤內(nèi),用于對(duì)整個(gè)定位系統(tǒng)進(jìn)行控制以及信息交互;所述激光調(diào)整裝置設(shè)置于底盤上方,且與控制組件電連接,用于與控制組件進(jìn)行信息交互;所述激光發(fā)射與接收裝置設(shè)置于激光調(diào)整裝置的上方,用于發(fā)射或接收激光,并與所述激光調(diào)整裝置電連接,以通過所述激光調(diào)整裝置調(diào)節(jié)上下位移;所述激光信號(hào)反饋裝置包括若干,且設(shè)置于所需建圖的農(nóng)田邊界處,用于向激光發(fā)射與接收裝置反饋激光,以提示激光發(fā)射與接收裝置發(fā)出的激光高度;所述定位系統(tǒng)進(jìn)行定位時(shí)包括以下步驟:S1:?jiǎn)?dòng)工作,操作人員遙控控制底盤,給控制組件發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令,控制組件驅(qū)動(dòng)底盤在農(nóng)田內(nèi)行走,并啟動(dòng)激光發(fā)射與接收裝置、激光調(diào)整裝置;S2:所述激光調(diào)整裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)激光發(fā)射與接收裝置的高度,使激光發(fā)射與接收裝置的激光發(fā)射中心線始終與激光信號(hào)反饋裝置的中心線齊平;S3:利用卡爾曼濾波KEF算法,計(jì)算底盤當(dāng)前建圖的位姿和協(xié)方差矩陣Q,以建立農(nóng)田的二維地圖;步驟S3中,計(jì)算底盤當(dāng)前建圖的位姿和協(xié)方差矩陣Q的具體計(jì)算步驟為:S31:獲取底盤初始的狀態(tài)空間參數(shù),并計(jì)算t時(shí)刻底盤的協(xié)方差預(yù)測(cè)方程,包括:以底盤為中心建立坐標(biāo)系,設(shè)定底盤當(dāng)前的位姿為x,y,θ;其中,x為底盤在x軸的坐標(biāo),y為底盤在y軸的坐標(biāo),θ為底盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度;設(shè)定當(dāng)前的狀態(tài)空間中有N個(gè)反光柱,并設(shè)定、指第N個(gè)反光柱的x、y坐標(biāo);其中,N0,此時(shí),N個(gè)反光柱相對(duì)于底盤當(dāng)前位姿的狀態(tài)空間坐標(biāo)集合X為: ;設(shè)定底盤初始的位姿為;則第t時(shí)刻,底盤的位姿為;設(shè)定盤輪速計(jì)的線速度和角速度均服從均值為0的高斯分布,根據(jù)協(xié)方差的計(jì)算公式: ,可得初始時(shí)刻,底盤輪速計(jì)控制的協(xié)方差為: ;其中,設(shè)定的初始值為1;而在第t時(shí)刻,底盤輪速計(jì)控制的協(xié)方差為: ;計(jì)算后得狀態(tài)量在t時(shí)刻的協(xié)方差預(yù)測(cè)方程為: ;其中,; 是運(yùn)動(dòng)模型關(guān)于控制輪速計(jì)線速度和角速度的雅可比矩陣; ;S32:編寫觀測(cè)模型,并計(jì)算觀測(cè)對(duì)狀態(tài)空間總的雅克比矩陣,包括:設(shè)定當(dāng)前激光發(fā)射與接收裝置檢測(cè)到的農(nóng)田上有K組激光信號(hào)反饋裝置,并設(shè)定K組激光信號(hào)反饋裝置的坐標(biāo)信息分別為[];通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián),判斷關(guān)聯(lián)性:其中,當(dāng)利用狀態(tài)空間的激光信號(hào)反饋裝置的坐標(biāo)能夠位移和旋轉(zhuǎn)得到的當(dāng)前激光發(fā)射與接收裝置中的激光信號(hào)反饋裝置的坐標(biāo),則說明有關(guān)聯(lián);否則為無關(guān)聯(lián);設(shè)定狀態(tài)空間中找到對(duì)應(yīng)有關(guān)聯(lián)的激光信號(hào)反饋裝置為組;在狀態(tài)空間無法關(guān)聯(lián)的激光信號(hào)反饋裝置有組;其中,;則觀測(cè)模型的方程可寫為: 其中,表示通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián),匹配上狀態(tài)空間內(nèi)的激光信號(hào)反饋裝置坐標(biāo);其中,設(shè)定觀測(cè)的第i組激光信號(hào)反饋裝置和狀態(tài)空間的第j組激光信號(hào)反饋裝置匹配上,該激光信號(hào)反饋裝置對(duì)應(yīng)的子雅克比矩陣為: 通過轉(zhuǎn)換得觀測(cè)對(duì)狀態(tài)空間總的雅克比矩陣為: ;S33:計(jì)算增益并更新協(xié)方差和狀態(tài)空間。
如需購(gòu)買、轉(zhuǎn)讓、實(shí)施、許可或投資類似專利技術(shù),可聯(lián)系本專利的申請(qǐng)人或?qū)@麢?quán)人華南農(nóng)業(yè)大學(xué),其通訊地址為:510530 廣東省廣州市天河區(qū)五山路483號(hào);或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服,聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。
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