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龙图腾网恭喜东南大学申请的专利一种融合前视声呐与ORB-SLAM3的水下SLAM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：CN116380079B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-25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：202310383169.9，技术领域涉及：G01C21/20；该发明授权一种融合前视声呐与ORB-SLAM3的水下SLAM方法是由王立辉;伍韬;许宁徽设计研发完成，并于2023-04-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种融合前视声呐与ORB-SLAM3的水下SLAM方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种融合前视声呐与ORB‑SLAM3的水下SLAM方法，步骤包括：1、获取前视声呐、双目相机以及惯性测量单元（IMU）的量测；2、对声呐图像进行特征跟踪，通过最小化重投影误差得到声呐的相对位姿估计；3、通过ORB‑SLAM3得到相机的位姿估计；4、构建因子图，在视觉跟踪有效时，将3中视觉里程计的位姿估计值作为先验因子，对IMU预积分作为位姿约束因子，将2中声呐相对位姿估计作为约束因子，求解因子图，更新载体位姿估计；5、当视觉跟踪成功，因子图的输出将跟随视觉里程计；如果视觉跟踪丢失，因子图中的声呐和IMU因子继续起作用，系统在到达可跟踪区域后立即初始化新地图，使用4中位姿估计作为地图初始值来连接两个地图，有利于扩大系统的使用范围。

本发明授权一种融合前视声呐与ORB-SLAM3的水下SLAM方法在权利要求书中公布了：1.一种融合前视声呐与ORB-SLAM3的水下SLAM方法，其特征在于，具体步骤如下：1对IMU测量值进行预积分，使用IMU预积分来获得两个相机帧之间的相对位姿；2对声呐图像进行AKAZE特征提取，通过计算描述子汉明距离以对相邻两帧声呐图像进行特征匹配；步骤2具体如下：由于声呐成像过程中丢失了路标的倾角，通过在区域Φ＝{φmin,φmin+Δφ,...,φmax-Δφ,φmax}中搜索确定倾角，其中范围Φ由声呐的最大垂直孔径决定，Δφ是一个常数设计参数，决定了搜索空间的分辨率，从而在性能和精度之间进行权衡，且声呐的最佳仰角为： 其中π·表示笛卡尔坐标中的点到极坐标的转换，C·是从球坐标到笛卡尔坐标的映射，表示从前一帧声呐参考系A变换到后一帧声呐参考系B下的坐标变换，由IMU预积分确定的初始值，Bzi表示声呐，对每个地标都执行此过程，建立一组最佳仰角φ*作为声呐BA的观察模型；使用视觉声呐路标的数据关联来剔除，以声呐路标估计值为中心建立椭圆形关联门，椭圆门是由残差矢量和范数来表示的，设G为椭圆门的门限值，S为信息向量的协方差矩阵，如果信息矢量的范数满足下式，则观测位于关联门之内： 当视觉检测到物体时，对声呐和视觉路标进行数据关联，如果没有视觉路标位于关联门内，换言之声呐路标附近不存在视觉路标，就认为声呐的解无效；如果两个声呐路标都能关联到视觉路标，取位于上方的路标点，因为前视声呐成像时，上方的路标点会覆盖下方的路标点；在确定路标位置后，以声呐特征重投影误差为代价函数，通过BA优化求解得到声呐的相对位姿估计值；3构建因子图，在视觉跟踪有效时，将1中载体位姿估计值作为位姿先验因子，通过比较匹配特征点个数与设定阈值判断视觉跟踪是否有效；4如果视觉跟踪丢失，让系统在到达可跟踪区域后立即初始化新地图，使用步骤3中计算的载体位姿作为子地图初始值来链接两个子地图，利用DBoW2进行闭环检测，提取每个新的视觉关键帧的词袋向量并将它们与之前提取的描述符进行匹配，如果检测到闭环，则将新地图与之前的子地图进行合并。

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