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龙图腾网获悉北京克莱明科技有限公司申请的专利一种基于RTK的高空作业车定位定姿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：CN116852394B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25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：202310985005.3，技术领域涉及：B25J11/00；该发明授权一种基于RTK的高空作业车定位定姿方法是由高艳龙;高玉涛;黄世龙;胡永强设计研发完成，并于2023-08-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于RTK的高空作业车定位定姿方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于RTK的高空作业车定位定姿方法。本发明根据高空作业车的工作环境及工作要求，提供了一种确定高空作业车机械臂的基座在厂房中的位置和姿态的方法。结合需要喷涂的厂房的3D模型建立厂房坐标系，明确需要喷涂的钢结构部件的位置坐标，根据已知坐标确定喷涂机械臂末端的移动路径，从而便于高空作业车自动化喷涂作业，能够实时对作业车进行定位定姿，保证了喷涂作业效率，同时，定位定姿误差小，可以保证喷涂作业全覆盖，不会遗漏喷涂面。

本发明授权一种基于RTK的高空作业车定位定姿方法在权利要求书中公布了：1.一种基于RTK的高空作业车定位定姿方法，其特征在于，包括步骤如下： 步骤一、将RTK的测量值转换为厂房直角坐标 步骤1、将大地测量坐标转换为地心地固直角坐标 在WGS-84坐标系统中使用以下大地测量常数来计算直角坐标，地球的长半轴a＝6378137米，地球的偏心率平方通过下面的公式将纬度，经度和高程转换为地心地固直角坐标系X，Y，Z 步骤2、确定地心地固坐标系和厂房坐标系间的刚性变换 由于地心地固坐标系与厂房坐标系均为直角坐标系，且长度单位均为米，因此两个坐标系间存在确定的刚性变换R，t使得pA＝R·EpA+t，其中pA为点A在厂房坐标系中的坐标，EpA为点A在地心地固坐标系中的坐标，R∈SO3为旋转矩阵，为平移向量； 为确定刚性变换的参数R，t，在厂房中选取若干固定的点q1，q2，...，qn，在每个点利用RTK测量出该点在地心地固坐标系中的坐标p1，p2，...，pn，则参数R，t的选取应满足误差距离的平方和最小 满足上述条件的参数可以通过以下步骤求解： 1、计算两组点集的质心 2、计算两组中心化的向量 3、计算3×3协方差矩阵S＝XYT，其中X＝[x1…xn]，Y＝[y1…yn] 4、计算S的奇异值分解S＝U∑VT，则最优旋转矩阵为 5、最优平移向量为 完成将RTK的测量值直接变换到厂房坐标系下，从而后面部分都假定RTK直接输出厂房坐标系下的x，y，z坐标； 步骤二、确定高空作业车在厂房坐标系中的位置和姿态 在车底盘上安装两个RTK测量点，利用两个RTK测量点确定高空作业车的位置和姿态，方法如下： 假设两个RTK在高空作业车中的安装位置分别为CpA和cpB已知 同时根据RTK的测量值可以知道两点在厂房中的位置pA和pB 根据这两对测量点确定高空作业车在厂房中的位置pC和姿态RC； 首先有以下关系 pA＝RC·CpA+pC1 pB＝RC·CpB+pC2 如果车底盘与地面平行，即高空作业车的z轴与厂房的z轴一致，则旋转矩阵RC的列向量可以表示为：RC＝[r1r2e3] 由列向量的正交性可得r1，e3＝r2，e3＝0，从而 由1，2式相减得到：pB-pA＝RC·CpB-CpA 写成坐标的形式： 只考虑前两项得到： 方程左边的矩阵是一个2D旋转矩阵，因此可以写为： 从而得到形式如下的方程组： C1cosθ+C2sinθ+C3＝0 C1cosθ-C2sinθ+C4＝0 有唯一解θ＝arctan2-C1C4-C2C3，C2C4-C1C3； 计算高空作业车的姿态后，将1，2式相加得到高空作业车的位置 如果车底盘与地面不平行，为确定高空作业车的准确位姿不能假设车的z轴方向与厂房的z轴方向一致，在车底盘上安装倾角传感器，结合RTK测量点的坐标来确定高空作业车的精确位姿； 假设倾角传感器在x，y轴方向的读数分别为αx，αy，因此重力方向上的单位向量在高空作业车坐标系中可以表示为： 而重力方向上的单位向量在厂房坐标系中的坐标为： 因此，假设高空作业车在厂房中的位置为pC和姿态为RC，结合两个RTK在高空作业车中的安装位置CpA和CpB，和在厂房中测量位置pA和pB，一共得到三组对应关系： pg＝RC·Cpg+pC1 pA＝RC·CpA+pC2 pB＝RC·CpB+pC3 2，3与1相减得到 pA-pg＝RC·CpA-cpg pB-pg＝RC·CpB-Cpg 记及将单位正交化： 从而得到单位正交向量对做同样的线性组合得到： 因此 由于RC是旋转矩阵，因此同样是单位正交向量，这样便得到： 从而 计算高空作业车的姿态后，将1，2，3式相加得到高空作业车的位置： 步骤三、确定大臂末端平台在厂房坐标系中的位置和姿态 使用标准D-H参数对大臂运动学建模如下： 末端平台在高空作业车中的位姿由三个关节值θ1，θ2，d3唯一确定，其余参数ai，di由实际测量大臂的尺寸得到； 现根据末端平台RTK的测量值计算出三个关节值θ1，θ2，d3；假设末端平台RTK在厂房坐标系中测量的点为pP，高空作业车在厂房中的位姿用4×4齐次矩阵表示如下： 则可以计算出末端平台RTK在高空作业车中的位置坐标： 根据大臂的D-H参数可以知道各个连杆间的变换矩阵： 从而末端平台相对高空作业车基坐标系的变换矩阵为：T＝A1A2A3A4 假设RTK在末端平台安装位置固定且坐标为[x4y4z4]T，前面计算出RTK在高空作业车基坐标系中的坐标为CpP＝[x0y0z0]T，那么有： 上述等式等价于： 计算变换A1，A2的逆如下： 等号左手边式子为： 等号右边的式子为： 首先，第二个等式形如C1cosθ1+C2sinθ1+C3＝0方程，可以求解出θ1的值，将θ1的值代入第一个等式得到形如C4cosθ2+C5sinθ2+C6＝0方程，从而可以求解出θ2的值，最后根据第三个等式求出d3的值； 根据RTK的测量值可以求出大臂的三个关节值，从而计算末端平台相对于高空作业车的位姿，再利用前面计算的高空作业车相对厂房的位姿可以求出末端平台在厂房中的位姿。

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