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龙图腾网获悉中国矿业大学申请的专利一种用于煤矿救援机器人的改进激光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：CN116412810B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12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：202310250935.4，技术领域涉及：G01C21/00；该发明授权一种用于煤矿救援机器人的改进激光SLAM方法是由杨春雨;张延庆;毕胜本;张鑫;董绍洲;叶红梅;周林娜设计研发完成，并于2023-03-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于煤矿救援机器人的改进激光SLAM方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种用于煤矿救援机器人的改进激光SLAM方法，包括：使用煤矿救援机器人传感器模块获取井下救援环境点云数据；完成当前帧点云的降采样；进行帧间配准和配准优化；对前端里程计模块的位姿估计累积误差进行消除，实现全局一致的机器人位姿估计以及精准建图。本发明方法只使用单一激光雷达传感器进行井下救援环境感知，避免使用IMU等多传感器在井下颠簸环境带来的数据失准问题，使用自适应滤波方法保持相对稳定的待匹配点数量和改进回环检测方法提高回环检测正确率以及校正前端里程计位姿。本发明能够使救援机器人在对里程计具有挑战性的井下救援环境下实现高精度的定位与建图。

本发明授权一种用于煤矿救援机器人的改进激光SLAM方法在权利要求书中公布了：1.一种用于煤矿救援机器人的改进激光SLAM方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤S1：获取井下救援环境点云数据； 步骤S2：完成当前帧点云的降采样；步骤S2中，在煤矿救援机器人上安置点云预处理模块，根据井下巷道狭窄程度自适应调整体素滤波分辨率大小完成当前帧点云的降采样； 步骤S3：进行帧间配准和配准优化； 步骤S4：对前端里程计模块的位姿估计累积误差进行消除，实现全局一致的机器人位姿估计以及精准建图； 步骤S4中，在煤矿救援机器人上安置回环检测优化模块，使用融合关键帧位姿与ScanContext描述符的回环检测方法，对前端里程计模块的位姿估计累积误差进行消除，包括以下步骤： 步骤S41、根据以下公式，得到当前位姿WTi与上一帧关键帧位姿的位姿变化量ΔWTik，当ΔWTik超过一定阈值时，则当前帧为关键帧： 步骤S42、若当前帧满足关键帧条件，则提取当前帧的ScanContext描述符Iq，根据以下公式，选取描述符库中距离机器人当前位置WTi最近的一定数量的其他关键帧的ScanContext描述子进行相似度评价，若Iq与历史帧描述符Ic满足回环条件，即DIq,Ic小于一定阈值； 其中，ns表示对当前帧点云的沿周向将方向角划分的区域数，表示当前帧描述符的其中一列，表示历史帧描述符的其中一列，||Δt||表示两帧位姿差ΔWTij平移部分模长； 步骤S43、若Iq与Ic满足回环条件，则对当前帧以及与其满足回环条件的历史帧使用ICP配准方法进行帧间配准得到相对位姿初值，然后对当前帧以及历史帧附近的部分历史帧组成的子地图进行配准优化对相对位姿初值进行优化； 步骤S44、若Iq与Ic满足回环条件，采用配准后对应点云距离平方和作为评定结果，若计算结果小于一定阈值，则配准结果满足约束，得到回环因子ΔWTij，即两帧之间的变换矩阵，连接i节点和j节点； 步骤S45、若当前帧满足关键帧条件，根据以下公式，将当前关键帧ki和上一帧关键帧ki-1相对位姿作为前端里程计因子连接两个相邻节点： 步骤S46、若当前帧满足关键帧条件，执行因子图优化并更新当前关键帧位姿得到全局一致的位姿估计，并输出对齐之后的当前帧点云。

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