近日，杭州旗晟智能科技有限公司申請的發明專利“基于多分辨率哈希地圖的連續時間位姿估計方法”成功獲得國家知識產權局授權。這項技術突破解決了在復雜動態環境下如何實現高精度、低延遲3D激光SLAM的難題，特別是在僅使用LiDAR數據且位姿估算難度較大的情況，成功提高了巡檢機器人及其他運動底盤的地圖管理能力，并在工程落地應用中發揮了關鍵作用。

一、技術方案亮點

該方案創新性地采用“連續時間建模 +多分辨率哈希地圖結構”策略，在不犧牲精度的前提下，大幅提升了位姿估計的魯棒性和效率。核心流程包含以下四個步驟：

Step 1：激光數據采集與預處理

系統實時獲取當前時刻的激光雷達數據，并按時間戳將整幀點云數據拆分為小塊子幀；每一個子幀數據被精確地映射到全局坐標系中，為構建多分辨率地圖和構建數據關聯提供統一參考。

Step 2：構建多源殘差與連續時間優化

· 在全局坐標系下，使用當前幀點云在多分辨率哈希地圖中建立點-面殘差（Point-to-Plane Residual），增強幾何約束。

· 基于連續時間模型，引入：

o 位姿一致性殘差（與上一幀相比）

o 速度一致性殘差（考慮時間連續性）

· 將上述多源信息聯合建模為一個優化問題，使用非線性優化方法（如ceres）高效求解每一幀數據的精確位姿。

Step 3：多分辨率哈希地圖更新與維護

· 基于估計的每幀數據的位姿，實時更新地圖。

· 采用多分辨率哈希結構進行地圖組織，使得地圖既精細局部建圖，又快速全局訪問。

· 同時，系統會移除視野外區域的數據塊，實現地圖的“按需加載與卸載”，顯著降低系統內存占用與I/O負擔。

二、 技術優勢總結

實施該方案后，巡檢機器人將具備高實時性、高精度和輕量化的地圖管理能力，運行穩定性和可靠性得到顯著提升，該方案的技術優勢如下：

? 連續時間建模：精細建模雷達運動軌跡，顯著提升非同步數據處理精度

? 多分辨率哈希地圖：兼顧空曠空間與狹窄區域的精細地圖表示，室內外場景精度一致性高

? 點-面殘差 + 運動一致性殘差：魯棒優化，減少漂移

? 動態數據卸載機制：保證長時間運行的資源可控性

? 純激光方案：無依賴IMU或GPS，適用于定位受限環境

三、技術應用實踐

該專利技術目前已部署于旗晟智能全系巡檢機器人產品，助力巡檢機器人導航、室內外建圖等關鍵環節，并在多個項目場景中驗證：

1) 旗晟自研的A2系列輪式巡檢機器人：憑借該技術實現在甘肅某煤礦的配電室、35KV變壓器室等四個場景的無人化自主定位巡檢，對現場全區域進行實時視頻監控、溫度監測、噪聲監測、氣體監測，并對數字表計、信號燈、開關旋鈕等進行AI檢測，精準發現潛在問題，大幅提升巡檢效率與準確性。

2) 旗晟自研的A4系列機械臂輪式復合型巡檢機器人，通過激光SLAM技術的應用，在多個軌交場所穩定定位運行，實現對列車車底、車輪、車側等列車整體環境進行實時視頻AI檢測和特殊作業，極大節約了地鐵等列車相關的人員巡檢所、培訓、監管等整體運維費用。

3) 旗晟自研算法適配的G系列四足巡檢機器人，通過自研定導算法的適配，實現在某五百強企業生產車間、某火車站站前廣場等復雜多變的環境中，穩定動態避障、持續運行，高效完成巡檢任務，搭載雙攝云臺相機、3D激光雷達等傳感器、環境監測傳感器等，結合旗晟智能AI中臺以及運維軟件，實現了各場景下四足狗巡檢機器人的快速部署及應用。

4) 旗晟自研的Ex系列防爆輪式巡檢機器人：依靠穩定的激光SLAM定位導航技術，在化工原料生產罐區，對現場全區域進行實時視頻監控、溫度監測、噪聲監測、氣體監測，并對作業人員進行安全帽、人員跌倒、環境漏液、儀器儀表等進行巡檢，替代人工成為智能安全巡查員在高危環境下作業。

5) 其他場景：該算法專為3D純激光SLAM設計，應用場景廣泛，還適用于：

· 城市道路或隧道中的自動駕駛

· 室內移動機器人建圖與定位

· 大型倉儲環境中的自主導航系統

· 各類對實時性要求較高的嵌入式SLAM場景

四、總結展望

杭州旗晟智能通過自研穩定可靠、可擴展、高精度的純激光SLAM方案，將前沿研究轉化為可量產的技術模塊并賦能產品，為用戶帶來更智能、更高效的巡檢機器人應用解決方案！該專利的提出不僅是算法突破，更是工程化思維智慧的體現。從底層算法突破到工程化應用落地，我們始終秉持 “精準、高效、可靠” 的技術理念，構建 “技術研發 - 產品迭代 - 場景拓展” 的全鏈條創新生態。未來，杭州旗晟智能科技將繼續深耕SLAM算法，以更多硬核技術成果，打造更優質的產品與服務，引領智慧運維新潮流！