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公开(公告)号：CN103697893B
公开(公告)日：2016-04-13
申请号：CN201310731899.X
申请日：2013-12-26
Applicant: 中北大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明涉及导航技术，具体为一种利用大气偏振光的三维定姿方法。该方法是采用如下步骤实现的：（1）利用球面传感器阵列在线实时采集大气偏振模式；（2）将所采集的大气偏振模式作为三维定姿模型的原始数据，利用数据分析求出太阳投影点与天顶点在阵列上的相对位置及角距；（3）利用子午线与体轴夹角确定偏航角；（4）利用姿态解算公式求俯仰角及滚转角。本发明设计合理，采用大气偏振模式进行三维定姿，提供了一种很好的技术手段，具有完全自主特性，通过实时对大气偏振模式分布的检测，就可以解算出自身的三维姿态，简单可行没有累计误差，同时偏振信息存在于大气层内的可见光中，很难被人为的大面积干扰和破坏。
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公开(公告)号：CN104359454A
公开(公告)日：2015-02-18
申请号：CN201410652332.8
申请日：2014-11-17
Applicant: 中北大学
IPC: G01C1/00
CPC classification number: G01C1/00
Abstract: 本发明涉及一种太阳空间位置获取技术，具体为一种基于大气偏振光分布模式的太阳空间位置的获取方法，是通过分析大气偏振模式将太阳确定为空间特征点，在建立了大气偏振模式三维空间坐标系的基础上，利用偏振光检测传感器阵列获取大气偏振模式的有限点采样信息，结合基于Rayleigh散射理论的大气偏振模式理论模型建立包含太阳空间位置信息的方程组，利用最小二乘法结合高斯牛顿迭代方式求解方程得到太阳空间位置，太阳作为偏振模式中可靠的空间特征点，其空间位置的获取在偏振光导航、太阳跟踪等领域有广泛的应用前景。
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公开(公告)号：CN111156956B
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202010029645.3
申请日：2020-01-13
Applicant: 中北大学
IPC: G01C1/00
Abstract: 本发明公开了一种利用大气偏振E‑矢量模式特征点的三轴姿态确定方法。该方法是采用如下步骤实现的：（1）利用复眼相机在线实时采集大气偏振模式；（2）将所采集的大气偏振模式作为三维定姿模型的原始数据，利用聚类分析求出太阳投影点及光轴方向矢量；（3）利用奇异值分解，确定矢量对转换中的姿态变换矩阵，进一步确定出三轴姿态。本发明设计合理，采用大气偏振E‑矢量模式进行三维定姿，提供了一种很好的技术手段，具有完全自主特性，通过对大气偏振模式分布的检测和处理，可以解算出载体的三轴姿态，简单可行且没有累积误差，同时偏振信息存在于大气层内的可见光中，很难被人为的大面积干扰和破坏。
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公开(公告)号：CN103913167B
公开(公告)日：2016-09-28
申请号：CN201410143392.7
申请日：2014-04-11
Applicant: 中北大学
IPC: G01C21/02
Abstract: 利用自然光偏振模式确定大气层内飞行器空间姿态的方法。本发明涉及导航技术，具体为一种利用大气偏振光的三维定姿方法。该方法是采用如下步骤实现的：（1）利用球面传感器阵列在线实时采集大气偏振模式；（2）将所采集的大气偏振模式作为三维定姿模型的原始数据，利用数据分析求出太阳子午线与体轴夹角及太阳投影点在体坐标系下位置坐标；（3）利用子午线与体轴夹角确定偏航角；（4）利用姿态解算公式求俯仰角及滚转角。本发明设计合理，采用大气偏振模式进行三维定姿，提供了一种很好的技术手段，具有完全自主特性，通过实时对大气偏振模式分布的检测，就可以解算出自身的三维姿态，简单可行没有累计误差，同时偏振信息存在于大气层内的可见光中，很难被人为的大面积干扰和破坏。
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公开(公告)号：CN103913167A
公开(公告)日：2014-07-09
申请号：CN201410143392.7
申请日：2014-04-11
Applicant: 中北大学
IPC: G01C21/02
CPC classification number: G01C21/02
Abstract: 利用自然光偏振模式确定大气层内飞行器空间姿态的方法。本发明涉及导航技术，具体为一种利用大气偏振光的三维定姿方法。该方法是采用如下步骤实现的：（1）利用球面传感器阵列在线实时采集大气偏振模式；（2）将所采集的大气偏振模式作为三维定姿模型的原始数据，利用数据分析求出太阳子午线与体轴夹角及太阳投影点在体坐标系下位置坐标；（3）利用子午线与体轴夹角确定偏航角；（4）利用姿态解算公式求俯仰角及滚转角。本发明设计合理，采用大气偏振模式进行三维定姿，提供了一种很好的技术手段，具有完全自主特性，通过实时对大气偏振模式分布的检测，就可以解算出自身的三维姿态，简单可行没有累计误差，同时偏振信息存在于大气层内的可见光中，很难被人为的大面积干扰和破坏。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN103676974A
公开(公告)日：2014-03-26
申请号：CN201310697946.3
申请日：2013-12-18
Applicant: 中北大学
IPC: G05D3/12
Abstract: 本发明涉及太阳跟踪装置，具体为一种基于仿生偏振光检测的太阳跟踪装置。本发明偏振光检测传感器仿照昆虫复眼导航模型，实现大气偏振模式中偏振角度和偏振度的提取。中央控制信息处理单元根据水平跟踪物理结构单元上两偏振光传感器输出的偏振角度与太阳方位角之间的夹角对水平伺服电机执行机构进行驱动，来实现了太阳方位角方向的跟踪；然后中央控制信息处理单元根据垂直跟踪物理结构单元上两偏振光传感器输出的偏振度信息来控制垂直伺服电机执行机构转动，来实现了太阳高度角方向的跟踪；最后通过自然光传感器上输出，对两个平台进行微调，借此，本发明成功实现了太阳的跟踪。
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公开(公告)号：CN104359454B
公开(公告)日：2016-08-24
申请号：CN201410652332.8
申请日：2014-11-17
Applicant: 中北大学
IPC: G01C1/00
Abstract: 本发明涉及一种太阳空间位置获取技术，具体为一种基于大气偏振光分布模式的太阳空间位置的获取方法，是通过分析大气偏振模式将太阳确定为空间特征点，在建立了大气偏振模式三维空间坐标系的基础上，利用偏振光检测传感器阵列获取大气偏振模式的有限点采样信息，结合基于Rayleigh散射理论的大气偏振模式理论模型建立包含太阳空间位置信息的方程组，利用最小二乘法结合高斯牛顿迭代方式求解方程得到太阳空间位置，太阳作为偏振模式中可靠的空间特征点，其空间位置的获取在偏振光导航、太阳跟踪等领域有广泛的应用前景。
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公开(公告)号：CN111156956A
公开(公告)日：2020-05-15
申请号：CN202010029645.3
申请日：2020-01-13
Applicant: 中北大学
IPC: G01C1/00
Abstract: 本发明公开了一种利用大气偏振E-矢量模式特征点的三轴姿态确定方法。该方法是采用如下步骤实现的：（1）利用复眼相机在线实时采集大气偏振模式；（2）将所采集的大气偏振模式作为三维定姿模型的原始数据，利用聚类分析求出太阳投影点及光轴方向矢量；（3）利用奇异值分解，确定矢量对转换中的姿态变换矩阵，进一步确定出三轴姿态。本发明设计合理，采用大气偏振E-矢量模式进行三维定姿，提供了一种很好的技术手段，具有完全自主特性，通过对大气偏振模式分布的检测和处理，可以解算出载体的三轴姿态，简单可行且没有累积误差，同时偏振信息存在于大气层内的可见光中，很难被人为的大面积干扰和破坏。
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公开(公告)号：CN103676974B
公开(公告)日：2016-04-06
申请号：CN201310697946.3
申请日：2013-12-18
Applicant: 中北大学
IPC: G05D3/12
Abstract: 本发明涉及太阳跟踪装置，具体为一种基于仿生偏振光检测的太阳跟踪装置。本发明偏振光检测传感器仿照昆虫复眼导航模型，实现大气偏振模式中偏振角度和偏振度的提取。中央控制信息处理单元根据水平跟踪物理结构单元上两偏振光传感器输出的偏振角度与太阳方位角之间的夹角对水平伺服电机执行机构进行驱动，来实现了太阳方位角方向的跟踪；然后中央控制信息处理单元根据垂直跟踪物理结构单元上两偏振光传感器输出的偏振度信息来控制垂直伺服电机执行机构转动，来实现了太阳高度角方向的跟踪；最后通过自然光传感器上输出，对两个平台进行微调，借此，本发明成功实现了太阳的跟踪。
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公开(公告)号：CN103697893A
公开(公告)日：2014-04-02
申请号：CN201310731899.X
申请日：2013-12-26
Applicant: 中北大学
IPC: G01C21/20
CPC classification number: G01C21/20
Abstract: 本发明涉及导航技术，具体为一种利用大气偏振光的三维定姿方法。该方法是采用如下步骤实现的：（1）利用球面传感器阵列在线实时采集大气偏振模式；（2）将所采集的大气偏振模式作为三维定姿模型的原始数据，利用数据分析求出太阳投影点与天顶点在阵列上的相对位置及角距；（3）利用子午线与体轴夹角确定偏航角；（4）利用姿态解算公式求俯仰角及滚转角。本发明设计合理，采用大气偏振模式进行三维定姿，提供了一种很好的技术手段，具有完全自主特性，通过实时对大气偏振模式分布的检测，就可以解算出自身的三维姿态，简单可行没有累计误差，同时偏振信息存在于大气层内的可见光中，很难被人为的大面积干扰和破坏。
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