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公开(公告)号：CN103900565A
公开(公告)日：2014-07-02
申请号：CN201410076441.X
申请日：2014-03-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/16
CPC classification number: G01C21/165 , G01S19/47
Abstract: 本发明提供的是一种基于差分GPS的惯导系统姿态获取方法。由DGPS测量载体加速度，经低通滤波得到加速度测量值；根据惯导系统解算方程，在已知比力信息和载体加速度的情况下，得到地理系表示的重力矢量利用DGPS提供的经纬度信息以及初始经度信息，确定地理系到惯性系的转换矩阵，将地理系表示的重力矢量转换到惯性系，得到惯性系重力矢量；利用惯性空间的重力矢量求解重力矢量漂移角度和纬度；经过两次坐标转换，得到转换矩阵在惯导系统中，利用陀螺仪采集角速率信号计算旋转矢量，更新四元数，通过四元数实现的更新；根据和确定系统的姿态转换矩阵，得到载体的航向和姿态角，从而确保姿态信息的精度满足舰船导航的需求。
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公开(公告)号：CN110320907B
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN201910476197.9
申请日：2019-06-03
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明提供一种基于改进蚁群算法和椭圆碰撞锥推演模型的无人水面艇双层避碰方法，首先，利用MKLINK图论技术为无人艇生成海上环境地图模型，然后对蚁群算法的状态转移概率进行改进优化出无人艇的全局最短路径，同时判断是否会有运动碍航物相遇而来，有则调用局部层的椭圆锥碰撞推演算法实时调整无人艇的动态路径。最后，将两种智能避碰方法通过滚动协调配合的原理进行耦合，形成无人水面艇海上航行时的双层智能避碰方法。本发明通过无人水面艇路径规划技术和基于椭圆碰撞锥推演模型的局部避碰技术滚动协同配合，实现无人艇在执行搜救、勘察作业等任务的时候能够自主搜索全局路径和调整局部避开运动碍航物的路径。
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公开(公告)号：CN110377034A
公开(公告)日：2019-10-25
申请号：CN201910613566.4
申请日：2019-07-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于船舶领域，公开了一种基于蜻蜓算法优化的水面船轨迹跟踪全局鲁棒滑模控制方法，包含如下步骤：步骤(1)：建立船舶三自由度运动模型获取船舶的位置及艏向；步骤(2)：利用非线性估计滤波器滤去波浪力中的一阶高频干扰力及测量噪声；步骤(3)：设计基于全局鲁棒的轨迹跟踪滑模控制器；步骤(4)：根据实际情况设计巴特沃斯低通滤波器；步骤(5)：引入蜻蜓优化算法对轨迹跟踪滑模控制器中重要参数寻优；步骤(6)：将轨迹跟踪滑模控制器、巴特沃斯低通滤波器及非线性估计滤波器与水面船构成闭环系统，输入期望轨迹。本发明保证了航迹跟踪误差的渐进收敛，解决了常规滑模控制趋近段的不鲁棒性，实现了全局快速稳定。
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公开(公告)号：CN103630147B
公开(公告)日：2017-11-14
申请号：CN201310603099.X
申请日：2013-11-26
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明公开了一种基于HMM的个人自主导航系统零速检测方法：采集个人自主导航系统微型惯性测量单元中Y轴陀螺的输出信息；利用函数将Y轴陀螺的输出信息进行初步分段，并将分段后Y轴陀螺输出值进行范围划分；将使用者一步运动时Y轴陀螺输出值进行分成段、命名，将其视为HMM过程的状态量；将一个输出范围作为HMM的一个输出，使零速检测问题转化为HMM解码问题；求出使用者一步运动过程中状态转移矩阵A及输出过程和状态过程的转换关系可以用矩阵B；利用Viterbi求取HMM的状态量Qk；利用不等式判别个人自主导航系统使用者运动过程中的零速区间。本发明检测方法问题数学化、模型化，提高了检测的精度。
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公开(公告)号：CN103499354B
公开(公告)日：2017-01-18
申请号：CN201310449336.1
申请日：2013-09-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明公开了一种基于内曼—皮尔逊准则的零速检测方法，该方法包括：手持掌上电脑实时接收单兵导航系统中脚步运动时传感器输出的量测信息；根据系统采样频率和数据传输速率确定窗口函数N；利用双假设检验理论将零速检测问题转化为模型化数学问题，并求得内曼—皮尔逊准则下的零速检测不等式；确定微型惯性测量单元传感器输出信号及掌上电脑接收信号的数学模型；求出微型惯性测量单元传感器输出信号的联合概率密度函数；利用未知信号元素的极大似然估计值取代零速检测不等式中未知元素得到广泛概率似然比不等式；将微型惯性测量单元输出数据代入广泛概率似然比不等式中，进而检测零速状态。本发明使检测方法问题数学化、模型化，提高了检测精度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN103822633B
公开(公告)日：2016-12-07
申请号：CN201410047878.0
申请日：2014-02-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明提供的是一种基于二阶量测更新的低成本姿态估计方法。本发明通过对三轴微机械陀螺、三轴微机械加速度计和三轴磁强计的输出数据，进行滤波处理得到载体的姿态信息。针对在室内或磁干扰较强场所，磁强计输出会使横摇和纵摇误差变大，传统方法难以解决的问题。本方法在滤波的量测更新阶段，创新性地采用二阶量测更新，即先进行加速度计量测更新再进行磁强计量测更新。以此修正标准量测更新算法从而使磁强计更新只影响方位角。利用本方法可以使用低成本的微惯性测量单元和磁强计进行姿态估计，并且估计精度高、实时性好、适应强磁干扰环境。本方法适用于车辆、无人机和船舰等载体的姿态估计。
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公开(公告)号：CN103925930B
公开(公告)日：2016-08-17
申请号：CN201410153059.4
申请日：2014-04-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明提供的是一种重力仪双轴陀螺稳定平台航向误差效应的补偿方法。采集重力仪双轴陀螺稳定平台的陀螺信号和加速度计信号、GPS输出的位置和速度信号；根据加速度计和陀螺的误差特性方程，获取输出的加速度和陀螺角速率补偿量；引入外部速度阻尼；对外部速度进行滤波，并结合速度阻尼，使载体受机动的影响减少到最小；根据陀螺和加速度计的输出方程，获取航向和航向误差；确定航向误差效应的补偿方案；对测量的重力信号进行水平误差校正。本发明利用GPS提供的外部速度阻尼和纬度信息对航向误差造成的水平误差进行校正。能够有效地提重力仪双轴陀螺稳定平台的水平精度，使陀螺稳定平台在机动后快速恢复稳定，具有较强的现实应用意义。
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公开(公告)号：CN103901459B
公开(公告)日：2016-08-17
申请号：CN201410083232.8
申请日：2014-03-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供了一种MEMS/GPS组合导航系统中量测滞后的滤波方法。采集MEMS三轴陀螺信号和加速度计信号，GPS输出的位置和速度信息；选取MEMS/GPS组合导航系统Kalman滤波器的状态变量；用Bernoulli分布序列γk来判断量测数据在某个时刻是否发生滞后；计算量测数据延迟时间段内滤波信息的修正量；利用双通道滤波方案解决量测滞后情况下的滤波增益KK不匹配问题；最后对MEMS/GPS组合导航系统中量测滞后进行补偿。本发明根据量测数据的延迟情况分别建立相应的量测方程，计算滤波修正量并对系统进行补偿。本发明能够有效地提高MEMS/GPS组合导航系统的精度，避免了量测数据发生延迟时可能导致系统误差发散的问题，具有较强的现实应用意义。
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公开(公告)号：CN103900608B
公开(公告)日：2016-08-17
申请号：CN201410105384.3
申请日：2014-03-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明提供的是一种基于四元数CKF的低精度惯导初始对准方法。首先利用加速度计和磁强计的测量值进行粗对准，得到粗略的姿态矩阵。然后利用GPS提供的准确外界信息，取位置和速度误差作为量测量，通过四元数CKF进行非线性滤波，得到姿态误差矩阵。最后利用姿态误差矩阵进行校正，得到精确的姿态矩阵。本发明利用加速度计和磁强计分别对重力加速度和磁力的量测值，进行粗对准。解决了在低精度惯性器件的条件下，由于陀螺性能低，无法正确敏感地球自转角速率，不能应用传统粗对准方法的问题；另一方面，本方法中提出的四元数CKF能适用于大角度误差的非线性模型，可以在大方位失准角的条件下依然很好的完成对准，且对准精度高。
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公开(公告)号：CN103925924A
公开(公告)日：2014-07-16
申请号：CN201410172297.X
申请日：2014-04-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种空间稳定惯导系统阻尼切换延迟和超调控制方法。在空间稳定惯导系统处于阻尼状态时，始终保存当前时刻之前5分钟内的系统的原始数据；当载体在机动时，对惯导系统的阻尼模式进行判断，并可利用所存储的前5分钟系统原始数据，恢复系统的无阻尼状态，有效消除阻尼切换的延时；此外，在阻尼状态与无阻尼状态进行切换时，将惯导相对外参考系统的初始速度差和初始高度差引入到积分器的输入端，使阻尼切换过程中系统修正回路仍满足舒拉调谐条件，抑制阻尼对系统输出产生的超调现象。该方法可以有效避免空间稳定惯导系统阻尼网络变化导致的系统平衡状态被破坏，保证了空间稳定惯导系统的精度和自主性。
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