一种全姿态捷联惯导系统的非线性初始对准方法

    公开(公告)号:CN106153073A

    公开(公告)日:2016-11-23

    申请号:CN201610444138.X

    申请日:2016-06-21

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 程向红 冉昌艳

    CPC classification number: G01C25/005

    Abstract: 本发明公开了一种全姿态捷联惯导系统的非线性初始对准方法,主要步骤包括:捷联惯性导航系统粗对准;捷联惯性导航系统双欧拉角直接法非线性滤波器的初始化、时间更新、量测更新及正/反欧拉角直接法的切换。本发明融合了双欧拉角法和直接法,解决了单欧拉角直接法的奇异性问题,可以适用于载体大机动的情况;系统方程以速度微分方程和欧拉角微分方程为主,模型比间接法的一阶近似更精确;滤波过程中同时实现了导航解算,滤波输出为导航参数,避免了力学编排方程的许多重复计算,算法比间接法更简单;相较于四元数直接法而言,不需要修改滤波步骤,算法简单。

    一种里程计辅助车载捷联惯导系统行进间初始对准方法

    公开(公告)号:CN103743414B

    公开(公告)日:2016-07-06

    申请号:CN201410001825.5

    申请日:2014-01-02

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 程向红 胡杰

    Abstract: 本发明公开一种里程计辅助车载捷联惯导系统行进间初始对准方法,包括粗对准和精对准两部分。本发明可以有效地解决车辆行进间初始对准问题,既不需要车辆作特殊机动或停车,也不需要借助路标点等外界辅助信息,仅靠里程计就能辅助捷联惯导系统实现快速高精度对准。

    一种轻型二自由度相机稳定平台装置

    公开(公告)号:CN103792957B

    公开(公告)日:2016-06-08

    申请号:CN201410051218.X

    申请日:2014-02-14

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种轻型二自由度相机稳定平台装置,该稳定平台基座框架(4)与飞行器相连,横滚框架(1)与俯仰框架(2)分别绕X轴与Y轴旋转;稳定平台采用以速度环为内环、位置环为外环的双环路校正。电子水平仪采集到的水平面倾角数据、光栅编码器(5)所测得的角度信息、微机械(MEMS)惯性测量组件所测得角速率信息,通过通信接口电路传输给DSP模块,由DSP输出PWM波形,通过电机驱动功放板转换成电压信号,驱动两个伺服电机,对平台的姿态进行实时调整,以保持被稳定对象的稳定。该平台具有稳定性好,精度高,体积小,调节范围宽的特点,适用于航拍。

    一种低成本水下潜器地形辅助惯性组合导航定位方法

    公开(公告)号:CN105424036A

    公开(公告)日:2016-03-23

    申请号:CN201510758207.X

    申请日:2015-11-09

    Applicant: 东南大学

    CPC classification number: G01C21/16 G01C21/203

    Abstract: 本发明公开一种低成本水下潜器地形辅助惯性组合导航定位方法,包括五个步骤:步骤一,初始化组合导航定位系统;步骤二,建立以潜器位置误差为状态量的线性离散状态方程;步骤三,采用高斯过程回归建立以水深值为观测量的非线性离散量测方程;步骤四,构建非线性组合导航系统的粒子滤波算法;步骤五,计算位置误差并修正捷联惯性导航系统位置,完成组合导航位置参数更新,实现水下潜器组合导航的准确定位。本发明具有算法简单、建模准确、定位精度高等优点,为装备低分辨率海图和单波束测深仪的低成本水下潜器提供一种以捷联惯性导航系统为主,地形导航为辅的组合导航定位新方案。

    一种多模型水下航行器组合导航滤波方法

    公开(公告)号:CN103776453B

    公开(公告)日:2016-03-23

    申请号:CN201410030165.3

    申请日:2014-01-22

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种多模型水下航行器组合导航滤波方法,本发明首先根据水下航行器组合导航系统建立SINS/DVL/TAN/MCP组合导航系统的状态方程、观测方程及噪声模型;并根据系统方程与噪声模型确定模型集;从组合导航系统中选择特征变量,建立贝叶斯网络。根据多模型滤波算法结构,采用贝叶斯网络参数修正多模型估计中的模型切换概率,采用加权和方式计算所有滤波器的估计融合。由导航计算机根据组合导航系统的滤波模型及算法流程,完成组合导航的数据处理及解算工作。本发明能够提高复杂环境下组合导航系统的滤波精度,增强水下航行器自主导航定位性能。

    一种基于交互式多模型的目标跟踪方法

    公开(公告)号:CN104573190A

    公开(公告)日:2015-04-29

    申请号:CN201410778057.4

    申请日:2014-12-15

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 程向红 朱立华

    Abstract: 本发明公开了一种基于交互式多模型的目标跟踪方法,包括五个步骤:步骤一,根据目标动态条件,设定五组Singer模型参数,构建五个Singer模型;步骤二,将五个Singer模型进行交互式多模型非线性滤波,估计目标的运动速度、加速度和位置信息;步骤三,利用目标的运动速度和加速度,计算目标转弯角速率;步骤四,将目标转弯角速率与设定的阈值进行比较,判断是否发生转弯运动,如果未发生转弯运动,则将步骤二中得到的位置信息作为目标跟踪结果;步骤五,如果发生转弯运动,选取三个相邻时刻的转弯角速率构建三个转弯模型,进行交互式多模型非线性滤波得到目标位置作为目标跟踪结果。本发明具有容易实现、能够提高目标跟踪精度等优点,为目标跟踪的可靠性和准确性提供了保证。

    捷联惯导系统晃动基座条件下杆臂效应的估计和补偿方法

    公开(公告)号:CN102620748B

    公开(公告)日:2014-09-10

    申请号:CN201210077980.6

    申请日:2012-03-22

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 程向红 李伟

    Abstract: 捷联惯导系统晃动基座条件下杆臂效应的估计和补偿方法,估计杆臂效应对系统的影响并按一定策略进行补偿,以提高精对准和导航解算的精度。首先在粗对准基础上,将精对准过程分成两个阶段。第一阶段:运行杆臂速度实时补偿和扩展变量的参数辨识法精对准算法,估计系统中除杆臂速度外的残余干扰速度。第二阶段:对残余干扰速度进行一次补偿;继续运行杆臂速度实时补偿和扩展变量的参数辨识法精对准算法,估计失准角信息;利用估计的失准角对粗对准结果进行一步修正,确定初始的姿态矩阵,完成精对准。导航解算阶段,对杆臂速度进行实时补偿的同时,运行捷联解算程序,提供导航结果。

    一种轻型二自由度相机稳定平台装置

    公开(公告)号:CN103792957A

    公开(公告)日:2014-05-14

    申请号:CN201410051218.X

    申请日:2014-02-14

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种轻型二自由度相机稳定平台装置,该稳定平台基座框架(4)与飞行器相连,横滚框架(1)与俯仰框架(2)分别绕X轴与Y轴旋转;稳定平台采用以速度环为内环、位置环为外环的双环路校正。电子水平仪采集到的水平面倾角数据、光栅编码器(5)所测得的角度信息、微机械(MEMS)惯性测量组件所测得角速率信息,通过通信接口电路传输给DSP模块,由DSP输出PWM波形,通过电机驱动功放板转换成电压信号,驱动两个伺服电机,对平台的姿态进行实时调整,以保持被稳定对象的稳定。该平台具有稳定性好,精度高,体积小,调节范围宽的特点,适用于航拍。

    基于载体系速度匹配的容积卡尔曼非线性组合导航方法

    公开(公告)号:CN103727941A

    公开(公告)日:2014-04-16

    申请号:CN201410004374.0

    申请日:2014-01-06

    Applicant: 东南大学

    CPC classification number: G01C21/20 G01C21/165

    Abstract: 本发明提供了基于载体系速度匹配的容积卡尔曼非线性组合导航方法。主要步骤包括:初始化组合导航系统;建立直接以导航参数为状态量以及以载体系速度为量测量的非线性滤波模型及其离散化;构建状态方程和量测方程均为非线性的容积卡尔曼滤波算法,实现组合导航的信息融合和精确的导航定位。优点在于本发明建立的非线性模型以及使用的非线性滤波算法,直接输出的是导航参数,不需要进行误差修正,且捷联惯导系统参数更新与滤波器的时间更新同步实现,算法简单,为以捷联惯性导航系统为主的组合导航系统信息融合提供了一种新方案。

    惯导系统传递对准中基准信息的优化处理方法

    公开(公告)号:CN102607330B

    公开(公告)日:2014-04-16

    申请号:CN201210081559.2

    申请日:2012-03-23

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 一种惯导系统传递对准中基准信息的优化处理方法,由变权量测预处理模块,异常基准信息检验模块,异常基准信息补偿模块和卡尔曼滤波模块组成,步骤包括:采用变权量测预处理方法对基准信息进行数据优化处理;采用基于残差x2检验和新息方差检验的联合检验法对基准信息进行实时检验;采用新息方差实测值替代新息方差理论值的方法对异常基准信息进行自适应补偿;应用卡尔曼滤波算法对子惯导的系统状态进行滤波估计。本发明的方法能够在不增加系统硬件成本的前提下,充分提高对基准信息的利用率,同时提高基准信息的精度和可靠性,极大地缩短了传递对准的时间,有效地提高了传递对准的精度。

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