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公开(公告)号：CN110940333A
公开(公告)日：2020-03-31
申请号：CN201911275199.8
申请日：2019-12-12
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供一种基于在线估计的深空探测器测角及时延组合导航方法，根据轨道动力学，估测探测器和反射天体当前的位置及速度信息并以此为系统状态量建立系统状态模型；利用测角敏感器获得探测器与反射天体、背景恒星之间的星光角距量测量，并建立星光角距量测模型；利用两个原子鉴频仪分别观测直射太阳光以及经反射天体反射的反射太阳光进而获得时间延迟量测量，并建立时间延迟量测模型；通过隐式无迹卡尔曼滤波获得状态估计以及误差协方差估计，修正反射天体的实际位置及速度信息，进而获得探测器的实际位置及速度信息并实现探测器导航。本发明抑制了反射天体星历误差对导航精度的影响，提高实了探测器自主导航的精度。
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公开(公告)号：CN110095135A
公开(公告)日：2019-08-06
申请号：CN201910477554.3
申请日：2019-06-03
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种用于掘进机定位定向的方法，包括用于获取掘进机实时速度及位置信息的航位推算过程和用于获取掘进机实时姿态信息的惯性解算过程；在所述惯性解算过程中引入姿态四元数以计算得到掘进机的实时姿态信息，所述姿态四元数通过计算导航坐标系各方向轴上的对应速度和中间速度获得，所述导航坐标系包括x轴、y轴和z轴。本发明的定位定向方法可以有效的解决工作环境对掘进机定位定向精度的影响，可以实现全自主导航，省去了需要人为设置后方巷道基准的麻烦，大大的提高了施工效率。本发明还提供了一种用于所述掘进机定位定向的方法的装置，该装置组成简单，可以解决现有技术中工作环境导致掘进机的定位精度低的问题。
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公开(公告)号：CN110095135B
公开(公告)日：2023-07-18
申请号：CN201910477554.3
申请日：2019-06-03
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种用于掘进机定位定向的方法，包括用于获取掘进机实时速度及位置信息的航位推算过程和用于获取掘进机实时姿态信息的惯性解算过程；在所述惯性解算过程中引入姿态四元数以计算得到掘进机的实时姿态信息，所述姿态四元数通过计算导航坐标系各方向轴上的对应速度和中间速度获得，所述导航坐标系包括x轴、y轴和z轴。本发明的定位定向方法可以有效的解决工作环境对掘进机定位定向精度的影响，可以实现全自主导航，省去了需要人为设置后方巷道基准的麻烦，大大的提高了施工效率。本发明还提供了一种用于所述掘进机定位定向的方法的装置，该装置组成简单，可以解决现有技术中工作环境导致掘进机的定位精度低的问题。
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公开(公告)号：CN110285838B
公开(公告)日：2022-12-13
申请号：CN201910712421.X
申请日：2019-08-02
Applicant: 中南大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明属于导航技术领域，涉及一种基于重力矢量时间差分的惯性导航设备对准方法，包括：1)建立任意惯性坐标系，根据陀螺的实时输出，对惯性坐标系到机体系之间的变换矩阵进行实时更新，保证惯性坐标系相对于惯性空间静止，惯性坐标系自动隔离了包括地球自转角速度在内的外界任何角运动；2)算出重力在惯性坐标系中的重力矢量方向；在惯性坐标系中确定任意时刻天向和东向的实时值；3)得到东北天地理坐标系与惯性坐标系的转换关系，确定东北天地理坐标系与机体系的变换矩阵，即姿态矩阵，完成初始粗对准。本发明提供了一种能很好地解决初始对准精度不够及耗时过长等难题的基于重力矢量时间差分的惯性导航设备对准方法。
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公开(公告)号：CN111426320B
公开(公告)日：2021-11-09
申请号：CN202010419325.9
申请日：2020-05-18
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种基于图像匹配/惯导/里程计的车辆自主导航方法。在需要定位的地面车辆上配置一架装备了对地拍照相机的无人机；启动车载惯导/里程计组合导航系统，车辆在运动条件下由驾驶人员判断无人机是否具备起飞条件；如果具备起飞条件则UAV自主起飞并自主跟踪车辆，同时对地拍照并利用拍摄的实时图像和提前制作的基准图匹配，实现地面车辆的定位；得到定位结果后发送给车辆导航计算机进行数据融合；得到车辆定位结果后，无人机自主降落返回车辆。本发明提出了一种新的导航方案，利用无人机搭载航拍相机，将实时航拍图像与基准图库进行模板匹配，从而确定实时航拍图中车辆的地理坐标，将匹配定位结果修正惯导/里程计的组合导航误差。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112729264A
公开(公告)日：2021-04-30
申请号：CN202011550057.0
申请日：2020-12-24
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开一种任意四位置单陀螺寻北方法，包括以下步骤：安装惯性器件；获取惯性器件中陀螺仪和加速计在初始位置的静态数据；陀螺仪和加速计同步转动一定角度，获取惯性器件在该位置的静态数据；陀螺仪和加速计继续同步转动一定角度，获取惯性器件在该位置的静态数据；陀螺仪和加速计再次同步转动一定角度，获取惯性器件在该位置的静态数据；将上述获取的陀螺输出均值和加速度计输出均值代入独特的方位角求解公式中求解出方位角。应用本发明的方法，效果是：本发明因减少转动位置和敏感元件数量的约束，能解决传统四位置方案中必须相差固定或者对称位置进行数据测量的问题；本发明具有操作方便且可靠性强的特点，应用领域广泛。
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公开(公告)号：CN111486870B
公开(公告)日：2021-01-05
申请号：CN202010326331.X
申请日：2020-04-23
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供一种斜置捷联惯组系统级标定方法，包括以下步骤：第一步、安装斜置捷联惯组；第二步、预热斜置捷联惯组至稳定；第三步、输入参数的初始值；采集斜置捷联惯组的数据；第四步、进行初始粗对准；第五步、根据设定路径采集数据，进行全程惯性导航解算和静基座滤波标定(零速修正)。本发明方法采用独特的卡尔曼滤波器系统状态方程、陀螺输出误差方程以及加速度计误差方程，斜置捷联惯组所有参数均可在设计的路径下完成标定，且参数标定精度满足高精度惯性导航使用要求，能弥补当前标定方法针对斜置系统在标定精度和可实施性方面的不足。
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公开(公告)号：CN111947668A
公开(公告)日：2020-11-17
申请号：CN202010871052.1
申请日：2020-08-26
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种基于在线估计的木星探测器测角/测距组合导航方法，首先分别以探测器的位置和速度和木星的位置和速度作为系统状态量，根据轨道动力学建立系统状态模型，再通过测角敏感器获得星光角距量测量，通过X射线脉冲星探测器获得脉冲到达时间量测量，根据星光角距量测量和脉冲到达时间量测量分别建立星光角距量测模型和脉冲到达时间量测模型，使用无迹卡尔曼滤波在线估计修正木星的位置和速度，并获得探测器的位置和速度估计信息，本发明抑制了木星星历误差对导航精度的影响，为木星探测器提供高精度的位置及速度估计信息，对木星探测器自主导航具有重要的实际意义。
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公开(公告)号：CN111637888A
公开(公告)日：2020-09-08
申请号：CN202010541150.9
申请日：2020-06-15
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于惯导和激光雷达单点测距的掘进机定位方法，首先利用激光雷达对掘进参照面进行扫描，参照面上存在一个控制点，该控制点的坐标已知，求得该控制点到激光雷达的距离，再运用掘进机、激光雷达之间的安装误差阵和惯性导航系统提供的姿态矩阵将该距离转换到导航坐标系，从而可得到掘进机的位置，又将该值与惯导提供的位置信息运用卡尔曼滤波器进行融合，得到高精度的位置信息。该定位方法能保证掘进机长时间高精度定位定向要求，具有被动测量、自成体系、不易受干扰且定位精准的优点。同时，本发明还公开了一种基于惯导和激光雷达单点测距的掘进机定位系统。
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公开(公告)号：CN110472585A
公开(公告)日：2019-11-19
申请号：CN201910760296.X
申请日：2019-08-16
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供一种基于惯导姿态轨迹信息辅助的VI-SLAM闭环检测方法，通过惯导提供移动对象的姿态，解算每帧图像相对于前一帧图像的旋转角度，基于旋转角度获取关键帧；然后基于惯导轨迹，在关键帧的基础上进行粒子滤波，获得条件较为宽松的候选闭环帧；创建词袋模型，利用视觉词典树对候选闭环帧和当前帧进行特征量化；最后使用改进的金字塔TF-IDF得分匹配方法对当前帧数据和候选闭环帧进行逐帧匹配，进而提取闭环。应用本发明的方法，效果是：与传统的词袋模型方法相比，既能有效提高正确率，又能提高计算效率。
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