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公开(公告)号：CN117433564B
公开(公告)日：2024-03-01
申请号：CN202311648246.5
申请日：2023-12-05
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明提出一种基于太阳敏感器辅助的偏振传感器误差在线标定方法，属于仿生偏振导航领域，包括：将偏振传感器六路通道的光强增益系数、偏振度系数、检偏方向角作为待估计状态量，建立状态方程；利用太阳敏感器直接测得的太阳矢量，建立偏振矢量中偏振方位角与太阳矢量之间的函数关系；在此基础上，结合偏振传感器模型，建立基于偏振传感器每路通道光强输出的量测方程；最后采用无迹卡尔曼滤波的方法实现对偏振传感器模型中误差参数的实时在线估计。本发明通过建立太阳敏感器获得的高精度太阳矢量与偏振方位角之间的联系，实现对偏振传感器误差参数的实时在线估计，提高偏振传感器长航时导航精度。
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公开(公告)号：CN117392083A
公开(公告)日：2024-01-12
申请号：CN202311329159.3
申请日：2023-10-13
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明涉及一种基于复合指标的噪声鲁棒图像质量快速评价方法，属于图像处理与图像质量评价技术领域。主要包括以下步骤：首先，根据各灰度级在整幅图像中的分布概率，计算图像的信息熵；然后，再根据各像素的梯度变化情况，计算图像的平均梯度；其次，在计算出图像灰度均值的基础上，求解出图像像素标准差；最后，分别将信息熵与标准差做商、标准差与平均梯度做商，得到新的图像评价指标，即单位信息熵和特征集中度。本发明通过信息熵、平均梯度和标准差等传统单一指标，构造出在高噪声条件下依然具有良好鲁棒性的复合评价指标，可用于无参考图像的实时筛选评价和各种图像降噪算法的性能评估。
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公开(公告)号：CN117310834A
公开(公告)日：2023-12-29
申请号：CN202311239303.4
申请日：2023-09-25
Applicant: 北京航空航天大学
IPC: G01V8/10 , G01J3/447 , G01J4/00 , G06V20/05 , G06V10/10 , G06V10/422 , G06V10/54 , G06V10/56 , G06V10/77 , G06V10/764
Abstract: 本发明涉及一种基于投影偏振距离特征的水下目标探测识别方法，属于水下目标偏振成像探测领域，所述识别方法利用彩色偏振探测设备捕捉水下目标的偏振信息，经处理后提取蕴含目标颜色、形状、纹理的彩色光强图像、蕴含物体材质信息的偏振角图像、蕴含物体轮廓信息的偏振度图像以及蕴含目标与背景偏振态差异的投影偏振距离图像，将上述偏振特征图像拼接后输入至通道扩维的YOLO目标识别网络中，用于水下目标探测识别训练与推理，输出待检测目标的位置信息和分类信息。本发明适用于水下航行器在未知浑浊散射环境的搜索、打捞、巡查等任务。
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公开(公告)号：CN116222581A
公开(公告)日：2023-06-06
申请号：CN202310517696.4
申请日：2023-05-10
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明公开了一种基于水下光强拮抗差分的偏振抗干扰解算方法，包括：针对波动、散射等光学耦合效应引起的偏振光场动态非线性扰动，借助小波阈值降噪算法对水下原始偏振测量信号进行预处理，以抑制水下原始偏振测量信号中时变非稳态干扰；考虑波动散射动态偏振光学时变干扰噪声，建立含有混杂非线性干扰噪声的水下偏振量测模型；最后，模拟螳螂虾等生物偏振视神经元差分对立信号处理机制，建立基于水下光强拮抗差分的偏振抗干扰解算方程，实现水下混杂光学非线性干扰环境有效偏振光场信号的捕获和估计。本发明突破了基于水下光强拮抗差分的偏振光场抗干扰感知技术，能够有效提高海洋动态光学环境仿生偏振感知的适应性、可靠性和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN116222550A
公开(公告)日：2023-06-06
申请号：CN202310504775.1
申请日：2023-05-08
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明涉及一种具有深度适应性的水下偏振太阳计算方法。首先利用图像式水下偏振传感器获取偏振光场信息，通过对偏振光强信息进行霍夫变换，得到基准太阳位置；然后，基于瑞利散射理论、折射定律和菲涅尔定理，得到大气偏振光在水下的偏振方位角；进一步利用瑞利散射理论分析水下散射光的偏振方位角，并计算大气偏振光与水下散射光的相对比例参数；最后根据上述相对比例参数，建立方程组，利用水下偏振信息计算太阳位置。本发明建立了一种具有深度适应性的水下偏振太阳计算方法，可用于计算太阳方位角与高度角，并且通过不断更新的相对比例参数实现深度自适应，提高水下偏振导航方法的环境适应性，满足水下潜航器的自主导航定位需求。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114877898B
公开(公告)日：2022-10-18
申请号：CN202210808542.6
申请日：2022-07-11
Applicant: 北京航空航天大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明涉及一种基于水下偏振姿态与折射耦合反演的太阳动态跟踪方法。首先利用水下偏振传感器获取的偏振光强图像解算出水下偏振角图像，并结合水平姿态角确定斯涅尔窗口内成像像素；随后利用两个水平姿态角计算进入水下偏振传感器光线的水下折射角，将斯涅尔窗口内水下偏振角图像转换为大气“8”字偏振角图像，进而从中提取太阳子午线，并以此为界将大气“8”字偏振角图像分为两个区域；最后分别利用两个区域的像素解算的大气的偏振E‑矢量及偏振度，求解太阳矢量。本发明考虑了载体的姿态动态变化信息，扩展了基于水下斯涅尔窗内偏振光的太阳跟踪方法应用场景。
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公开(公告)号：CN115164871A
公开(公告)日：2022-10-11
申请号：CN202210678442.6
申请日：2022-06-16
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明涉及一种基于偏振光场时间差分的两步自主定位方法。包含以下步骤：首先利用偏振光传感器在一个时间段内多次采集偏振光场，并结合磁罗盘获取载体磁偏航角集，解算出地磁坐标系下太阳位置测算值集；利用太阳年历及全球地磁模型遍历全球经纬度，得地磁坐标系下的每个经纬度点太阳位置计算值集，构建一步定位拟合数据库；定义距离标度，以此建立基于太阳位置的一步定位损失函数解算经纬度，完成一步定位；遍历一步定位结果附近区域，构建基于所有时刻太阳位置计算值变化量的二步定位拟合数据库；以所有时刻太阳位置变化量建立二步定位损失函数解算经纬度，完成二步定位，实现自主定位。
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公开(公告)号：CN114877898A
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN202210808542.6
申请日：2022-07-11
Applicant: 北京航空航天大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明涉及一种基于水下偏振姿态与折射耦合反演的太阳动态跟踪方法。首先利用水下偏振传感器获取的偏振光强图像解算出水下偏振角图像，并结合水平姿态角确定斯涅尔窗口内成像像素；随后利用两个水平姿态角计算进入水下偏振传感器光线的水下折射角，将斯涅尔窗口内水下偏振角图像转换为大气“8”字偏振角图像，进而从中提取太阳子午线，并以此为界将大气“8”字偏振角图像分为两个区域；最后分别利用两个区域的像素解算的大气的偏振E‑矢量及偏振度，求解太阳矢量。本发明考虑了载体的姿态动态变化信息，扩展了基于水下斯涅尔窗内偏振光的太阳跟踪方法应用场景。
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公开(公告)号：CN113834480B
公开(公告)日：2022-03-08
申请号：CN202111418034.9
申请日：2021-11-26
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明涉及一种基于散射角权重分配的仿复眼偏振传感器自主定位方法，首先，设计多目曲面结构的仿复眼偏振罗盘，用于获取全天域偏振信息。其次，选取偏振度阈值范围内的三个偏振度测量值作为一组定位解算单元。接着，利用每组定位解算单元中三个观测点的空间几何关系和复眼偏振传感器的安装矩阵，得到载体系下的太阳高度角。选取每组定位解算单元中散射角小的基本偏振感知单元，将衡量偏振信息准确性的散射角作为权重，通过归一化处理，将归一化后的散射角作为权重作用到每个定位解算单元解算的太阳高度角上，得到高精度的太阳高度角。最终，通过不同时刻计算的太阳高度角，利用高度差法解算出载体位置。
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公开(公告)号：CN112066979B
公开(公告)日：2021-12-28
申请号：CN202010874766.8
申请日：2020-08-27
Applicant: 北京航空航天大学
IPC: G01C21/02
Abstract: 本发明涉及一种基于偏振位姿信息耦合迭代自主导航定位方法，首先，偏振传感器量测偏振角并计算机体系太阳矢量，将其转换成地理坐标系下太阳矢量；然后，从地理坐标系下的太阳矢量解算该时刻太阳高度角与方位角；通过时间求取太阳赤纬，解算运动体经纬度；利用位置和时间更新导航系太阳矢量，利用新的量测信息更新机体系下的太阳矢量与重力矢量，通过姿态转换方向余弦矩阵求解运动体的三维姿态，通过位置更新与姿态更新的两步回环迭代，实现偏振作为唯一外界信息源的位姿并发解算。该方法将偏振作为唯一外界信息源，实现了位置和姿态的同时解算，可适用于卫星拒止和磁干扰条件下运动体的导航，且所需传感器成本低，体积小，易实现应用。
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