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公开(公告)号：CN116539032A
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202310581889.6
申请日：2023-05-23
Applicant: 东南大学
Abstract: 一种基于集中滤波的SINS/DVL/USBL的水下紧组合导航方法，方法包括以下步骤：（1）选择SINS/DVL/USBL导航算法的状态变量，构建集中滤波的状态方程；（2）根据SINS输出的载体速度信息转换计算DVL坐标系下的原始波束频移信息，以及根据载体位置信息和应答器的位置信息转换计算USBL声学基阵坐标系下的测角信息和斜距信息；（3）构建基于频移量测的SINS/DVL紧组合量测方程和基于相对测量信息的SINS/USBL紧组合量测方程；（4）设计DVL和USBL故障检测与处理机制，并设计对DVL和USBL故障数据进行隔离。本发明提供了一种基于集中滤波的SINS/DVL/USBL的水下导航算法，能有效解决导航定位过程中DVL或USBL数据失效带来的精度损失，并提高了水下定位精度。
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公开(公告)号：CN112595342B
公开(公告)日：2022-04-19
申请号：CN202011267475.9
申请日：2020-11-13
Applicant: 东南大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明公开了一种基于窗循环的加速度计零偏迭代估计方法及系统，方法包括以下步骤：(1)构建包含加速度计常值漂移在内的重力视运动模型；(2)设计重力视运动/加速度计常值漂移参数寻优目标函数；(3)设计基于牛顿迭代寻优重力视运动参数、加速度计常值漂移估计算法；(4)设计基于窗循环的加速度计零偏迭代估计算法。本发明提供一种基于窗循环的加速度计零偏迭代估计方法，该算法提出一种结合窗循环的牛顿迭代优化参数辨识方法，有效缓解包含加速度计常值漂移的初始对准过程中的长时间参数辨识精度下降甚至失效的问题。
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公开(公告)号：CN112684207B
公开(公告)日：2022-03-11
申请号：CN202011491308.2
申请日：2020-12-17
Applicant: 东南大学
Abstract: 一种深潜载人潜水器ADCP速度估计与修正算法，包括以下步骤：1)在海面上，利用SINS/GPS组合导航提供载人潜水器在初始时刻的对地速度vb；2)ADCP工作在对流模式中，测量出载人潜水器相对水流的速度利用多次ADCP扫描的重复测量推导出载人潜水器的对地速度vb和水流速度3)下潜至近海底，利用ADCP底跟踪功能获取的载人潜水器的对地速度与重叠的ADCP测量推导出载人潜水器的对地速度的误差，提出一种对各深度单元层中载人潜水器对地速度和水流速度实现误差修正的方法。本发明解决了下潜过程载人潜水器的对地速度和洋流速度难以估算并且速度误差随时间累计的问题，能够实现深潜载人潜水器下潜/上浮过程中获取对地、洋流速度以及完成误差修正得到可靠准确的速度信息。
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公开(公告)号：CN112684207A
公开(公告)日：2021-04-20
申请号：CN202011491308.2
申请日：2020-12-17
Applicant: 东南大学
Abstract: 一种深潜载人潜水器ADCP速度估计与修正算法，包括以下步骤：1)在海面上，利用SINS/GPS组合导航提供载人潜水器在初始时刻的对地速度vb；2)ADCP工作在对流模式中，测量出载人潜水器相对水流的速度利用多次ADCP扫描的重复测量推导出载人潜水器的对地速度vb和水流速度3)下潜至近海底，利用ADCP底跟踪功能获取的载人潜水器的对地速度与重叠的ADCP测量推导出载人潜水器的对地速度的误差，提出一种对各深度单元层中载人潜水器对地速度和水流速度实现误差修正的方法。本发明解决了下潜过程载人潜水器的对地速度和洋流速度难以估算并且速度误差随时间累计的问题，能够实现深潜载人潜水器下潜/上浮过程中获取对地、洋流速度以及完成误差修正得到可靠准确的速度信息。
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公开(公告)号：CN111024071A
公开(公告)日：2020-04-17
申请号：CN201911354552.1
申请日：2019-12-25
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于GNSS辅助的加速度计和陀螺仪常值漂移估算的导航方法及系统，方法包括以下步骤：1)构建加速度计和陀螺仪常值漂移模型；2)构建线运动机动条件下的惯性系对准的数学模型；3)应用牛顿-拉格朗日迭代法的多元函数求极值的方法进行导航参数辨识；4)利用得到的姿态初始值根据姿态矩阵的链式分解求得当前时刻载体的姿态。本发明能够在GNSS辅助下，实现姿态及惯性仪表的常值估计。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114459476A
公开(公告)日：2022-05-10
申请号：CN202210232800.0
申请日：2022-03-09
Applicant: 东南大学
Abstract: 基于虚拟速度量测的水下无人潜航器测流DVL/SINS组合导航方法，首先，获取安装在水下无人潜航器上的多普勒测速仪的速度量测数据以及惯性测量元件所输出的陀螺仪和加速度计的输出数据；然后，利用DVL的输出、IMU的输出以及SINS捷联解算获得的历史速度数据构建一组虚拟速度量测，该虚拟速度量测为对地速度；最终，将所构建的虚拟速度量测与IMU、DVL传感器的输出一同输入至卡尔曼滤波器中，完成多传感器融合后的对水下无人潜航器的定位与导航。本发明算法有效解决了因DVL探测范围受限导致中层水域工作的水下无人潜航器无法获得对地速度的问题，与普通的卡尔曼滤波组合导航算法相比，其速度估计精度更高，因而对定位精度有较大的提升。
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公开(公告)号：CN111076728A
公开(公告)日：2020-04-28
申请号：CN202010030356.5
申请日：2020-01-13
Applicant: 东南大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明公开了一种基于DR/USBL的深潜载人潜水器组合导航方法，包括步骤：1)利用载人潜水器上搭载的姿态传感器提供的姿态角信息和多普勒计程仪提供的对地速度信息实时递推计算得到位置信息，从而构成一套自主的航位推算系统DR；2)利用安装在水面支持母船底部的超短基线USBL基阵对载人潜水器进行定位，设计在线数据清洗方案来处理USBL源数据中的野值和缺失值，以获取连续一致的位置数据；3)设计kalman滤波器，有效地融合航位推算系统DR和超短基线水声定位系统USBL，构造DR/USBL组合导航系统，从而获得定位误差不随时间累积的近海底组合导航结果。本发明解决了USBL定位数据缺失和跳点、DR定位误差随时间累计的问题，能够实现深潜载人潜水器近海底高精度导航定位。
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公开(公告)号：CN114459476B
公开(公告)日：2024-03-01
申请号：CN202210232800.0
申请日：2022-03-09
Applicant: 东南大学
Abstract: 基于虚拟速度量测的水下无人潜航器测流DVL/SINS组合导航方法，首先，获取安装在水下无人潜航器上的多普勒测速仪的速度量测数据以及惯性测量元件所输出的陀螺仪和加速度计的输出数据；然后，利用DVL的输出、IMU的输出以及SINS捷联解算获得的历史速度数据构建一组虚拟速度量测，该虚拟速度量测为对地速度；最终，将所构建的虚拟速度量测与IMU、DVL传感器的输出一同输入至卡尔曼滤波器中，完成多传感器融合后的对水下无人潜航器的定位与导航。本发明算法有效解决了因DVL探测范围受限导致中层水域工作的水下无人潜航器无法获得对地速度的问题，与普通的卡尔曼滤波组合导航算法相比，其速度估计精度更高，因而对定位精度有较大的提升。
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公开(公告)号：CN116224409A
公开(公告)日：2023-06-06
申请号：CN202310058983.3
申请日：2023-01-13
Applicant: 东南大学
Abstract: 一种基于GNSS/SINS/DVL组合的洋流速度最优估计方法，方法包括以下步骤：(1)构建包含洋流速度在内的GNSS/SINS/DVL组合导航运动模型；(2)设计洋流速度参数寻优目标函数；(3)设计基于GNSS/SINS/DVL组合的洋流速度最优化估计算法。本发明提供一种基于最优化理论依靠GNSS/SINS/DVL输出数据来估计水平洋流速度的方法，有效的克服了传统卡尔曼滤波算法依赖初始参数、要提前预知仪表先验信息的缺点，提高了估计的效率和准确度。
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公开(公告)号：CN115060267A
公开(公告)日：2022-09-16
申请号：CN202210617248.7
申请日：2022-06-01
Applicant: 东南大学
Abstract: 一种基于机动约束和增量滤波的SINS自辅助导航方法，1驱动AUV做水平方向上的周期性稳态运动，在向指定方向机动的同时，为导航坐标系下的速度添加高频分量；2获取安装在水下AUV上的惯性传感器实时数据；3将步骤2中获得的导航坐标系下的水平速度输入至高通滤波器中，获得一组剔除了低频误差分量的导航坐标系下的水平速度量；4建立卡尔曼滤波器，将步骤3中获得的速度分量的增量作为卡尔曼滤波器的量测量输入至卡尔曼滤波器中，将获得的速度误差量进行补偿，获得自辅助补偿后的高精度定位值。本发明有效解决了SINS定位误差随时间发散的问题，与纯SINS解算的定位方案相比，可以将速度误差限制在一个很小的范围内,对定位精度有较大的提升。
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