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公开(公告)号：CN116242350B
公开(公告)日：2023-07-28
申请号：CN202310532938.7
申请日：2023-05-12
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明涉及一种空间分布式偏振/惯导协同定位方法。首先设计分布式偏振导航系统，获取每个子系统在载体系下测得的太阳矢量、三轴姿态角、速度以及各子系统间相对距离；然后将载体系下太阳矢量转换到地理坐标系下，并建立地理坐标系下太阳高度角、太阳方位角与各子系统经纬度的关系；其次，建立各子系统间相对距离与经纬度的关系；最后，建立分布式偏振导航系统的状态方程和量测方程，利用无迹卡尔曼滤波方法对各子系统经纬度进行估计。本发明建立了一种空间分布式偏振/惯导协同定位方法，可用于无人系统协同定位。
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公开(公告)号：CN116222580A
公开(公告)日：2023-06-06
申请号：CN202310513929.3
申请日：2023-05-09
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明公开了一种基于跨介质折射干扰补偿修正的水下偏振定向方法，包括：针对混杂光学耦合干扰环境水下偏振光场感知问题，建立基于光强信号的对立差分偏振量测方程，解析水下偏振矢量；考虑气液介质折射率变化光的折射效应引起的水下偏振光场偏差，基于空间信息映射关系建立跨介质折射效应下的方向修正矩阵；根据光的能量守恒定律，反演振幅修正后的偏振矢量；基于水下偏振光场空间分布规律，建立基于偏振折射干扰补偿修正的水下姿态量测方程，实现海洋环境基于偏振折射干扰补偿修正的水下自主定向。本发明突破了跨介质环境基于水下偏振干扰补偿修正的仿生自主定向技术，能够有效提高海洋跨介质环境水下仿生偏振定向的可靠性和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN116222560A
公开(公告)日：2023-06-06
申请号：CN202310514031.8
申请日：2023-05-09
Applicant: 北京航空航天大学
IPC: G01C21/16
Abstract: 本发明提出一种基于偏振时间差分的陀螺漂移与姿态失准角解耦估计方法，包括：将陀螺漂移作为第一滤波器的状态量，建立陀螺漂移的状态方程；利用仿复眼偏振组合导航系统测量的偏振矢量计算太阳矢量，利用地理系与载体系下太阳矢量的时间差分信息，建立陀螺仪漂移的量测方程；将姿态失准角、陀螺刻度因子误差作为第二滤波器的状态量，将第一滤波器估计的陀螺漂移作为补偿项，构建第二滤波器的状态方程；利用仿复眼偏振组合导航系统不同观测方向的偏振矢量，建立第二滤波器的量测方程，估计姿态失准角。本发明通过构建两个滤波器，避免了陀螺漂移与姿态失准角误差的串扰，可提高系统的导航精度。
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公开(公告)号：CN115164872A
公开(公告)日：2022-10-11
申请号：CN202210699432.0
申请日：2022-06-20
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明涉及一种基于时间序列偏振光场的自主定位方法。首先在利用偏振光传感器获取一个时间序列的偏振光场，通过偏振光场与磁罗盘解算的太阳位置测量值序列，包括太阳高度角测量值序列及方位角测量值序列相对于磁北夹角序列；而后以一定网络密度遍历全球经纬度，利用太阳年历及世界地磁模型，计算出时间序列上每个数据采集时刻全球每个经纬度格点上的太阳高度角计算值序列以及太阳方位角计算值序列相对与磁北夹角序列，构建拟合数据库；定义一个时刻太阳位置测量值与太阳位置计算值之间的距离，建立基于时间序列太阳位置的损失函数；最后，根据拟合数据库，计算当损失函数最小时对应的经纬度，实现自主定位。
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公开(公告)号：CN114894197A
公开(公告)日：2022-08-12
申请号：CN202210796764.0
申请日：2022-07-08
Applicant: 北京航空航天大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明涉及一种基于天顶点实时跟踪的水下偏振自主航向计算方法。首先利用相机镜头模型及俯仰角、横滚角计算地理坐标系下天顶点可跟踪性判据；对于符合天顶点可跟踪性判据的场景，由水下偏振光强图像求解水下偏振方位角图像及水下偏振度图像；利用俯仰角和横滚角及镜头模型，动态跟踪天顶点在水下偏振方位角图像映射点像素坐标；进而解算具有歧义性的太阳方位角，并根据水下偏振度图像消除歧义性，结合太阳年历计算的地理坐标系下的太阳方位角，求得载体航向。本发明通过利用了天顶点的偏振信息，减少了折射作用引起的计算误差，降低了计算模型的复杂度，有利用实现水下航向的实时确定。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112461191A
公开(公告)日：2021-03-09
申请号：CN202011307244.6
申请日：2020-11-20
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明涉及一种基于水下折射与散射耦合偏振度的太阳高度解算方法。首先设计仿复眼多方向水下偏振传感器，定义传感器观测方向夹角，获取偏振传感器三个观测方向的水下偏振度、水下偏振方位角信息；然后，基于瑞利散射理论和折射定律分析散射、折射过程中的光线传播方向变化，确定入射到传感器的大气光线入射角；接着利用瑞利散射理论和菲涅尔定理确定入射到传感器各观测方向光线的大气偏振度；最后根据大气中的偏振度约束关系，计算最大偏振度，确定太阳高度角。本发明建立了水平姿态下的基于水下折射与散射耦合偏振度模式的太阳高度角解算方法，可用于水下载体的导航定位。
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公开(公告)号：CN118473368B
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410920881.2
申请日：2024-07-10
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明提供一种针对动态偏差的自适应两级强跟踪滤波方法，属于导航技术领域。首先，以两级滤波方法为基础，建立存在动态且不可预测偏差时的系统模型和递推公式，并初始化滤波参数；然后，在迭代过程中，实时计算各时刻后验观测残差，并以某一时间窗口内残差序列为基础，统计前一时刻实际观测量后验方差矩阵；其次，根据两级滤波方法内部变量关系，计算出推算的前一时刻观测量后验方差矩阵；最后，利用统计和推算的后验方差矩阵，计算得与偏差变化紧密相关的自适应调节因子，并在线调整两级滤波器中偏差滤波器的增益矩阵。本发明通过敏感后验观测残差变化，在线调整偏差滤波器增益矩阵，实现对动态偏差的及时敏感和高效追踪。
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公开(公告)号：CN117109594B
公开(公告)日：2024-01-05
申请号：CN202311368422.X
申请日：2023-10-23
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明涉及一种基于水下光强梯度的自主定向方法，属于水下自主导航领域，首先利用水下图像传感器获取水下光强图像，并结合水平姿态角确定斯涅尔窗口内成像像素；随后利用水平姿态、相机模型及折射定律求解像素对应空间观测矢量及光强梯度矢量；利用观测矢量与光强梯度矢量确定太阳矢量与观测矢量所在平面法线，进而根据几何正交关系求解优化方程，得到太阳矢量估计；最后根据天文年历解算太阳矢量与估计太阳矢量关系，得到载体航向信息。本发明考虑了水下光强场蕴含的空间运动信息，通过光强梯度进行太阳跟踪，为水下航行器的可靠自主导航提供新的解决方案。
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公开(公告)号：CN116222580B
公开(公告)日：2023-07-25
申请号：CN202310513929.3
申请日：2023-05-09
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明公开了一种基于跨介质折射干扰补偿修正的水下偏振定向方法，包括：针对混杂光学耦合干扰环境水下偏振光场感知问题，建立基于光强信号的对立差分偏振量测方程，解析水下偏振矢量；考虑气液介质折射率变化光的折射效应引起的水下偏振光场偏差，基于空间信息映射关系建立跨介质折射效应下的方向修正矩阵；根据光的能量守恒定律，反演振幅修正后的偏振矢量；基于水下偏振光场空间分布规律，建立基于偏振折射干扰补偿修正的水下姿态量测方程，实现海洋环境基于偏振折射干扰补偿修正的水下自主定向。本发明突破了跨介质环境基于水下偏振干扰补偿修正的仿生自主定向技术，能够有效提高海洋跨介质环境水下仿生偏振定向的可靠性和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN116222581B
公开(公告)日：2023-07-11
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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