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公开(公告)号：CN107390177B
公开(公告)日：2019-08-20
申请号：CN201710541397.9
申请日：2017-07-05
Applicant: 东南大学
IPC: G01S5/26
Abstract: 本发明公开了一种基于纯测向的被动水下声学定位方法，由布设在海底的单一声源发射定位信号，搭载在AUV船艏以及船尾上的应答器基阵接收声源信号，计算出每个基阵上的两个应答器的接收信号间的相位差，得到海底声源分别和船艏、船尾连线与船体之间形成的角度，从而得到AUV与声源之间的相对位置信息，之后通过坐标转换可以得到AUV当前的大地坐标。本方法仅通过相位差信息来进行定位，从而达到纯测向的目的，能够有效规避声速在水下传播的不规则而造成的距离误差，能够提升定位精度。此外应答器被动接收声信号，无需上浮出水面进行位置更新，不易暴露位置，提高了隐蔽性和安全性，且应答器置于AUV上，避免了常规置于海底时，所存在的数据通信问题。
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公开(公告)号：CN105182373A
公开(公告)日：2015-12-23
申请号：CN201510624772.7
申请日：2015-09-25
Applicant: 东南大学
IPC: G01S19/24
CPC classification number: G01S19/24
Abstract: 本发明提供一种高动态环境下GPS弱信号跟踪方法，本发明由锁相环、锁频环组成一种新型二阶锁频环（FLL）辅助三阶锁相环（PLL)的方式来完成GPS处于高动态环境时单独锁相环噪声带宽窄，容易失锁，单独锁频环噪声带较宽，容易引入过多噪声问题。同时结合UKF滤波的方式来跟踪微弱信号，采用非线性卡尔曼滤波器的方法可以使接收机能够处理低载噪比的信号，把前置锁相环和锁频环跟踪的信号，通过UKF滤波器，UKF滤波器对位置、速度、时钟偏差、时钟频差进行估计，进而修正码相位和载波频率。在GPS高动态，多路径等复杂环境下提供了一种新研究方法，具有很强的推广能力。
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公开(公告)号：CN107656281A
公开(公告)日：2018-02-02
申请号：CN201710704763.8
申请日：2017-08-17
Applicant: 东南大学
CPC classification number: G01S15/872 , G01C21/165 , G01S7/52001 , G01S7/52004
Abstract: 本发明公开了一种基于倒谱分析的时间差辅助SINS的导航方法，倒谱分析对宽带信号与窄带信号具有良好的估计性能，在信噪比满足一定条件下，窄带信号的广义倒谱分析函数比广义互相关函数具有更尖锐的峰，能得到高精度的时延差，提高了时延估计精度；本发明还利用1个声信标和2个水听器进行辅助导航，能有效提高SINS的导航精度。相较结合GPS系统，AUV不用浮出水面，提高AUV的灵活性和隐蔽性；且结构比LBL系统和USBL系统简单、成本低；通过处理水听器接收的两路信号以得到时延差、再计算距离差和方位角，比直接处理信号计算传播距离的精度要高，能有效抑制噪音。
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公开(公告)号：CN107390177A
公开(公告)日：2017-11-24
申请号：CN201710541397.9
申请日：2017-07-05
Applicant: 东南大学
IPC: G01S5/26
Abstract: 本发明公开了一种基于纯测向的被动水下声学定位方法，由布设在海底的单一声源发射定位信号，搭载在AUV船艏以及船尾上的应答器基阵接收声源信号，计算出每个基阵上的两个应答器的接收信号间的相位差，得到海底声源分别和船艏、船尾连线与船体之间形成的角度，从而得到AUV与声源之间的相对位置信息，之后通过坐标转换可以得到AUV当前的大地坐标。本方法仅通过相位差信息来进行定位，从而达到纯测向的目的，能够有效规避声速在水下传播的不规则而造成的距离误差，能够提升定位精度。此外应答器被动接收声信号，无需上浮出水面进行位置更新，不易暴露位置，提高了隐蔽性和安全性，且应答器置于AUV上，避免了常规置于海底时，所存在的数据通信问题。
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公开(公告)号：CN106840211A
公开(公告)日：2017-06-13
申请号：CN201710181788.4
申请日：2017-03-24
Applicant: 东南大学
CPC classification number: G01C25/005 , G01C21/16
Abstract: 本发明公开了一种基于KF和STUPF组合滤波的SINS大方位失准角初始对准方法,将大失准角下非线性初始对准滤波模型分解为线性与非线性两部分，建立了线性滤波模型离散化的状态方程和量测方程，采用卡尔曼滤波进行处理；结合线性部分的状态方程和量测方程，得到非线性部分的观测量，进而建立初始对准非线性部分离散化的滤波模型，采用强跟踪的UPF滤波进行状态估计，得到失准角的估计值。本发明基于KF和STUPF组合滤波算法，既保证了初始对准精度，又降低了滤波器状态维数，避免了维数灾难，克服了计算量大、实时性差的不足，在保证初始对准精度的同时提高初始对准的实时性，具有实用价值。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106595711A
公开(公告)日：2017-04-26
申请号：CN201611189678.4
申请日：2016-12-21
Applicant: 东南大学
CPC classification number: G01C25/005 , G01C21/16
Abstract: 本发明公开了一种基于递推四元数的捷联惯性导航系统粗对准方法，该方法采用递推四元数算法来计算凝固法粗对准中的常值姿态矩阵，进而在凝固法粗对准的基础上完成捷联惯性导航粗对准过程。凝固法粗对准将初始姿态矩阵的求取转化为常值姿态矩阵的计算，通过构造观测矢量及参考矢量，采用递推四元数算法可以求取凝固法中的常值姿态矩阵的最优四元数解，进而完成捷联惯性导航粗对准过程。构造不同的观测矢量，本发明可应用于静基座和摇摆基座下初始对准，同样也适用于动基座下初始对准。本发明将递推四元数算法应用于凝固法粗对准过程中有助于提高对准精度及收敛速度。因此，作为一种摇摆基座或动基座的粗对准方法，本发明具有很好的工程参考和应用价值。
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公开(公告)号：CN106054135A
公开(公告)日：2016-10-26
申请号：CN201610312943.7
申请日：2016-05-12
Applicant: 东南大学
CPC classification number: G01S5/30 , G01C21/165 , G01S5/26
Abstract: 本发明公开了一种基于周期移动时间窗的被动水声定位方法，由捷联惯性导航系统SINS、AUV底部的单水听器(接收器)以及海底单水听器(带声源)组成。采用基于海底水听器发出的超声波的周期而移动的时间窗模型，在时间窗内部通过对AUV处于不同位置时接收到的声源信号做广义互相关得到时延差，再通过计算时间窗内部AUV多点模型得到AUV最新位置坐标。本发明通过时间窗内部AUV多点模型计算，AUV航行距离无需过远，从而有效减小了惯导系统随着时间不断累积而造成的定位误差。本发明中AUV无需上浮出水面进行位置更新，无需数据通信且AUV被动接受超声波信号，不易暴露位置，提高了AUV的隐蔽性和安全性。
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公开(公告)号：CN108519102B
公开(公告)日：2021-06-01
申请号：CN201810253281.X
申请日：2018-03-26
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于二次投影的双目视觉里程计算方法，包括以下步骤：使用ORB对KITTI数据集进行特征点提取、描述子建立以及记录特征点的寿命；采用环形匹配方法进行特征点匹配，环形匹配分为左右匹配和前后匹配；在当前帧中，采用三角测量建立3D空间点；将这些3D空间点投影到下一帧，并求解最小化重投影误差，得到最优的投影点；在下一帧图像中，由最优的投影点更新3D空间点，并将更新后的3D空间点重新投影到当前帧，求解最小化重投影误差，进而求解得到双目视觉里程计的位姿状态。本发明通过采用可靠性更高的特征点以及二次投影的方法，提高了视觉里程计的精度，降低了特征点的漂移。
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公开(公告)号：CN108519102A
公开(公告)日：2018-09-11
申请号：CN201810253281.X
申请日：2018-03-26
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于二次投影的双目视觉里程计算方法，包括以下步骤：使用ORB对KITTI数据集进行特征点提取、描述子建立以及记录特征点的寿命；采用环形匹配方法进行特征点匹配，环形匹配分为左右匹配和前后匹配；在当前帧中，采用三角测量建立3D空间点；将这些3D空间点投影到下一帧，并求解最小化重投影误差，得到最优的投影点；在下一帧图像中，由最优的投影点更新3D空间点，并将更新后的3D空间点重新投影到当前帧，求解最小化重投影误差，进而求解得到双目视觉里程计的位姿状态。本发明通过采用可靠性更高的特征点以及二次投影的方法，提高了视觉里程计的精度，降低了特征点的漂移。
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公开(公告)号：CN106054135B
公开(公告)日：2018-08-21
申请号：CN201610312943.7
申请日：2016-05-12
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于周期移动时间窗的被动水声定位方法，由捷联惯性导航系统SINS、AUV底部的单水听器(接收器)以及海底单水听器(带声源)组成。采用基于海底水听器发出的超声波的周期而移动的时间窗模型，在时间窗内部通过对AUV处于不同位置时接收到的声源信号做广义互相关得到时延差，再通过计算时间窗内部AUV多点模型得到AUV最新位置坐标。本发明通过时间窗内部AUV多点模型计算，AUV航行距离无需过远，从而有效减小了惯导系统随着时间不断累积而造成的定位误差。本发明中AUV无需上浮出水面进行位置更新，无需数据通信且AUV被动接受超声波信号，不易暴露位置，提高了AUV的隐蔽性和安全性。
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