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公开(公告)号：CN112558112B
公开(公告)日：2022-09-16
申请号：CN202011288910.6
申请日：2020-11-17
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开一种GNSS状态域慢变斜坡故障完好性监测方法，利用递推原理，确定递推周期，通过GNSS扩展卡尔曼滤波得到“状态新息”即先验状态估计与后验状态估计二者之差及其协方差矩阵，构建递推监测统计量；根据不同导航定位应用领域的实际误警率需求，确定监测阈值；将监测统计量与监测阈值进行比较，完成状态域的慢变斜坡故障完好性监测，若监测统计量大于监测阈值，则向用户发出报警，否则，继续下一历元的完好性监测。本发明直接从GNSS的状态域展开，通过描述系统的状态值进行慢变斜坡故障完好性监测，且能够在线实时运作，为从定位结果角度进行慢变斜坡故障完好性监测这一技术领域提供了新思路。
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公开(公告)号：CN113820003A
公开(公告)日：2021-12-21
申请号：CN202111083922.X
申请日：2021-09-15
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G01H17/00
Abstract: 本发明公开了一种适用于桥梁振动监测的加速度实时重构动态位移方法，包括：初始化两个滤波参数和滤波初值；对当前历元下的原始监测数据递推处理，得到当前历元下可用加速度数据并一次积分计算，再利用加权滑动均值滤波算法进行滤波处理，得到滤波后的当前历元下的可用速度数据，并再进行一次积分计算，得到当前历元下的位移数据；利用加权滑动均值滤波算法进行滤波处理，再递推处理，得到当前历元下的可用位移数据，获得当前历元测点的实时振动位移数据；利用频域处理方法对两个滤波参数进行最优固定；循环执行，逐历元解算获得测点的实时振动位移数据。本发明能够逐历元对加速度传感器实时产生的监测数据进行在线解算，实现实时重构桥梁的振动位移。
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公开(公告)号：CN112683270B
公开(公告)日：2024-10-11
申请号：CN202011432157.3
申请日：2020-12-07
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明提供一种基于平滑变结构滤波、利用磁力计和加速度计提供的姿态角差观测量来增强系统模型的可观测性，同时将平滑变结构滤波运用其中以提高状态变量的鲁棒性的GNSS/SINS/磁力计的组合方法，包括步骤：步骤一，在SINS系统中挑选合适的状态变量。步骤二，建立组合导航系统的状态方程。步骤三，建立组合导航系统的量测方程。步骤四，构建系统模型的可观测性矩阵，对系统模型进行可观测性分析；根据分析结果，评价基于GNSS/SINS/磁力计的组合系统是否具备完全可观测性；若是，则进行平滑变结构滤波的应用；若否，则重复步骤一到四，重新挑选状态变量和相应的观测量，设计新的状态方程和量测方程，直至系统为完全可观系统；步骤五，平滑变结构滤波的应用。
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公开(公告)号：CN113820003B
公开(公告)日：2022-07-08
申请号：CN202111083922.X
申请日：2021-09-15
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G01H17/00
Abstract: 本发明公开了一种适用于桥梁振动监测的加速度实时重构动态位移方法，包括：初始化两个滤波参数和滤波初值；对当前历元下的原始监测数据递推处理，得到当前历元下可用加速度数据并一次积分计算，再利用加权滑动均值滤波算法进行滤波处理，得到滤波后的当前历元下的可用速度数据，并再进行一次积分计算，得到当前历元下的位移数据；利用加权滑动均值滤波算法进行滤波处理，再递推处理，得到当前历元下的可用位移数据，获得当前历元测点的实时振动位移数据；利用频域处理方法对两个滤波参数进行最优固定；循环执行，逐历元解算获得测点的实时振动位移数据。本发明能够逐历元对加速度传感器实时产生的监测数据进行在线解算，实现实时重构桥梁的振动位移。
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公开(公告)号：CN112729730A
公开(公告)日：2021-04-30
申请号：CN202011538395.2
申请日：2020-12-23
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种一体化GNSS/加速度计与MEMS‑IMU融合监测桥梁挠度的方法，其可以根据MEMS‑IMU航向姿态硬约束以及短时间内输出高精度姿态对惯性系统观测值合理定权，顾及桥梁形变特征，同时充分挖掘四元数模约束与航向角硬约束等非完整性约束信息，并利用约束平滑变结构滤波器更新并反馈校正MEMS‑IMU器件随机漂移误差，利用噪声信息和误差信息在误差上界处采用饱和项强制估计状态进行切换，在上下滑模面内采用误差新息进行更新，以抑制桥梁监测环境中存在建模残余的多路径误差及其他未知或未建模误差；构建基于速率等状态向量的一致性监测指标，实现GNSS/加速度计与MEMS‑IMU融合可靠监测。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112578394A
公开(公告)日：2021-03-30
申请号：CN202011340993.9
申请日：2020-11-25
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开一种附有几何约束的LiDAR/INS融合定位与制图方法，获取矿井下的移动载体的INS数据以及同步的LiDAR数据；以INS的预测载体位姿作为LiDAR的初始位姿进行扫描匹配，并对得到的LiDAR数据采用基于主成分分析的附有几何约束的方法提取线特征和角点特征；在水平通道和垂直通道上，分别构建Kalman滤波状态方程和量测方程；最终通过Kalman滤波融合解算并进行最优平滑处理，得到整个导航过程中移动载体在当地地理坐标系下的位置、姿态信息并建图，实时性高，计算量小，导航精度高。
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公开(公告)号：CN112558112A
公开(公告)日：2021-03-26
申请号：CN202011288910.6
申请日：2020-11-17
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开一种GNSS状态域慢变斜坡故障完好性监测方法，利用递推原理，确定递推周期，通过GNSS扩展卡尔曼滤波得到“状态新息”即先验状态估计与后验状态估计二者之差及其协方差矩阵，构建递推监测统计量；根据不同导航定位应用领域的实际误警率需求，确定监测阈值；将监测统计量与监测阈值进行比较，完成状态域的慢变斜坡故障完好性监测，若监测统计量大于监测阈值，则向用户发出报警，否则，继续下一历元的完好性监测。本发明直接从GNSS的状态域展开，通过描述系统的状态值进行慢变斜坡故障完好性监测，且能够在线实时运作，为从定位结果角度进行慢变斜坡故障完好性监测这一技术领域提供了新思路。
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公开(公告)号：CN112729730B
公开(公告)日：2025-03-07
申请号：CN202011538395.2
申请日：2020-12-23
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种一体化GNSS/加速度计与MEMS‑IMU融合监测桥梁挠度的方法，其可以根据MEMS‑IMU航向姿态硬约束以及短时间内输出高精度姿态对惯性系统观测值合理定权，顾及桥梁形变特征，同时充分挖掘四元数模约束与航向角硬约束等非完整性约束信息，并利用约束平滑变结构滤波器更新并反馈校正MEMS‑IMU器件随机漂移误差，利用噪声信息和误差信息在误差上界处采用饱和项强制估计状态进行切换，在上下滑模面内采用误差新息进行更新，以抑制桥梁监测环境中存在建模残余的多路径误差及其他未知或未建模误差；构建基于速率等状态向量的一致性监测指标，实现GNSS/加速度计与MEMS‑IMU融合可靠监测。
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公开(公告)号：CN112578394B
公开(公告)日：2022-09-27
申请号：CN202011340993.9
申请日：2020-11-25
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开一种附有几何约束的LiDAR/INS融合定位与制图方法，获取矿井下的移动载体的INS数据以及同步的LiDAR数据；以INS的预测载体位姿作为LiDAR的初始位姿进行扫描匹配，并对得到的LiDAR数据采用基于主成分分析的附有几何约束的方法提取线特征和角点特征；在水平通道和垂直通道上，分别构建Kalman滤波状态方程和量测方程；最终通过Kalman滤波融合解算并进行最优平滑处理，得到整个导航过程中移动载体在当地地理坐标系下的位置、姿态信息并建图，实时性高，计算量小，导航精度高。
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公开(公告)号：CN112683270A
公开(公告)日：2021-04-20
申请号：CN202011432157.3
申请日：2020-12-07
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明提供一种基于平滑变结构滤波、利用磁力计和加速度计提供的姿态角差观测量来增强系统模型的可观测性，同时将平滑变结构滤波运用其中以提高状态变量的鲁棒性的GNSS/SINS/磁力计的组合方法，包括步骤：步骤一，在SINS系统中挑选合适的状态变量。步骤二，建立组合导航系统的状态方程。步骤三，建立组合导航系统的量测方程。步骤四，构建系统模型的可观测性矩阵，对系统模型进行可观测性分析；根据分析结果，评价基于GNSS/SINS/磁力计的组合系统是否具备完全可观测性；若是，则进行平滑变结构滤波的应用；若否，则重复步骤一到四，重新挑选状态变量和相应的观测量，设计新的状态方程和量测方程，直至系统为完全可观系统；步骤五，平滑变结构滤波的应用。
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