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公开(公告)号：CN113532479B
公开(公告)日：2024-03-29
申请号：CN202110877670.1
申请日：2021-08-01
Applicant: 北京工业大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明公开了基于李群滤波的运动状态下捷联惯性导航对准方法，采用李群描述代替传统四元数描述实现对SINS姿态变换的计算，对利用李群和捷联惯导系统的特性构建的新系统进行分析，并根据李群中特殊正交群的性质定义的误差旋转矩阵，建立了基于误差状态的线性初始对准模型，利用凯莱变换恒等地映射到向量空间进行滤波。最后将误差补偿，得到姿态矩阵的最优估计。该方法避免了避免奇异值分解法的大失准角下的奇异点问题和传统四元数方法的非线性近似带来的精度问题；利用误差作为状态量进行估计并对误差进行补偿，状态相关误差得以减小，提高了对准精度。更适合于实际工程应用。
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公开(公告)号：CN110926499B
公开(公告)日：2023-09-01
申请号：CN201910996472.X
申请日：2019-10-19
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了基于李群最优估计的SINS捷联惯性导航系统晃动基座自对准方法，采用李群描述代替传统四元数描述实现对SINS姿态变换的计算，利用李群微分方程建立基于李群描述的线性初始对准滤波模型。并利用李群的左乘不变性以及李群与李代数之间的指数映射对状态相关误差进行等效变换，建立等效的状态无关李代数滤波方程，再通过等效方程对初始姿态进行估计。本发明将李群模型下的状态相关噪声等效为李代数下的状态无关噪声，相比于传统的李群模型，建立了更为精确的李群线性对准模型，避免传统四元数描述初始姿态矩阵而产生的非唯一性和非线性问题。本方法大幅度缩短了对准时间，有效提高对准精度，更适合于实际工程应用。
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公开(公告)号：CN113155152A
公开(公告)日：2021-07-23
申请号：CN202110273084.6
申请日：2021-03-14
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了基于李群滤波的相机与惯性传感器空间关系自标定方法，采用李群描述代替传统四元数描述实现对旋转姿态变换的计算，利用李群微分方程建立基于李群描述的线性标定滤波模型。并根据李代数的物理定义，利用预测向量与观测向量乘积的方向和预测向量与观测向量之间的夹角来计算误差李代数。利用SO(4)群与李代数之间的映射关系对相机‑IMU空间关系旋转矩阵与陀螺仪常值漂移进行补偿。该方法避免了四元数描述需要存在的无法同步估计陀螺仪常值漂移问题，并且不存在基于优化方法存在的非凸问题，提高了对准精度，更适合于实际工程应用。
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公开(公告)号：CN113532479A
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202110877670.1
申请日：2021-08-01
Applicant: 北京工业大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明公开了基于李群滤波的运动状态下捷联惯性导航对准方法，采用李群描述代替传统四元数描述实现对SINS姿态变换的计算，对利用李群和捷联惯导系统的特性构建的新系统进行分析，并根据李群中特殊正交群的性质定义的误差旋转矩阵，建立了基于误差状态的线性初始对准模型，利用凯莱变换恒等地映射到向量空间进行滤波。最后将误差补偿，得到姿态矩阵的最优估计。该方法避免了避免奇异值分解法的大失准角下的奇异点问题和传统四元数方法的非线性近似带来的精度问题；利用误差作为状态量进行估计并对误差进行补偿，状态相关误差得以减小，提高了对准精度。更适合于实际工程应用。
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公开(公告)号：CN110702143A
公开(公告)日：2020-01-17
申请号：CN201910996482.3
申请日：2019-10-19
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了基于李群描述的SINS捷联惯性导航系统动基座快速初始对准方法，该方法采用李群描述代替传统的四元数描述实现对SINS姿态变换的计算，利用李群微分方程建立线性初始对准模型，并将陀螺漂移作为增广状态量建立增广的初始对准模型，然后采用矩阵形式的卡尔曼滤波算法实现对初始姿态矩阵和陀螺仪常值漂移的同步估计。本发明将陀螺仪常值漂移作为增广量，相比于传统的初始对准模型，建立了更为精确的增广的线性对准模型。本发明的对准方法不仅可以实现SINS的一步直接对准，而且大幅度缩短了对准时间，便于对捷联解算过程出现的误差进行补偿，有效提高对准精度，更适合于实际工程应用。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112229421B
公开(公告)日：2023-08-11
申请号：CN202010973054.1
申请日：2020-09-16
Applicant: 北京工业大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明公开了基于李群最优估计的捷联惯性导航晃动基座粗对准方法，采用李群描述代替传统四元数描述实现对SINS姿态变换的计算，利用李群微分方程建立基于李群描述的线性初始对准滤波模型。并根据李代数的物理定义，利用预测向量与观测向量向量乘积的方向和预测向量与观测向量之间的夹角来计算误差李代数。利用SO(3)群与李代数之间的映射关系对初始旋转矩阵进行补偿。该方法避免了避免TRIAD方法需要非共线矢量观测的缺点提高了对准速度，并且不存在基于Wahba问题的方法存在的非凸问题，提高了对准精度，更适合于实际工程应用。
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公开(公告)号：CN113155152B
公开(公告)日：2023-01-03
申请号：CN202110273084.6
申请日：2021-03-14
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了基于李群滤波的相机与惯性传感器空间关系自标定方法，采用李群描述代替传统四元数描述实现对旋转姿态变换的计算，利用李群微分方程建立基于李群描述的线性标定滤波模型。并根据李代数的物理定义，利用预测向量与观测向量乘积的方向和预测向量与观测向量之间的夹角来计算误差李代数。利用SO(4)群与李代数之间的映射关系对相机‑IMU空间关系旋转矩阵与陀螺仪常值漂移进行补偿。该方法避免了四元数描述需要存在的无法同步估计陀螺仪常值漂移问题，并且不存在基于优化方法存在的非凸问题，提高了对准精度，更适合于实际工程应用。
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公开(公告)号：CN114549549A
公开(公告)日：2022-05-27
申请号：CN202210123898.6
申请日：2022-02-10
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种动态环境下基于实例分割的动态目标建模跟踪方法，用于室外的自动驾驶或室内空间的机器人定位，对于动态环境下的动态目标干扰具有较好的鲁棒性，并能够获得运动物体的运动速度和角度信息。本发明使用RGB‑D相机作为视觉输入传感器，经过实例分割算法预处理得到先验语义信息。然后分别使用静态区域进行基于ORB特征的相机位姿解算，使用动态区域进行稀疏光流的目标跟踪获得相机坐标系下运动目标的位姿。最后进行全局的BA优化，得到更为精确的全局相机位姿和运动目标的位姿。
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公开(公告)号：CN110702143B
公开(公告)日：2021-07-30
申请号：CN201910996482.3
申请日：2019-10-19
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了基于李群描述的SINS捷联惯性导航系统动基座快速初始对准方法，该方法采用李群描述代替传统的四元数描述实现对SINS姿态变换的计算，利用李群微分方程建立线性初始对准模型，并将陀螺漂移作为增广状态量建立增广的初始对准模型，然后采用矩阵形式的卡尔曼滤波算法实现对初始姿态矩阵和陀螺仪常值漂移的同步估计。本发明将陀螺仪常值漂移作为增广量，相比于传统的初始对准模型，建立了更为精确的增广的线性对准模型。本发明的对准方法不仅可以实现SINS的一步直接对准，而且大幅度缩短了对准时间，便于对捷联解算过程出现的误差进行补偿，有效提高对准精度，更适合于实际工程应用。
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公开(公告)号：CN112229421A
公开(公告)日：2021-01-15
申请号：CN202010973054.1
申请日：2020-09-16
Applicant: 北京工业大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明公开了基于李群最优估计的捷联惯性导航晃动基座粗对准方法，采用李群描述代替传统四元数描述实现对SINS姿态变换的计算，利用李群微分方程建立基于李群描述的线性初始对准滤波模型。并根据李代数的物理定义，利用预测向量与观测向量向量乘积的方向和预测向量与观测向量之间的夹角来计算误差李代数。利用SO(3)群与李代数之间的映射关系对初始旋转矩阵进行补偿。该方法避免了避免TRIAD方法需要非共线矢量观测的缺点提高了对准速度，并且不存在基于Wahba问题的方法存在的非凸问题，提高了对准精度，更适合于实际工程应用。
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