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龙图腾网恭喜南京航空航天大学申请的专利一种基于人体下肢DH模型的行人惯性导航定位方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114623826B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-29发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210181087.1，技术领域涉及：G01C21/16；该发明授权一种基于人体下肢DH模型的行人惯性导航定位方法是由李晓东;熊智;丁一鸣;王婕;孙银收;刘晨;张玲;张苗;崔岩;陈芷心;李婉玲;曹志国;王钲淳设计研发完成，并于2022-02-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于人体下肢DH模型的行人惯性导航定位方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于人体下肢DH模型的行人惯性导航定位方法，包括步骤：1采集行人足绑式IMU数据并进行预处理；2利用DH准则，建立人体下肢模型；针对腿部四个节点位置进行传感器的安装和校准；3实时解算左右双足两节点IMU数据并进行零速检测和零速修正；4采集腿部四节点数据，实时解算姿态角，再通过正向运动学实时求解双足距离矢量；5根据步骤3获得的左右双足状态量，结合步骤4解算得到的双足距离矢量建立双足距离等式约束，并结合滤波方法对位置、速度和姿态进行修正，得到修正后的速度、姿态和位置。本发明解决了行人惯性导航中航向发散问题，减少行人导航定位的累积误差，提高导航定位精度。

本发明授权一种基于人体下肢DH模型的行人惯性导航定位方法在权利要求书中公布了：1.一种基于人体下肢DH模型的行人惯性导航定位方法，其特征在于，包括以下步骤：1采集行人足绑式IMU数据并进行预处理；预处理包括以下步骤：1.1从IMU静态数据中计算并扣除陀螺仪的零偏 其中，s0表示静态区间开始时刻，s1表示静态区间结束时刻，W表示陀螺仪输出；1.2利用静态下加速度计的比力输出计算初始的姿态角，包括足部俯仰角θ和足部滚转角γ： 其中，gx为足部IMU的X轴的比力输出；gy为足部IMU的Y轴的比力输出；gz为足部IMU的Z轴的比力输出；2利用DH准则，建立人体下肢模型；在人体下肢静止阶段时，于左大腿、右大腿、左小腿、右小腿的位置进行传感器的安装和校准；3实时解算左足踝关节节点、右足踝关节节点共两节点的IMU数据并进行零速检测，检测结果处于零速状态时进行零速修正，修正过程中获得左右双足的状态量；4通过步骤2的传感器采集腿部四个节点数据并进行姿态的实时解算，获得实时更新的姿态角，通过正向运动学实时求解双足距离矢量；所述的四个节点分别为左腿髋关节节点、右腿髋关节节点、左腿膝关节节点、右腿膝关节节点；包括以下子步骤：4.1采集腿部四个节点数据，利用捷联惯导算法实时解算腿部四个节点IMU姿态角，姿态角包括航向角ψ、俯仰角θ、滚转角γ；4.2利用正向运动学求解双足距离矢量4.2.1根据建立的DH模型参数，获得单只腿部的关节之间的齐次变换矩阵所述的关节包括关节1、关节2、关节3、关节4，关节1、关节2、关节3对应髋关节的三个自由度，关节4对应膝关节的一个自由度；公式为： 其中，θi表示关节i的旋转角，i取1、2、3、4；θ1数值为单只腿部髋关节节点的IMU航向角；θ2数值为单只腿部髋关节节点的IMU滚转角，θ3数值为单只腿部髋关节节点的IMU俯仰角；θ4数值为单只腿部膝关节节点的IMU俯仰角，且θ1、θ2、θ3、θ4的数值均取自同一只腿的节点姿态角的数值；αi表示关节i的扭角，di表示表示关节i与关节i-1之间连杆的偏置；4.2.2获取单只腿部节点中髋关节与该只腿部踝关节的齐次变换矩阵公式为： 4.2.3提取第四列中的前三个元素得到单只腿部节点中髋关节与该只腿部踝关节的位置相对关系4.2.4足部两节点IMU的位置相对关系表示为： 其中，表示左侧足绑式IMU与左侧髋关节的位置相对关系，表示右侧足绑式IMU与右侧髋关节的位置相对关系；T＝[-d00]T表示左右侧髋关节的位置相对关系，d表示左右髋关节间距；5根据步骤3获得的左右双足的状态量，结合步骤4解算得到的双足距离矢量建立双足距离等式约束，并结合滤波方法对位置、速度和姿态进行修正，得到修正后的速度、姿态和位置；包括以下子步骤：5.1联立双足状态量，构建系统方程：X＝[XLXR]其中，XL表示左脚IMU的导航误差状态量、XR表示右脚IMU的导航误差状态量；5.2根据XL和XR解算得到的双足IMU相对距离模值为：dc＝fL·X其中,f为向量欧式距离求解函数,L＝[03×6I3×303×15-I3×303×9]；5.3根据双足距离矢量获得足部两节点IMU之间的相对距离模值为： 5.4建立双足等式约束，获得量测方程：Zdis＝δd＝dc-dDH＝fL·X-dDH5.5根据系统方程和量测方程应用扩展卡尔曼滤波获得最优估计误差状态量后，对位置、速度、姿态和IMU器件误差进行再次修正。

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