恭喜上海交通大学潘汉获国家专利权
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龙图腾网恭喜上海交通大学申请的专利基于自主水下机器人惯导与超短基线定位传感器的轨迹解算与配准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:CN114993313B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-30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:202210548232.5,技术领域涉及:G01C21/20;该发明授权基于自主水下机器人惯导与超短基线定位传感器的轨迹解算与配准方法是由潘汉;袁煜;敬忠良;彭湃设计研发完成,并于2022-05-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于自主水下机器人惯导与超短基线定位传感器的轨迹解算与配准方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于自主水下机器人惯导与超短基线定位传感器的轨迹解算与配准方法,通过包含惯性导航设备与超短基线定位传感器的自主水下机器人,获取IMU数据和USBL数据,筛选并处理USBL数据;将IMU数据点坐标由WGS84坐标系转化为ENU坐标系;绘制处理后的USBL数据点与IMU数据点在ENU坐标系下的轨迹;求解ENU坐标系与USBL坐标系之间的角度与原点位置偏差;求解ENU坐标系与USBL坐标系之间的变换矩阵,并将USBL数据点与IMU数据点进行配准;绘制配准后的IMU和USBL数据在ENU坐标系下的轨迹,利用卫星照片与相关GPS坐标值,将绘制的轨迹与实际现场卫星照片进行叠加。本发明在验证提出的轨迹求解算法精准性的同时,为AUV控制人员提供精准的AUV运动轨迹,为AUV执行任务提供有效信息。
本发明授权基于自主水下机器人惯导与超短基线定位传感器的轨迹解算与配准方法在权利要求书中公布了:1.一种基于自主水下机器人惯导与超短基线定位传感器的轨迹解算与配准方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、通过包含惯性导航设备与超短基线传感器的自主水下机器人,获取IMU数据和USBL数据,筛选并处理USBL数据,根据AUV航行器在实际实验中的先验信息,处理USBL数据的异常数据,确保余下USBL数据的可靠性,具体运算过程为:步骤1.1、在X方向上,对数据通过以下方式处理: 其中,xi为第i个USBL数据点的X轴坐标,即深度坐标;d0为AUV在实验过程中的最大下潜深度,根据d0将深度异常数据点标记为error,步骤1.2、在Y方向上,对数据通过以下方式处理: 其中,yi为第i个USBL数据点的Y轴坐标;AUV在实验过程中,Y方向上运动范围为实验水域宽度w02之内,根据w0将Y方向上异常数据点标记为error,步骤1.3、在Z方向上,对数据通过以下方式处理: 其中,zi为第i个USBL数据点的Z轴坐标;AUV在实验过程中,Z方向上运动范围为实验水域长度l0之内,根据l0将Z方向上异常数据点标记为error,步骤1.4、在相邻时间戳数据点间,对数据通过以下方式处理: 其中,vmax为AUV在实验过程中的最大运动速度,根据vmax将速度异常数据点标记为error,步骤1.5、根据以上步骤1.1至1.4,剔除标记为error的USBL数据点;步骤2、将IMU数据点坐标由WGS84坐标系转化为ENU坐标系;步骤3、绘制处理后的USBL数据点与IMU数据点在ENU坐标系下的轨迹;步骤4、求解ENU坐标系与USBL坐标系之间的角度与原点位置偏差;步骤5、求解ENU坐标系与USBL坐标系之间的变换矩阵,并将USBL数据点与IMU数据点进行配准;步骤6,绘制配准后的IMU和USBL数据在ENU坐标系下的轨迹,利用卫星照片与相关GPS坐标值,将绘制的轨迹与实际现场卫星照片进行叠加。
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