北京航空航天大學楊艷強獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉北京航空航天大學申請的專利胸牌式消費級IMU行人導航方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116989778B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310906988.7,技術領域涉及:G01C21/16;該發明授權胸牌式消費級IMU行人導航方法是由楊艷強;程浩;張春熹;劉文釗;王宇軒;田龍杰;盧鑫;李皓陽;李天琦;肖聽雨設計研發完成,并于2023-07-24向國家知識產權局提交的專利申請。
本胸牌式消費級IMU行人導航方法在說明書摘要公布了:本發明屬于微機電系統技術領域,具體公開了胸牌式消費級IMU行人導航方法,包括:判斷行人是否處于靜態;獲取行人在當前時刻的運動參數,對陀螺儀和加速度計進行修正,對行人的速度清零并進行S5;獲取修正后陀螺儀測量的角速度,并將修正后的加速度計測量的加速度投影至導航系下,根據導航系下的加速度更新行人在當前時刻的運動參數;根據S3中獲得的導航系下的加速度計算對陀螺儀的修正進行補償更新,進行S5;具有如下優點:基于MEMS慣性測量單元MIMU的慣性導航方法在短航時的情境下具有高精度的定位效果且不依賴外界信息、不易受到干擾的優點,彌補無線電定位的不足,與無線電定位方法結合,從而提高在室內環境下行人導航定位的精度。
本發明授權胸牌式消費級IMU行人導航方法在權利要求書中公布了:1.胸牌式消費級IMU行人導航方法,其特征在于,通過陀螺儀和加速度計獲取行人的角速度和加速度進行導航,所述導航方法包括如下步驟: S1:獲取行人的當前角速度和加速度,基于預先設定的判斷閾值,判斷行人是否處于靜態,若是則進行S2,若否則進行S3; S2:獲取行人在當前時刻的運動參數,根據行人處于靜態下的角速度和加速度分別對所述陀螺儀和加速度計進行修正,對行人的速度清零并進行S5; S3:獲取修正后的陀螺儀測量的角速度,并根據所述角速度將修正后的加速度計測量的加速度投影至導航系下,根據導航系下的加速度更新行人在當前時刻的所述運動參數; S4:計算重力加速度與大于行人一個步長周期的一段時間內導航系下的加速度均值之間的偏角,通過所述偏角對所述陀螺儀進行補償更新; S5:輸出運動參數,并根據所述運動參數進行導航,并返回S1; 在對行人的速度清零之前,所述S2還包括: 根據獲取的加速度計算水平姿態角; 通過所述水平姿態角計算行人在當前時刻下的四元數; 根據所述四元數計算包括有姿態信息的姿態矩陣; 所述的根據所述角速度將修正后的加速度計測量的加速度投影至導航系下的步驟,具體包括: 通過陀螺儀測量的角速度計算人體運動的角速度,具體為下述公式: ; 通過人體運動的所述角速度對行人在當前時刻下的四元數進行更新,具體為下述公式: ; 通過更新后的四元數計算并更新姿態矩陣; 根據更新后的姿態矩陣作為投影系數將所述加速度投影至導航系下,具體為下述公式: ; 其中,為人體運動的角速度、為靜態狀態下求得的三軸陀螺零偏、為測量角速度、為修正的補償更新值、為載體系、為導航系、為三軸角速度形成的反對稱矩陣、為第i時刻的四元數、為導航時間、為導航系下加速度、為重力加速度、為姿態矩陣,且,表示載體系下加速度,表示導航系下重力加速度的向量表示。
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