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龍圖騰網(wǎng)獲悉北京航空航天大學(xué)申請的專利基于非理想瑞利散射大氣偏振分布特性的偏振羅盤太陽跟蹤方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN115752479B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-12發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202211569441.4，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01C21/20；該發(fā)明授權(quán)基于非理想瑞利散射大氣偏振分布特性的偏振羅盤太陽跟蹤方法是由錢建強;王玨;胡鵬偉;顧敬橋;張霄;郭雷設(shè)計研發(fā)完成，并于2022-12-08向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本基于非理想瑞利散射大氣偏振分布特性的偏振羅盤太陽跟蹤方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種基于非理想瑞利散射大氣偏振分布特性的太陽跟蹤方法。首先利用天空偏振傳感器接受天空偏振圖像信息；然后將偏振信息轉(zhuǎn)化為偏振光E矢量方向，并將中性點可能的范圍設(shè)定在[0，2π]之間，以此建立霍夫空間網(wǎng)格，接著利用橢圓霍夫變換將E矢量方向轉(zhuǎn)化為霍夫空間的權(quán)重。將所有數(shù)據(jù)完成霍夫變換后，霍夫空間中權(quán)重最高的點即為中性點位置。此時，判斷中性點精度是否符合設(shè)定精度，如果符合則利用該中性點信息實現(xiàn)偏振羅盤的定向。本發(fā)明提出的基于橢圓霍夫變換的太陽羅盤定向方法，對環(huán)境的適應(yīng)性好，魯棒性高，可實現(xiàn)全自主、長航時羅盤定向。

本發(fā)明授權(quán)基于非理想瑞利散射大氣偏振分布特性的偏振羅盤太陽跟蹤方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于非理想瑞利散射大氣偏振分布特性的偏振羅盤太陽跟蹤方法，包括的步驟有： 步驟一，基于天空偏振傳感器的信息獲??； 步驟七，計算太陽的天頂角和方位角； 在步驟一至步驟七之間為橢圓霍夫空間變換步驟； 使用Hannay模型代替瑞利單次散射模型，稱為非理想瑞利散射模型；基于非理想瑞利散射大氣偏振分布特性的偏振羅盤應(yīng)用了羅差修正方法；經(jīng)羅差修正后的偏振羅盤采集的是天空中空氣質(zhì)量差且有云遮擋下的偏振光信息；通過橢圓霍夫變換基于Hannay多次散射橢圓模型處理天空偏振傳感器的數(shù)據(jù)； 具體地，橢圓霍夫空間變換步驟為： 步驟二，構(gòu)建橢圓霍夫空間； 步驟三，計算橢圓霍夫空間格點所代表的天頂角和方位角； 步驟四，中性點的立體角坐標(biāo)； 步驟五，計算中性點的權(quán)重； 步驟六，判斷中性點精度； 在步驟一的基于天空偏振傳感器的信息獲取中；天空偏振傳感器對應(yīng)數(shù)據(jù)為4個像素為一組的微陣列偏振傳感信息，其中這4個像素的檢偏器方向分別為90度、45度、135度以及0度，所述90度、45度、135度以及0度對應(yīng)的光強分別為、、、；根據(jù)天空偏振數(shù)據(jù)計算斯托克斯矢量記為； 根據(jù)斯托克斯矢量計算偏振角，公式為： 用偏振角反推三維空間的E矢量方向，公式為： 是偏振方向在偏振圖片上的投影； 是三維空間的偏振方向，即E矢量方向； 是數(shù)據(jù)像素對應(yīng)方向與軸的夾角角度； 是圖像數(shù)據(jù)像素代表的高度角； 是旋轉(zhuǎn)矩陣； 在步驟二的構(gòu)建橢圓霍夫空間中，中性點橢圓霍夫空間記為，其中，代表了Babinet中性點N1的天頂角，代表了Babinet中性點N1的方位角，代表了Brewster中性點N2的天頂角，代表了Brewster中性點N2的方位角； 對于橢圓霍夫空間的變量，其初始范圍應(yīng)該為； 對橢圓霍夫空間進行的霍夫變換記為，下角標(biāo)表示霍夫變換次 數(shù)；將橢圓霍夫空間劃分為的離散格點； 橢圓霍夫空間中的最大霍夫變換次數(shù)為5次； 在步驟三的計算橢圓霍夫空間格點所代表的天頂角和方位角中，計算得到的橢圓霍夫空間格點所代表的天頂角和方位角為； 為橢圓霍夫空間對應(yīng)的Babinet中性點N1的天頂角軸的步長； 為Babinet中性點N1的天頂角的最大值； 為Babinet中性點N1的天頂角的最小值； 為橢圓霍夫空間中Babinet中性點N1的天頂角； 為Babinet中性點N1的天頂角； 為橢圓霍夫空間對應(yīng)的Babinet中性點N1的方位角軸的步長； 為Babinet中性點N1的方位角的最大值； 為Babinet中性點N1的方位角的最小值； 為橢圓霍夫空間中Babinet中性點N1的方位角； 為Babinet中性點N1的方位角； 為橢圓霍夫空間對應(yīng)的Brewster中性點N2的天頂角軸的步長； 為Brewster中性點N2的天頂角的最大值； 為Brewster中性點N2的天頂角的最小值； 為橢圓霍夫空間中Babinet中性點N2的天頂角； 為Brewster中性點N2的天頂角； 為橢圓霍夫空間對應(yīng)的Brewster中性點N2的天頂角軸的步長； 為Brewster中性點N2的方位角的最大值； 為Brewster中性點N2的方位角的最小值； 為橢圓霍夫空間中Babinet中性點N2的方位角； 為Brewster中性點N2的方位角； 在步驟四的中性點的立體角坐標(biāo)中，中性點立體角坐標(biāo)記為，所述對應(yīng)在橢圓霍夫空間點下的坐標(biāo)表示為： 為中性點N1的三維空間的坐標(biāo)； 為中性點N2的三維空間的坐標(biāo)； 為橢圓霍夫空間中Babinet中性點N1的天頂角； 為橢圓霍夫空間中Babinet中性點N1的方位角； 為橢圓霍夫空間中Brewster中性點N2的天頂角； 為橢圓霍夫空間中Brewster中性點N2的方位角； 在步驟五的計算中性點的權(quán)重中，導(dǎo)航圖像中任意一個像素點對應(yīng)在三維空間的坐標(biāo)記為數(shù)據(jù)像素點； 使用E矢量方向，中性點N1、N2對應(yīng)三維空間的坐標(biāo)與，以及圖像像素點坐標(biāo)計算橢圓霍夫空間點對應(yīng)的權(quán)重為； 為Babinet中性點N1到像素點的連線； 為Brewster中性點N2到像素點的連線； 為E矢量方向的連線； 為和的角平分線，通過歸一化函數(shù)、實現(xiàn)； W為像素點對橢圓霍夫空間格點的權(quán)重； 遍歷天空偏振圖像式傳感器的每一個，并讓每一個遍歷 完成橢圓霍夫空間的每一個格點，從而完成霍夫變換，得到橢圓霍夫空間數(shù)據(jù)集； 從所述選取出權(quán)重最高的格點，記為，所述即 為運算結(jié)果；根據(jù)的格點坐標(biāo)來計算下一個橢圓霍夫空 間中的Babinet中性點N1和Brewster中性點N2的取值范圍； 計算下一個橢圓霍夫空間中的Babinet中性點N1和Brewster中 性點N2的取值范圍為； 為下一個橢圓霍夫空間中的Babinet中性點N1的天頂角的最 小值； 為下一個橢圓霍夫空間中的Babinet中性點N1的天頂角的最 大值； 為下一個橢圓霍夫空間中的Babinet中性點N1的方位角的最 小值； 為下一個橢圓霍夫空間中的Babinet中性點N1的方位角的 最大值； 為下一個橢圓霍夫空間中的Brewster中性點N2的天頂角的 最小值； 為下一個橢圓霍夫空間中的Brewster中性點N2的天頂角 的最大值； 為下一個橢圓霍夫空間中的Brewster中性點N2的方位角的 最小值； 為下一個橢圓霍夫空間中的Brewster中性點N2的天頂角 的最大值； 在步驟六的判斷中性點精度中，中性點精度閾值記為；當(dāng)前中性點計算精度記為，且=－； 當(dāng)時，將帶回步驟三； 當(dāng)時，執(zhí)行步驟七； 在步驟七的計算太陽的天頂角和方位角中，根據(jù)Hannay中性點模型，中性點的中點就是太陽位置，而太陽位置可以作為導(dǎo)航信息；通過中性點天頂角和方位角來計算太陽的天頂角和方位角為； 為太陽的天頂角； 為太陽方位角； 為橢圓霍夫空間中Babinet中性點N1的天頂角； 為橢圓霍夫空間中Babinet中性點N2的天頂角； 為橢圓霍夫空間中Babinet中性點N1的方位角； 為橢圓霍夫空間中Babinet中性點N2的方位角； 太陽的天頂角和方位角與中性點的天頂角和方位角共同構(gòu)成了基于太陽跟蹤的偏振羅盤的定向信息。

如需購買、轉(zhuǎn)讓、實施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)＠麢?quán)人北京航空航天大學(xué)，其通訊地址為：100191 北京市海淀區(qū)學(xué)院路37號；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。