江蘇科技大學王佳獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉江蘇科技大學申請的專利一種基于自適應濾波的艦船升沉運動測量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:CN115950423B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-19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:202310032967.7,技術領域涉及:G01C21/16;該發明授權一種基于自適應濾波的艦船升沉運動測量方法是由王佳;張彭;盧道華設計研發完成,并于2023-01-10向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于自適應濾波的艦船升沉運動測量方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于自適應濾波的艦船升沉運動測量方法,實時采集慣性測量單元的各軸陀螺儀和加速度計的輸出數據;得到地理坐標系下艦船升沉運動加速度和第N點的艦船垂蕩方向的加速度;對艦船升沉加速度信息做FFT,進而確定升沉位移的基波頻率和波高;對濾波器誤差和傳感器誤差進行分析,當誤差函數為最小值時得到自適應截止頻率;根據自適應截止頻率設計模擬高通濾波器的傳遞函數;通過互補的思想,得到模擬低通濾波器;利用無時延數字高通濾波器對加速度、速度、位移進行三次濾波并實時輸出艦船升沉運動和位移信息。本發明能夠根據各種海況對截止頻率進行自適應調整并結合互補的思想的自適應無時延高通數字濾波器,使得升沉位移誤差最小。
本發明授權一種基于自適應濾波的艦船升沉運動測量方法在權利要求書中公布了:1.一種基于自適應濾波的艦船升沉運動測量方法,其特征在于,包括以下步驟: 1實時采集安裝在艦船內的慣性測量單元的各軸陀螺儀和加速度計的輸出數據; 2計算得到載體坐標系b與地理坐標系n的姿態矩陣,得到地理坐標系下艦船升沉運動加速度和第N點的艦船垂蕩方向的加速度; 3對艦船升沉加速度信息做FFT,得到升沉加速度的幅度譜和相位譜,進而確定升沉位移的基波頻率ωi和波高Ai; 4傳感器的噪聲σ2在運行過程中是恒定的,對濾波器誤差和傳感器誤差進行分析,得到總估計誤差函數,并對其求導,當誤差函數為最小值時得到自適應截止頻率ωc; 5根據自適應截止頻率設計模擬高通濾波器Hhs的傳遞函數;通過互補的思想,得到模擬低通濾波器Hls;利用雙線性z變換,將模擬低通傳遞函數轉換為數字低通傳遞函數;最后再次利用互補的方法得到所需要的無時延數字高通濾波器; 6利用無時延數字高通濾波器對加速度、速度、位移進行三次濾波并實時輸出艦船升沉運動和位移信息; 所述步驟2實現過程如下: 其中,vn為地理坐標系下的速度;為載體坐標系下的加速度;gn為重力加速度在導航坐標系下的投影;為地球自轉和哥式補償項; 第N點的艦船垂蕩方向的加速度為: ahN=azN-gnN-b-ζ 其中,azN為的第N點的天向分量,b為常值偏差,ζ為傳感器自身的隨機噪聲誤差。
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