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龙图腾网获悉中国煤炭科工集团太原研究院有限公司;国能榆林能源有限责任公司申请的专利陀螺仪与加速度计的模块化协同布局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：CN119884556B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-04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：202510378500.7，技术领域涉及：G06F17/10；该发明授权陀螺仪与加速度计的模块化协同布局方法是由陈湘源;范忠明;张增誉;董孟阳;索艳春设计研发完成，并于2025-03-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本陀螺仪与加速度计的模块化协同布局方法在说明书摘要公布了：本发明公开了陀螺仪与加速度计的模块化协同布局方法，涉及惯性传感技术领域，该技术方案解决了矿井下复杂地质环境中陀螺仪漂移和加速度计零偏漂移的累积误差问题，通过实时计算漂移变化率Cpj和零偏变化率Azp并执行误差补偿，提升了设备在无GPS条件下的定位和路径跟踪精度；同时，针对矿井内的振动、噪声、空气流动等外部干扰因素，方案通过计算动态干扰适应指数Xw并与阈值对比，实时调整数据融合策略，有效减少干扰对姿态估算的影响；此外，方案还通过温度补偿和湿度修正机制，动态调整传感器数据，补偿温湿度变化对陀螺仪和加速度计的影响，确保系统在极端环境下的稳定性与精度，增强了矿井环境的适应性与可靠性。

本发明授权陀螺仪与加速度计的模块化协同布局方法在权利要求书中公布了：1.陀螺仪与加速度计的模块化协同布局方法，其特征在于：包括以下步骤： S1、采集陀螺仪与加速度计的原始测量数据并进行数据预处理，获取误差补偿参数，并将预处理后的数据与误差补偿参数关联存储，上传至地下掘进设备的控制系统，构建初始测量数据集； 分别采集陀螺仪的角速度信号ωx,ωy,ωz以及加速度计的线性加速度信号ax,ay,az，其中，数据采集采用固定时间间隔Δt进行周期性采样，并通过高精度时钟同步机制确保陀螺仪与加速度计的时间对齐；针对采集的原始测量数据，首先执行带通滤波处理以抑制高频噪声，并结合自适应均值滤波方法去除短周期干扰信号；随后，对陀螺仪零偏漂移及加速度计零偏进行标定，其中，零偏漂移的测量基于静态采样法，在传感器保持静止状态下，连续采集N组数据，并计算均值作为基准偏移值； 为了进一步补偿温度变化引起的测量误差，采集传感器的温度数据T，构建并基于温度漂移模型，计算温度补偿参数Tg和Ta，其中构建温度漂移模型的数据通过历史数据拟合获得； 误差补偿参数计算完成后，结合陀螺仪与加速度计的原始测量数据，执行误差修正计算，得到补偿后的传感器数据；最后，将预处理后的原始测量数据及对应的误差补偿参数按照时间序列进行关联存储，并基于数据索引机制构建初始测量数据集，最后上传至云端计算模块； S2、基于初始测量数据集，计算陀螺仪漂移变化率Cpj和加速度计零偏变化率Azp，并与预设漂移阈值U1和零偏阈值U2比对，生成惯性误差补偿指令； 预设陀螺仪的漂移阈值U1和加速度计的零偏阈值U2，并将陀螺仪的漂移变化率Cpj与漂移阈值U1、加速度计的零偏变化率Azp与零偏阈值U2进行比对分析，具体评估内容如下： 若陀螺仪的漂移变化率Cpj≥漂移阈值U1，则说明陀螺仪漂移超出正常范围，此时进行校正并发出生成惯性误差补偿指令； 若加速度计的零偏变化率Azp≥零偏阈值U2，则说明加速度计零偏超出正常范围，此时进行补偿并发出生成惯性误差补偿指令； 若陀螺仪的漂移变化率Cpj漂移阈值U1，且加速度计的零偏变化率Azp＜零偏阈值U2，则认为传感器漂移正常，此时继续监测； S3、执行误差补偿指令，实时采集掘进设备运动状态与地面扰动数据，计算传感器动态权重调整指数Waj，调整陀螺仪与加速度计的测量数据融合权重，并记录干扰修正数据； 首先采集并解析掘进设备的运动状态相关数据，包括设备的行进速度Vv、加速度变化率Avar以及转向角速度Yawr，接着采集并解析地面扰动相关数据，包括振动干扰幅值Vib和地面颠簸指数Rd；基于掘进设备运动状态相关数据和地面扰动相关数据，通过以下公式计算传感器动态权重调整指数Waj： 预设传感器动态权重调整阈值Q与传感器动态权重调整指数Waj进行评估，具体评估内容如下： 若传感器动态权重调整指数Waj≥传感器动态权重调整阈值Q：表示当前掘进设备运动状态正常，惯性传感器数据可信度合格，此时维持现有陀螺仪与加速度计的数据融合权重； 若传感器动态权重调整指数Waj＜传感器动态权重调整阈值Q：表示当前掘进设备运动状态异常，惯性传感器数据可信度不合格，此时调整数据融合权重； 当传感器动态权重调整指数Waj小于传感器动态权重调整阈值Q时，进入融合权重调整模式，设定陀螺仪权重W-gy和加速度计权重W-ac，依据传感器动态权重调整指数Waj的偏离程度调整两者融合比例，其中，调整后的陀螺仪权重W-gy与调整后的加速度计权重W-ac相加之和等于1；接着依据调整后的陀螺仪权重W-gy与调整后的加速度计权重W-ac进行陀螺仪与加速度计数据融合运算，并在运算过程中，记录干扰修正相关数据； S4、监测外部干扰数据，计算动态干扰适应指数Xw，将掘进设备运动状态与外部干扰数据关联，计算相关性指数Corr，判断干扰信号对姿态测量的影响权重； 若动态干扰适应指数Xw≤动态干扰适应阈值W：说明当前环境干扰合格，惯性传感器测量数据正常，系统此时直接使用原始数据进行姿态估算，无需调整数据融合权重； 若动态干扰适应指数Xw＞动态干扰适应阈值W：说明外部环境干扰不合格，惯性传感器数据异常，此时触发系统保护机制，调整对惯性测量数据的信任度，并增加视觉传感器和其他矿井传感器数据的融合权重； 若相关性指数Corr＜相关性阈值E：表示外部干扰对掘进设备运动状态的没有影响，惯性测量数据可信度合格；此时继续采用当前数据融合策略，无需调整传感器权重； 若相关性指数Corr≥相关性阈值E：表示外部干扰对掘进设备运动状态存在影响，惯性测量数据可信度不合格；此时触发外部干扰补偿机制，包括进一步调整惯性测量数据的信任度，同时引入激光雷达和振动传感器在内的其他外部传感器数据进行补偿； S5、计算姿态估算稳定性指数Xst，并与预设姿态稳定性评估阈值Qp对比，优化陀螺仪与加速度计的模块化协同布局，提高煤矿巷道施工中无GPS信号条件下的定位与姿态监测精度； 通过设置姿态监测稳定性评估阈值Qp对姿态估算稳定性指数Xst进行评估，具体内容如下： 若姿态估算稳定性指数Xst≤姿态监测稳定性评估阈值Qp：说明姿态估算数据正常，惯性测量精度合格；维持当前传感器排布及融合策略，无需调整布局；同时记录姿态估算稳定性指数Xst及相关数据，存储至稳定性数据库，用于趋势分析； 若姿态估算稳定性指数Xst＞姿态监测稳定性评估阈值Qp：说明惯性测量数据异常，惯性测量精度不合格；执行模块化协同布局优化，调整传感器排布，包括： 调整陀螺仪与加速度计的安装位置与角度；调整传感器固定稳定性，避免因松动或共振导致测量误差；调整数据融合算法；触发系统自适应优化，重新计算姿态监测稳定性评估阈值Qp，使其更符合当前工况，并调整数据融合参数。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人中国煤炭科工集团太原研究院有限公司;国能榆林能源有限责任公司，其通讯地址为：030032 山西省太原市山西示范区科技创新城科荟路1号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。