江苏科技大学王佳获国家专利权
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龙图腾网获悉江苏科技大学申请的专利一种基于自适应滤波的舰船升沉运动测量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:CN115950423B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-19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:202310032967.7,技术领域涉及:G01C21/16;该发明授权一种基于自适应滤波的舰船升沉运动测量方法是由王佳;张彭;卢道华设计研发完成,并于2023-01-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于自适应滤波的舰船升沉运动测量方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于自适应滤波的舰船升沉运动测量方法,实时采集惯性测量单元的各轴陀螺仪和加速度计的输出数据;得到地理坐标系下舰船升沉运动加速度和第N点的舰船垂荡方向的加速度;对舰船升沉加速度信息做FFT,进而确定升沉位移的基波频率和波高;对滤波器误差和传感器误差进行分析,当误差函数为最小值时得到自适应截止频率;根据自适应截止频率设计模拟高通滤波器的传递函数;通过互补的思想,得到模拟低通滤波器;利用无时延数字高通滤波器对加速度、速度、位移进行三次滤波并实时输出舰船升沉运动和位移信息。本发明能够根据各种海况对截止频率进行自适应调整并结合互补的思想的自适应无时延高通数字滤波器,使得升沉位移误差最小。
本发明授权一种基于自适应滤波的舰船升沉运动测量方法在权利要求书中公布了:1.一种基于自适应滤波的舰船升沉运动测量方法,其特征在于,包括以下步骤: 1实时采集安装在舰船内的惯性测量单元的各轴陀螺仪和加速度计的输出数据; 2计算得到载体坐标系b与地理坐标系n的姿态矩阵,得到地理坐标系下舰船升沉运动加速度和第N点的舰船垂荡方向的加速度; 3对舰船升沉加速度信息做FFT,得到升沉加速度的幅度谱和相位谱,进而确定升沉位移的基波频率ωi和波高Ai; 4传感器的噪声σ2在运行过程中是恒定的,对滤波器误差和传感器误差进行分析,得到总估计误差函数,并对其求导,当误差函数为最小值时得到自适应截止频率ωc; 5根据自适应截止频率设计模拟高通滤波器Hhs的传递函数;通过互补的思想,得到模拟低通滤波器Hls;利用双线性z变换,将模拟低通传递函数转换为数字低通传递函数;最后再次利用互补的方法得到所需要的无时延数字高通滤波器; 6利用无时延数字高通滤波器对加速度、速度、位移进行三次滤波并实时输出舰船升沉运动和位移信息; 所述步骤2实现过程如下: 其中,vn为地理坐标系下的速度;为载体坐标系下的加速度;gn为重力加速度在导航坐标系下的投影;为地球自转和哥式补偿项; 第N点的舰船垂荡方向的加速度为: ahN=azN-gnN-b-ζ 其中,azN为的第N点的天向分量,b为常值偏差,ζ为传感器自身的随机噪声误差。
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