申请/专利权人：天津大学

申请日：2024-01-19

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117872329A

主分类号：G01S7/497

分类号：G01S7/497;G01C21/18

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明涉及一种基于深度数据融合与动态误差补偿的动态位姿精度提升方法，首先提出一种光电扫描测量与惯性测量数据深度融合方法；其次，针对光电扫描动态误差非高斯的特点，在数据融合模型中引入动态误差补偿模型，通过“融合‑补偿”多次迭代提高光电扫描动态测量精度。本发明克服了现有融合模型在光电扫描系统受遮挡干扰时的性能快速退化问题，实现了实时连续动态测量，提高了系统鲁棒性。同时，针对动态误差非高斯的问题，首次将动态误差补偿模型引入数据融合，通过数据融合与误差补偿的多次迭代，显著提高了光电扫描动态测量精度。上述技术能够为多基站整体测量系统动态误差分析与补偿提供依据，具有一定的理论和工程价值。

主权项：1.一种基于深度数据融合与动态误差补偿的动态位姿精度提升方法，其特征在于：所述方法的步骤为：S1、将六个光电扫描接收器和IMU放置在被测运动目标上，利用发射站测量各接收器扫描角和相应的时间戳tijk，构建扫描光平面约束关系： 其中：[aijbijcijdij]表示发射站j的第i个光平面法向量和截距；θijk表示发射站j的第i个光平面对测靶上第k个接收器的扫描角；Rj和Tj表示发射站j与测量场全局坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵；R＝fα,β,γ，α、β和γ表示目标姿态角；T＝[Tx,Ty,Tz]，Tx、Ty和Tz表示目标位置；S2、基于扫描光平面约束和旋转矩阵正交约束建立目标函数，利用非线性优化方法解算得到目标位姿，作为IMU初始时刻位姿： 其中：Om表示旋转矩阵正交误差惩罚项；λ表示惩罚因子；S3、利用IMU角速度和加速度逐次更新IMU姿态、速度和位置：vIMU和pIMU，并记录每次状态更新时刻tIMU，基于IMU位姿计算与之对应的发射站伪扫描角θ′ijk；S4、若相邻两次IMU状态更新过程有新的扫描角，则基于扩展卡尔曼滤波方法进行光电扫描测量与IMU的扫描角层面深度数据融合，得到融合后的动态位姿；S5、将位置、速度和姿态输出作为先验信息，通过光电扫描动态误差模型补偿扫描角误差，迭代重复逐次得到更优的融合测量结果。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 天津大学 一种基于深度数据融合与动态误差补偿的动态位姿精度提升方法

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