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[发明专利]基于太阳震荡时延导航的变分贝叶斯隐式无迹卡尔曼滤波方法-CN202210455240.5在审
发明人： 桂明臻;杨华;赵党军;时伟;梁步阁;杨德贵 -专利权人：中南大学
申请日： 2022-04-24 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于太阳震荡时延导航的变分贝叶斯隐式无迹卡尔曼滤波方法，包括：获取探测器相对太阳的位置和速度作为系统状态量，根据轨道动力学建立系统状态模型；根据原子鉴频仪观测直射太阳光及经反射天体反射的太阳光并获得时间延迟量测量数据，并根据时间延迟量测量数据建立时间延迟量测模型；根据变分贝叶斯隐式无迹卡尔曼滤波在线估计修正反射天体的位置及速度，获得探测器的位置和速度信息。本发明旨在自适应的估计量测噪声协方差矩阵，抑制量测噪声协方差矩阵与噪声统计特性的偏差，提高自主导航精度。
基于太阳震荡导航分贝叶斯隐式无迹卡尔滤波方法

[发明专利]基于霍夫变换的瞳孔直径智能检测方法及装置-CN202210455550.7在审
发明人：罗洋;牛赵翔;周剑驰;蒋兴业;黄俊彬;徐晨航;桂明臻 -专利权人：中南大学
申请日： 2022-04-24 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于霍夫变换的瞳孔直径智能检测及装置，包括：拍摄人脸图像，进行人眼检测与定位，切割出人眼图像；对所述人眼图像进行预处理，增强图像效果，突出瞳孔位置；使用霍夫变换算法针对增强后的人眼图像检测瞳孔直径，将图像像素与真实大小进行转化得到实际瞳孔直径。本发明利用计算机的优势，大大提高了自动化程度，可近似或完全取代人工测量，对临床依靠瞳孔直径检测进行诊断神经病变的定位诊断具有重要的现实意义。
基于变换瞳孔直径智能检测方法装置

[发明专利]基于行星光谱反射率模板反演的天文多普勒差分测速方法-CN202210069275.5在审
发明人：刘劲;向周倩;桂明臻;马辛;张子军 -专利权人：武汉科技大学
申请日： 2022-01-21 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： G01S19/52 文献下载
摘要：本发明提供一种基于行星光谱反射率模板反演的天文多普勒差分测速方法，利用EMD得到的IMF，反演实测行星光谱反射率模板，并利用GGA优化，实现IMF的优化组合，以提高天文光谱测速精度；实现方式包括根据输入的天体径向速度及观测时间，拟合得到高精度的太阳与行星参考速度差，利用EMD分解实测太阳光谱和实测行星光谱，得到IMF；筛选IMF以构建初始反射率模板，构成虚拟行星光谱；计算速度差估计值，与参考速度差之间的差值作为误差；采用GGA实现IMF的组合优化，搜索最佳行星光谱反射率模板；通过最佳行星光谱反射率模板得到虚拟行星光谱，改善实测太阳光谱与实测行星光谱之间的估计精度，实现高精度天文光谱测速，提高天文多普勒差分导航性能。
基于行星光谱反射率模板反演天文多普勒测速方法

[发明专利]基于在线估计的木星探测器测角/测距组合导航方法-CN202010871052.1有效
发明人： 桂明臻;陈溅来;魏才盛;芦佳振;韩松来;张俊超;戴明哲 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-08-26 - 公布日： 2022-03-18 - 主分类号： G01C21/24 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于在线估计的木星探测器测角/测距组合导航方法，首先分别以探测器的位置和速度和木星的位置和速度作为系统状态量，根据轨道动力学建立系统状态模型，再通过测角敏感器获得星光角距量测量，通过X射线脉冲星探测器获得脉冲到达时间量测量，根据星光角距量测量和脉冲到达时间量测量分别建立星光角距量测模型和脉冲到达时间量测模型，使用无迹卡尔曼滤波在线估计修正木星的位置和速度，并获得探测器的位置和速度估计信息，本发明抑制了木星星历误差对导航精度的影响，为木星探测器提供高精度的位置及速度估计信息，对木星探测器自主导航具有重要的实际意义。
基于在线估计木星探测器测距组合导航方法

[发明专利]一种基于盲NCS的宽波束SAR自聚焦方法-CN202111438706.2有效
发明人：陈溅来;金养昊;桂明臻;张俊超;梁步阁;杨德贵 -专利权人：中南大学
申请日： 2021-11-29 - 公布日： 2022-03-01 - 主分类号： G01S13/90 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于盲NCS的宽波束SAR自聚焦方法，包括获取雷达原始数据；通过雷达原始数据构建运动误差模型，并对运动误差进行分类；进行误差补偿和距离校正对运动误差模型进行处理，得到处理后信号模型；校正方位空变的运动误差；采用多参数优化问题分解为若干一维参数优化问题的方法，进行图像质量评估，并选出最优的参数补偿误差相位，进行自聚焦处理。本发明将宽波束下方位空变误差建模为了三次多项式，保障了模型精度；同时补偿了非空变误差和距离空变误差，引入NCS因子并将自聚焦处理建模为一个多参数的最优化问题，对方位空变误差进行补偿消除。本发明能适应全孔径自聚焦，且精度高，能够满足高分辨率成像要求。
一种基于 ncs 波束 sar 自聚焦方法

[发明专利]基于星间时间延迟量测的深空探测器自主导航方法-CN202010693101.7有效
发明人： 桂明臻;魏才盛;陈溅来;芦佳振;张俊超;戴明哲 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-07-17 - 公布日： 2022-02-15 - 主分类号： G01C21/24 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于星间时间延迟量测的深空探测器自主导航方法，包括：首先以编队飞行的两颗探测器的位置和速度作为系统状态量，根据轨道动力学建立系统状态模型；然后通过太阳敏感器获得太阳方向矢量量测量，利用原子鉴频仪获得太阳光到达两颗探测器的时间延迟量测量及差分多普勒速度量测量；分别建立太阳方向矢量量测模型、星间时间延迟量测模型及差分多普勒速度量测模型。本发明所述的基于星间时间延迟量测的深空探测器自主导航方法，通过星间时间延迟量测提供探测器相对太阳的距离信息，通过太阳方向矢量量测提供探测器相对太阳的方向信息，通过星间差分多普勒速度量测提供探测器相对太阳的速度信息，实现深空探测器的高精度自主导航。
基于时间延迟探测器自主导航方法

[发明专利]考虑任务时间约束的航天器姿态控制方法-CN202010267984.5有效
发明人：魏才盛;廖宇新;黄佳;桂明臻;吴瑕;李晓栋;罗世彬 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-04-08 - 公布日： 2021-11-02 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明提供了一种考虑任务时间约束的航天器姿态控制方法，包括：根据航天器模型中的参数不确定性、未建模动态和外部扰动，建立航天器姿态误差的动力学模型和运动学模型，根据建立的所述动力学模型和所述运动学模型，引入预设性能函数对航天器的姿态回路跟踪误差的稳态和瞬态性能进行约束，并根据所述约束进行控制器设计；设计线性扩张状态观测器，选取合适的线性扩张状态观测器增益，获取系统状态和总扰动估计值；使面临执行器饱和及部分失效的情况下，系统的跟踪误差可以收敛至预先设定的区域内。本发明实现了对考虑任务时间约束的航天器姿态的跟踪控制，满足了姿态跟踪的稳定性和精度要求，具有良好的鲁棒性。
考虑任务时间约束航天器姿态控制方法

[发明专利]不依赖神经网络近似的航天器保性能姿态控制方法-CN202010720697.5有效
发明人：魏才盛;周亮;杨思亮;吴瑕;戴明哲;桂明臻;殷泽阳 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-07-24 - 公布日： 2021-09-14 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明提供了一种不依赖神经网络近似的航天器保性能姿态控制方法，包括：步骤1，将航天器数学模型中的参数不确定性、未建模动态和外部扰动作为总扰动，根据总扰动建立航天器姿态误差控制系统的动力学数学模型和运动学数学模型；步骤2，在航天器姿态误差控制系统的动力学数学模型和运动学数学模型中引入预设性能函数对航天器的姿态回路跟踪误差的稳态和瞬态性能进行约束；步骤3，根据航天器姿态误差控制系统的动力学数学模型和运动学数学模型设计线性扩张高增益观测器，获取航天器姿态误差控制系统状态和总扰动估计值。本发明在不依赖神经网络估计的情况下，实现对航天器姿态的跟踪控制，满足了姿态跟踪的稳定性和精度要求，具有良好的鲁棒性。
不依赖神经网络似的航天器性能姿态控制方法

[发明专利]执行器故障和输入量化的航天器姿态控制方法-CN202010268045.2有效
发明人：魏才盛;廖宇新;桂明臻;曹承钰;李晓栋 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-04-08 - 公布日： 2021-09-14 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明提供了一种执行器故障和输入量化的航天器姿态控制方法，包括：输入姿态参考指令和姿态角速度参考指令，并根据所述姿态参考指令和姿态角速度参考指令计算指令姿态与实际姿态之间的误差量；考虑输入故障和滞后不确定性的情况下，捕获后航天器的有限时间姿态控制器，获取控制器的设计控制力矩；将姿态跟踪系统的设计控制力矩输入待控制航天器，判断实际姿态与期望姿态的姿态误差是否满足控制要求；若不满足，则测量受控航天器的实际姿态，并重复以上步骤，直至所述待控制航天器的实际姿态满足控制要求。本发明的姿态控制方法，使航天器能够在保证预设瞬态和稳态性能前提下迅速稳定姿态。
执行故障输入量化航天器姿态控制方法

[发明专利]一种基于在线估计的深空探测器测角及时延组合导航方法-CN201911275199.8有效
发明人： 桂明臻;罗世彬;魏才盛;芦佳振;韩松来;戴婷 -专利权人：中南大学
申请日： 2019-12-12 - 公布日： 2021-07-13 - 主分类号： G01C21/02 文献下载
摘要：本发明提供一种基于在线估计的深空探测器测角及时延组合导航方法，根据轨道动力学，估测探测器和反射天体当前的位置及速度信息并以此为系统状态量建立系统状态模型；利用测角敏感器获得探测器与反射天体、背景恒星之间的星光角距量测量，并建立星光角距量测模型；利用两个原子鉴频仪分别观测直射太阳光以及经反射天体反射的反射太阳光进而获得时间延迟量测量，并建立时间延迟量测模型；通过隐式无迹卡尔曼滤波获得状态估计以及误差协方差估计，修正反射天体的实际位置及速度信息，进而获得探测器的实际位置及速度信息并实现探测器导航。本发明抑制了反射天体星历误差对导航精度的影响，提高实了探测器自主导航的精度。
一种基于在线估计探测器及时组合导航方法

[发明专利]一种基于光纤惯性辅助的MEMS惯组标定方法-CN202010863584.0有效
发明人：芦佳振;叶莉莉;郑钧璟;韩松来;桂明臻 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-08-25 - 公布日： 2021-02-19 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明提供一种基于光纤惯性辅助的MEMS惯组标定方法，包括以下步骤：第一步、安装MEMS惯组和已标好的光纤惯组；第二步、预热光纤惯组和MEMS惯组至稳定；第三步、根据设定路径采集光纤惯组和MEMS惯组的数据，全过程对器件误差进行估算；第四步、输出器件误差的估算结果即为标定结果。应用本发明的标定方法，效果是：本发明采用光纤惯组和MEMS惯组的组合，可以完成MEMS惯组全参数一次性标定，弥补当前标定方法针对MEMS惯组在无转台下标定精度和可实施性方面的不足；本发明利用低成本光纤惯性导航系统代替高精度的转台，且无需借助其他辅助装置，不需要准确的手动转动，操作更灵活，在满足标定要求的前提下能大大降低成本。
一种基于光纤惯性辅助 mems 标定方法

[发明专利]一种基于分解理论的合成孔径雷达图像质量评估方法-CN202010749416.9在审
发明人：陈溅来;熊毅;桂明臻;金养昊;梁步阁 -专利权人：中南大学
申请日： 2020-07-29 - 公布日： 2020-11-03 - 主分类号： G06F17/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于分解理论的合成孔径雷达图像质量评估方法，其步骤包括：步骤S1：对于模糊度函数AF复杂表达式使用SVD快速得到准确的AF；所述SVD为奇异值分解方法，用来处理AF中距离向和方位向的耦合问题；步骤S2：得到先验信息，通过数值方法求出第一零点、第一旁瓣峰值点、3dB点；步骤S3：根据步骤S2中得到的第一零点、第一旁瓣峰值点、3dB点求出三个质量参数：ISLR、PSLR、3dB分辨率。本发明具有原理简单、能降低计算的复杂度、提高计算精度等优点。
一种基于分解理论合成孔径雷达图像质量评估方法

[发明专利]一种在轨标定方法-CN201910725494.2有效
发明人：芦佳振;叶莉莉;韩松来;董晶;桂明臻;罗世彬 -专利权人：中南大学
申请日： 2019-08-07 - 公布日： 2020-07-14 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明提供一种在轨标定方法，包括准备步骤、调姿复位步骤、观测步骤以及静态测漂步骤；准备步骤具体是：连接余度惯组、GPS、星敏感器以及采集计算机；待飞行器进入预定轨道之后开始采集余度惯组数据、GPS数据和星敏感器的数据；调姿复位步骤具体是：星敏感器绕轴转动一定角度；观测步骤具体是：进行观星和GPS速度观测；采集计算机使用标准卡尔曼滤波器进行迭代计算求解，得出标定结果，标定结果包括陀螺零偏、标度因数、安装误差、加表零偏和星惯安装误差。应用本发明技术方案，余度惯组的全部可观测误差项一次性全都能被估计出来；标定值的大小大于常值误差项的90％以上，标定结果正确。
一种标定方法

[发明专利]一种基于太阳震荡时间延迟的自主天文导航方法-CN201710350443.7有效
发明人：宁晓琳;桂明臻;房建成;刘刚;张杰 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2017-05-18 - 公布日： 2019-11-26 - 主分类号： G01C21/24 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于太阳震荡时间延迟的自主天文导航方法。利用太阳震荡引起的太阳光谱线心波长的剧烈变化作为特征，分别记录特征在直接被朝向太阳的原子鉴频仪接收的时刻及经过反射天体反射后被朝向反射天体的原子鉴频仪接收的时刻，获得时间延迟量测量，提供航天器的导航信息。根据轨道动力学建立航天器的状态模型，根据太阳震荡时间延迟建立含有非线性方程的隐式量测模型，使用包含二分法的隐式无迹卡尔曼滤波估计航天器的位置和速度。本发明属于航天器自主导航领域，适用于太阳系内行星探测转移轨道或环绕轨道的导航定位。
一种基于太阳震荡时间延迟自主天文导航方法

[发明专利]一种深空探测器X射线脉冲星/时间差分天文多普勒组合导航方法-CN201710478773.4有效
发明人：宁晓琳;桂明臻;吴伟仁;房建成;刘刚;孙晓函 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2017-06-22 - 公布日： 2019-11-22 - 主分类号： G01C21/24 文献下载
摘要：本发明涉及一种深空探测器X射线脉冲星/时间差分天文多普勒组合导航方法。首先根据轨道动力学建立航天器的状态模型，再分别利用X射线脉冲星探测器获得脉冲到达时间量测量，利用光谱仪获得天文多普勒速度量测量，之后根据这些量测量分别建立脉冲到达时间量测模型及时间差分天文多普勒速度量测模型。离散化后使用UKF滤波估计航天器的位置和速度。本发明属于航天器自主导航领域，可为深空探测器提供高精度的位置及速度信息，对航天器自主导航具有重要的实际意义。
一种探测器射线脉冲时间差天文多普勒组合导航方法

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