[发明专利]水下机器人惯性导航方法及系统有效
| 申请号： | 201510559788.4 | 申请日： | 2015-09-06 |
| 公开（公告）号： | CN105259902B | 公开（公告）日： | 2018-10-12 |
| 发明（设计）人： | 曾庆军;刘慧婷 | 申请（专利权）人： | 江苏科技大学 |
| 主分类号： | G05D1/08 | 分类号： | G05D1/08;G05D1/10;G01C21/16 |
| 代理公司： | 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 | 代理人： | 楼高潮 |
| 地址： | 212003 *** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | 本发明公开一种水下机器人惯性导航方法及系统，采用陀螺仪和加速度计这两种传感器来构成惯性传感器实现水下机器人的惯性导航，惯性传感器被旋转调制机构带动而进行包含两个相反方向的周期性翻转运动，利用两个相反方向翻转的相互抵消作用，直接对低精度、高漂移的传感器进行有效自补偿，采用矩阵奇异值分解算法补偿安装误差，同时采用HDR算法去除由于陀螺仪摇摆产生的偏差，显著降低陀螺仪的随机漂移误差，降低陀螺仪噪声，提高陀螺仪输出精度；利用卡尔曼滤波算法消除了整个系统中的随机误差，提高后续计算出的姿态矩阵的准确性。 | ||
| 搜索关键词： | 水下 机器人 惯性 导航 方法 系统 | ||
【主权项】：
1.一种水下机器人惯性导航系统，包括由加速度计(111)和陀螺仪(112)组成的惯性传感器(11)，其特征是：还具有误差补偿器(2)和主控制器(3)，误差补偿器(2)由矩阵奇异值分解模块(21)和HDR模块(22)组成，主控制器(3)由姿态矩阵计算模块(31)、卡尔曼滤波模块(32)、速度位置计算模块(33)、姿态计算模块(34)及控制模块(35)组成；加速度计(111)测量水下机器人的线加速度并输出，加速度计(111)的输出分别连接速度位置计算模块(33)和卡尔曼滤波模块(32)的输入；陀螺仪(112)测量水下机器人的角速度并输出，陀螺仪(112)的输出分别连接误差补偿器(2)和卡尔曼滤波模块(32)的输入；矩阵奇异值分解模块(21)的输出连接姿态矩阵计算模块(31)和姿态计算模块(34)的输入，卡尔曼滤波模块(32)是姿态矩阵计算模块(31)的姿态矩阵修正模块；姿态矩阵计算模块(31)的输出分别连接卡尔曼滤波模块(32)和姿态计算模块(34)的输入，速度位置计算模块(33)和姿态计算模块(34)的输出连接控制模块(35)的输入，控制模块(35)的输出连接于水下机器人，控制水下机器人的速度、位置和姿态角；水下机器人上装有旋转调制机构(12)，旋转调制机构(12)连接于陀螺仪(112)，带动陀螺仪(112)进行包含两个相反方向的周期性运动，旋转调制机构(12)的旋转角度信息传输到姿态计算模块(34)。
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