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[发明专利]基于纯方位定位的无人机集群多目标跟踪轨迹规划方法-CN202210153407.2有效
发明人：孙本;李银伢;戚国庆;盛安冬 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2022-02-18 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于纯方位定位的无人机集群多目标跟踪轨迹规划方法，方法为：首先建立无人机集群目标跟踪系统模型；其次分析传感器‑目标最优几何构型；然后对目标进行无人机数量分配；接着进行基于UKF的目标跟踪滤波，确认目标估计位置；随后进行无人机任务规划，确认无人机期望部署点；然后确认无人机的机动策略，进行轨迹规划；最后根据克拉美罗下界与均方根误差对于滤波进行评估。本发明采用最小化无人机移动距离之和的准则来规划基于传感器‑目标最优几何构型的无人机机动轨迹，在确保了高定位精度的同时缩短了无人机部署时间，大大提高无人机集群目标定位与跟踪以及后续围捕攻击、追逃对抗等任务的效率。
基于方位定位无人机集群多目标跟踪轨迹规划方法

[发明专利]一种纯角度量测下目标被动跟踪与传感器环航导引方法-CN202310649032.3在审
发明人： 戚国庆;李银伢;盛安冬 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2023-06-02 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种纯角度量测下目标被动跟踪与传感器环航导引方法。本申请提供的方法首先在假定传感器运动速率大于目标运动速率前提下，引入一种目标状态粗估计策略，和一种观测器环航粗导引策略。然后，提出一种利用历史量测记录、目标状态估计和当前量测信息的目标纯角度量测虚拟交会定位方法，进而利用卡尔曼滤波器获得目标的精确状态估计。在此基础上，对观测器粗导引策略进行修正，从而实现了传感器更加精确地绕目标环航运动。本发明可为具有环绕航行或有巡飞能力的观测器，提供在仅有角度量测下的对运动目标高精度跟踪和传感器高精度绕目标环航。
一种角度量测下目标被动跟踪传感器导引方法

[发明专利]基于纯方位信息的多智能体网络节点快速分布式定位方法-CN202310680426.5在审
发明人：宋相儒;李银伢;戚国庆;盛安冬;王开新 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2023-06-08 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： H04W64/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于纯方位信息的多智能体网络节点快速分布式定位方法，包括以下步骤：通过初始化网络获得网络的通信拓扑结构并进行判断结构是否可行；通过分析计算网络信息将网络节点进行分类；建立纯方位信息解算模型，利用锚节点对已分类的未知位置的节点进行分批次定位，使得整个网络在不依靠大量锚节点数量就可有限步长内完成定位，且定位误差较小。该方法可以明显提高定位效率，不依赖锚节点密度的同时也有着较好的定位精度。
基于方位信息智能网络节点快速分布式定位方法

[发明专利]一种基于改进的协方差交叉算法的分布式火控融合方法-CN202010491021.3有效
发明人：樊蓉;戚国庆;李银伢;盛安冬 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-06-02 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G06F18/25 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于改进的协方差交叉算法的分布式火控融合方法。该方法包括以下步骤：构建分布式火控系统，并建立线性离散随机目标跟踪模型；各个节点分别利用卡尔曼滤波算法对目标的运动状态进行估计；采用改进的协方差交叉算法对各个节点的估计结果进行数据融合，通过对逆协方差的行列式的倒数进行数学运算直接求得融合系数，从而得出最终的目标状态。本发明减少了分布式火控系统融合算法的计算量，提高了分布式火控系统的实时性，并且提高了目标跟踪的精度。
一种基于改进协方差交叉算法分布式火控融合方法

[发明专利]一种基于纯方位测量的目标跟踪传感器调度方法-CN202310123482.9在审
发明人：陈伟尧;李银伢;戚国庆;盛安冬 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2023-02-15 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G01S11/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于纯方位测量的目标跟踪传感器调度方法，该方法步骤为：首先初始化纯方位目标跟踪系统，初始化UKF滤波；其次确定纯方位测量下传感器‑目标最优几何构型；然后进行目标位置一步预测；接着进行传感器最优几何构型匹配，完成传感器实时优化选择；接着对目标状态进行滤波估计；最后判断滤波过程是否结束。本发明为纯方位目标跟踪目标观测半径受限的情况提供了一种快速的传感器实时调度方法，可通过观测圆环半径的调整控制目标跟踪精度，同时有效提高了传感器组合的选择速度，保证了优化选择算法应用于大规模静态传感器网络中的实时性。
一种基于方位测量目标跟踪传感器调度方法

[发明专利]车载消防旋翼无人机TOA协同定位方法-CN201811421404.2有效
发明人：李银伢;戚国庆;盛安冬 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2018-11-27 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： G01S5/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种车载消防旋翼无人机TOA协同定位方法，包括以下步骤：UWB模块安装与部署：采用地面三辆机动消防车作为定位平台，在每辆车的车顶上部署并安装四个UWB模块；每辆机动消防车车顶平台部署一架消防旋翼无人机，每架旋翼无人机上安装一个UWB模块；消防旋翼无人机UWB模块坐标解算；消防旋翼无人机UWB模块TOA传感器数据采集；消防旋翼无人机空间位置解算。本发明在城市楼宇间GPS信号不可靠、信号弱或拒止条件下，通过多辆小型机动消防车TOA协同定位方式，实现消防旋翼无人机空间位置的精确可靠解算，从而为消防旋翼无人机自主或半自主飞行提供先决条件，提高消防员作业时的安全性。
车载消防无人机 toa 协同定位方法

[发明专利]GPS拒止条件下车载消防高载荷旋翼无人机高精度定位方法-CN201811421405.7有效
发明人：李银伢;戚国庆;盛安冬 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2018-11-27 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种GPS拒止条件下车载消防高载荷旋翼无人机高精度定位方法，包括以下步骤：第一步，消防旋翼无人机初始化部署；采用地面机动消防车作为基站，在其车顶平台部署四个拉绳式位移传感器，每个传感器安装在带有测量拉绳方向的转台上，拉绳方向对应的方位角和高低角分别由转台上的两个轴角编码器进行测量，再将四个位移传感器的伸缩绳端挂载到无人机底部固连处；第二步，位移传感器和测角传感器数据采集；第三步，消防旋翼无人机空间位置坐标解算。本发明实现消防旋翼无人机空间位置的精确可靠解算，为消防旋翼无人机对高层和超高层建筑消防作业时的自主或半自主飞行提供先决条件，提高消防员作业时的安全性。
gps 条件下车载消防载荷无人机高精度定位方法

[发明专利]不完全量测数据驱动下的机动扩展目标混合交互式强跟踪滤波方法-CN202010199440.X有效
发明人：李银伢;石杰;王长城;盛安冬;戚国庆 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-03-20 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种不完全量测数据驱动下的机动扩展目标混合交互式强跟踪滤波方法，包括如下步骤：步骤1，建立混合模型集，并确定混合模型集的转移概率矩阵；步骤2，计算交互后子模型滤波器在k采样时刻的输入初值；步骤3，构建子模型滤波器；步骤4，更新k采样时刻模型的模型概率；步骤5，计算k采样时刻的状态估计即协方差，判断终止条件，若目标跟踪过程结束，退出；否则返回步骤2。本发明提出的扩展目标跟踪算法能够有效适应实际工程中的不完全量测环境，具有更高的跟踪精度，且在目标机动时刻，模型切换更快、更准确。
不完全数据驱动机动扩展目标混合交互式跟踪滤波方法

[发明专利]基于TOA测量的无线传感网络最优目标定位方法-CN202010110085.4有效
发明人：李银伢;戚国庆;盛安冬 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-02-23 - 公布日： 2022-08-16 - 主分类号： H04W4/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于TOA测量的无线传感网络最优目标定位方法，包括以下步骤：TOA定位系统初始化；确定理想的目标‑传感器最优几何构型；最优传感器部署策略及目标节点位置坐标解算。本发明在GPS信号不可靠、信号弱或拒止环境下，实现基于TOA测量的WSNs中传感器动态最优几何构型部署和目标定位；目标定位和传感器最优部署是联动的，其定位精度随着传感器的最优部署而显著提升。
基于 toa 测量无线传感网络最优目标定位方法

[发明专利]基于联邦滤波器的双GPS/SINS的组合导航方法及系统-CN202111553793.6在审
发明人：郝天豪;戚国庆;李银伢;盛安冬 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2021-12-17 - 公布日： 2022-03-29 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于联邦滤波器的双GPS/SINS的高容错性、高精度的组合导航方法及系统，方法包括，对微型捷联惯性导航系统的导航的解算，建立捷联惯性导航系统与GPS导航系统的状态方程和量测方程，对联邦滤波器的结构和信息分配系数进行设计，设计导航系统出现故障时所采用的容错处理方式。与传统的GPS/SINS导航系统相比，本方法的提出提高了传统GPS/SINS组合导航系统的精度，并在容错性方面有了很大的提升，增强了系统的健壮性，能够更好的完成导航任务。
基于联邦滤波器 gps sins 组合导航方法系统

[发明专利]结合聚类分析和粒子群优化算法的多传感器多目标跟踪方法-CN202111514672.0在审
发明人：王勇;戚国庆;李银伢;盛安冬 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2021-12-13 - 公布日： 2022-03-22 - 主分类号： G06K9/62 文献下载
摘要：本发明提供了一种结合聚类分析的基于粒子群优化算法的多传感器多目标跟踪方法，包括：基于DBSCAN(Density‑Based Spatial Clustering of Applications with Noise，基于密度的噪声应用空间聚类)聚类的目标集群聚类划分的方法；基于集群中目标空间拓扑结构信息的抗差关联方法；运用粒子群优化算法进行传感器系统误差估计的方法。针对多传感器多目标跟踪问题，本发明提出的方法能够在多集群密集目标的巨大数据量的情况下降低计算量，保证跟踪算法的实时性，同时提高传感器对同源目标的正确关联率，且能够在目标跟踪初期就获得传感器系统误差更好的估计结果，实现对目标的快速准确跟踪。
结合聚类分析粒子优化算法传感器多目标跟踪方法

[发明专利]一种多无人机协同跟踪定位方法-CN202010283032.2在审
发明人：贾越;戚国庆;李银伢;盛安冬 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-04-13 - 公布日： 2021-10-22 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种多无人机协同跟踪定位方法。该方法步骤为：根据无人机通讯网络拓扑结构图，基于图论的方法建立有向连通图，获得无人机传感器节点与相邻节点的连通信息；建立线性连续时间系统模型；利用IKCF滤波算法，对目标未知信息进行估计；采用序贯快速协方差交叉融合算法，对各节点的估计结果进行数据融合，得出确定的目标位置。本发明充分利用了相邻无人机节点的估计信息，提高了系统的实时性，使目标位置估计更加准确。
一种无人机协同跟踪定位方法

[发明专利]一种应用于火控系统的目标状态估计方法-CN202010610056.4在审
发明人：张旺;戚国庆;盛安冬;李银伢 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-06-30 - 公布日： 2020-11-03 - 主分类号： G16Y40/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种应用于火控系统的目标状态估计方法。该方法为：首先，设定分布式网络化火控系统的通信拓扑，并建立线性离散目标运动模型；其次，利用无偏量测转换方法将探测器探测到的信息转换到笛卡尔坐标系下，这有助于目标运动分析；然后各个火控单元采用基于事件触发机制的卡尔曼一致性滤波算法得到局部的目标状态估计信息；最后，指挥层根据各火控单元的局部估计利用快速协方差交叉批处理算法得到更精确的目标状态估计值。本发明减轻了火控系统通信网络的负担，使得各火控单元对目标状态信息认知达到高度一致，并提高了系统的鲁棒性和指挥层的估计精度。
一种应用于火控系统目标状态估计方法

[发明专利]一种基于树莓派的四旋翼无人机视觉导航系统及方法-CN201910712939.3在审
发明人：王荣梅;沈子超;戚国庆 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2019-08-02 - 公布日： 2019-11-22 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于树莓派的四旋翼无人机视觉导航系统及方法。该系统包括飞行控制板、驱动模块、电源检测模块、视觉处理模块、高度测量模块、遥控器控制模块和无线通信模块，其中飞行控制板包括飞控处理器、通信模块和姿态采集模块。方法为：首先控制无人机飞行至稳定高度后，切换至自动控制模式；然后利用树莓派获取摄像头图像进行目标提取，计算目标相对于无人机的位置偏差，将位置偏差信息传递至飞控处理器，使用姿态角信息对位置偏差信息进行补偿获取最终偏差信息；最后利用PID算法和偏差信息计算出控制输出值，控制无人机进行跟踪飞行。本发明系统可移植性强，成本低廉，方法简便，能够在没有GPS信号的情况下进行无人机的自主导航。
位置偏差信息飞行控制板偏差信息处理器树莓遥控器控制模块电源检测模块视觉处理模块视觉导航系统无线通信模块自动控制模式摄像头图像无人机飞行姿态角信息高度测量计算目标可移植性目标提取驱动模块通信模块位置偏差姿态采集自主导航旋翼输出传递飞行跟踪

[发明专利]一种基于激光探测的四旋翼无人机避障方法-CN201910740462.X在审
发明人：沈子超;王荣梅;戚国庆 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2019-08-12 - 公布日： 2019-11-19 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于激光探测的四旋翼无人机避障方法。该方法为：首先使用hector slam方法，基于激光雷达建立飞行场地的静态栅格地图，使用A*算法规划出从起始点到目标点的最短路径，并利用pixhawk飞控板内部的惯性测量单元计算出四旋翼无人机的里程信息；然后使用自适应蒙特卡洛定位算法，获得四旋翼无人机相对于地图的坐标转换；利用激光雷达在无人机飞行过程中建立局部代价地图；最后针对飞行过程中出现的动态障碍物，依据建立的局部代价地图，使用动态窗口算法对其进行规避，并进行局部路径规划，直至无人机回归到由A*算法得到的全局最短航路中。本发明具有方法简单方便、定位速度快、自主能力强、实时性好的优点。
旋翼激光雷达算法惯性测量单元局部路径规划动态障碍物无人机飞行窗口算法定位算法飞行场地飞行过程激光探测里程信息实时性好栅格地图自主能力最短路径坐标转换目标点起始点自适应避障控板回归全局规划

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