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[发明专利]一种复杂运动状态下行人单步划分方法-CN202110959803.X有效
发明人：王鹏宇;孙伟;李海军;蒋荣;裴玉锋;徐西京;苗宏胜 -专利权人：北京自动化控制设备研究所
申请日： 2021-08-20 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G01C22/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种复杂运动状态下行人单步划分方法，首先，采集多种行进状态和非行进状态下加速度和角速度数据，计算垂向加速度进行过零检测，基于过零点提取加速度的波峰值和波谷值；然后，基于步态周期的经验值引入时频约束，基于加速度峰值的最小门限引入幅值约束，判断峰谷值是否满足两种约束条件；另外，通过角速度数据计算俯仰角，建立俯仰角约束，判断行人是否处于蹲起状态，采集前向和垂向加速度信息，建立二维加速度约束，判断行人是否处于原地跳跃状态；通过上述判断，确定包含波峰、波谷的两相邻过零点区间内是否包含有效单步并进行划分。该方法可以有效提升单步划分精度，实现复杂运动状态下行人高精度航位推算。
一种复杂运动状态行人划分方法

[发明专利]一种基于惯性数据时频域特征提取的行人步长建模方法-CN202110960526.4有效
发明人：王鹏宇;孙伟;李海军;蒋荣;裴玉锋;徐西京;苗宏胜;徐兴华;晏升辉;刘冲 -专利权人：北京自动化控制设备研究所
申请日： 2021-08-20 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于惯性数据时频域特征提取的行人步长建模方法，首先采集非常规步态下的惯性数据，对不同步态的惯性数据进行分段；然后计算单步周期内的步频、加速度方差，构建时域线性步长模型；随后将单步周期内的三轴加速度矢量和信号进行分数阶傅里叶变换，计算变换后的加速度信号的标准差因子和四分位差因子，构建频域线性步长模型；最后利用加权方法融合时域线性步长模型和频域线性步长模型，得到融合步长模型。该方法通过对惯性数据时频域特征的提取、融合，提高多运动状态下基于惯性传感器的行人航位推算精度，解决现有步长建模方法无法直接应用于跑步、侧走、倒走等非常规步态的技术问题。
一种基于惯性数据时频域特征提取行人步长建模方法

[发明专利]一种基于无线电的组合导航方法-CN201811357855.4有效
发明人：钟润伍;徐海刚;李海军;刘冲;张维佳;高晓波;原润;裴玉锋;孙伟;陈更达;李志峰 -专利权人：北京自动化控制设备研究所
申请日： 2018-11-15 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本发明属于惯性测量技术领域，涉及到利用无线电测向、测距信息和气压高度表信息来抑制惯性导航位置误差发散。该方案是通过建立无线电和气压高度表误差模型，利用卡尔曼滤波对无线电测向误差、气压高度表误差进行估计，对导航系统位置和姿态误差进行修正以提高定位定向系统的高程精度。
一种基于无线电组合导航方法

[发明专利]基于加速度数据统计学特征的自适应零速区间判别方法-CN202211391070.5在审
发明人：郑辛;王鹏宇;孙伟;李海军;徐西京;蒋荣;苗宏胜;裴玉锋 -专利权人：北京自动化控制设备研究所
申请日： 2022-11-07 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明基于加速度数据统计学特征的自适应零速区间判别方法，将微惯性传感器绑定于行人足部，采集行人步态下的原始惯性数据，利用广义似然比检测方法进行零速区间判别，将广义似然比的零速检测阈值设定为加速度统计量的加权组合，对零速区间检测阈值进行自适应调整。本发明提升了零速判别精度，从而提高误差修正精度。本发明尤其适用于解决复杂运动状态下的高精度行人导航问题。
基于加速度数据统计学特征自适应区间判别方法

[发明专利]基于步态特征的微惯性导航Kalman滤波器参数自适应设置方法-CN202211386492.3在审
发明人：郑辛;王鹏宇;孙伟;李海军;蒋荣;徐西京;苗宏胜;裴玉锋 -专利权人：北京自动化控制设备研究所
申请日： 2022-11-07 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本发明公开了基于步态特征的微惯性导航Kalman滤波器参数自适应设置方法，将微惯性传感器绑定于行人足部，采集行人在直线走、弧线走、转弯等步态下的原始惯性数据；利用每一步零速区间内解算航向角的均值计算相邻步航向角差值；利用航向角差值判断行人步态；在行人弧线走或转弯时，利用航向角差值自适应调整系统噪声Q矩阵的值，利用新息自适应调整量测噪声R矩阵的值。本发明自适应调整Kalman滤波器的系统噪声和量测噪声，大幅度提升了误差估计精度，实现行人高精度定位导航。
基于步态特征惯性导航 kalman 滤波器参数自适应设置方法

[发明专利]一种基于协方差交叉的无人战车同时定位与地图构建方法-CN201811236388.X有效
发明人：孙伟;刘冲;李海军;原润;钟润伍;蔡善军;裴玉锋 -专利权人：北京自动化控制设备研究所
申请日： 2018-10-23 - 公布日： 2023-02-10 - 主分类号： G01C21/00 文献下载
摘要：本发明属于无人战车导航技术，具体为一种基于协方差交叉的无人战车同时定位与地图构建方法。首先建立系统状态估计模型，之后计算环境特征坐标，计算量测矩阵，采用卡尔曼滤波进行系统状态误差估计，根据卡尔曼滤波最优估计结果，对惯导系统误差与特征点误差进行反馈校正，完成校正系统误差后在进行环境特征坐标计算和系统状态误差估计。本方法能够改善惯性系统精度，提高导航精度以及环境模型建模精度。在能获得无人战车上多种传感器信息的情况下，利用多种传感器对环境特征的观测信息，与惯性导航系统进行组合，得到无人战车在各时刻的最优位置估计以及环境特征表示的环境地图模型，实现对无人战车的高精度定位以及周边环境的地图建模功能。
一种基于协方差交叉无人战车同时定位地图构建方法

[发明专利]一种基于序贯检测的惯性/视觉里程计组合导航方法-CN201710655918.3有效
发明人：郭元江;孙伟;李海军;刘冲;原润;钟润伍;裴玉锋;徐海刚 -专利权人：北京自动化控制设备研究所
申请日： 2017-08-03 - 公布日： 2022-07-15 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本发明属于视觉导航技术领域，具体公开了一种基于序贯检测的惯性/视觉里程计组合导航方法。首先引入外界参考信息，即惯导的姿态信息，减少视觉里程计计算量；之后结合序贯卡尔曼滤波方法，将多个特征点估计的视觉速度与惯性导航速度进行数据融合，并利用基于χ2检测方法来对视觉故障信息进行监测；最后实现对组合导航系统测量精度的提高。一方面通过多特征点匹配，增加视觉导航信息量，降低视觉误匹配对导航精度的影响，另一方面结合序贯卡尔曼滤波方法将外界惯导导航信息与视觉导航信息融合，提高系统运动测量的精度与鲁棒性，同时进一步降低运算量。
一种基于检测惯性视觉里程计组合导航方法

[发明专利]一种自适应波峰检测计步方法-CN202111230470.3在审
发明人：苗宏胜;王鹏宇;孙伟;蒋荣;李海军;徐海刚;郑辛;纪志农;裴玉锋;徐西京 -专利权人：北京自动化控制设备研究所
申请日： 2021-10-22 - 公布日： 2022-02-18 - 主分类号： G01C22/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种自适应波峰检测计步方法，对行人不同运动状态下微惯性测量单元敏感的加速度、角速率进行波峰检测，统计不同运动状态下波峰值的分布情况及不同波峰值下的步态周期，以此作为训练集，采用多级支持向量机算法求解不同步态间的最优超平面，并构造决策函数以确定步态；根据当前检测周期角速率、加速度的波峰值和步态周期自适应调整下一检测周期的长度及波峰阈值，若周期角速率、加速度的波峰均有效，则相邻两波峰间计1步，否则不计步。本发明提高了计步的准确率，极大地提升了基于航位推算的行人微自主导航系统的精度。
一种自适应波峰检测方法

[发明专利]一种自适应零速区间判定方法-CN202111230695.9在审
发明人：苗宏胜;李海军;孙伟;蒋荣;王鹏宇;裴玉锋;徐西京;徐海刚;郑辛;纪志农 -专利权人：北京自动化控制设备研究所
申请日： 2021-10-22 - 公布日： 2022-02-11 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种自适应零速区间判定方法，将微惯性测量单元固定在行人脚部，采集多组行人在不同运动状态下脚部的加速度、角速率，对其进行降噪处理后统计各零速时刻和非零速时刻步态周期内加速度的峰值，以提取运动状态表征量；基于各零速时刻和非零速时刻步态周期内的运动状态表征量及加速度、角速率，构造训练样本集；采用支持向量机算法对零速点和非零速点进行分类，并求解边界条件及构造决策函数；根据当前步态周期微惯性测量单元输出的加速度的峰值并自适应调整下一周期零速检测的判据，并判断当前是否为零速状态，进而实现对零速区间的判定。本发明提高了零速检测准确率，进而提高了行人自主导航精度。
一种自适应区间判定方法

[发明专利]一种闭环修正安装误差的挠曲估计方法-CN201611031747.9有效
发明人：郭元江;李海军;孙伟;徐海刚;李群;刘冲;原润;裴玉锋;钟润伍;韩雪;刘璐 -专利权人：北京自动化控制设备研究所
申请日： 2016-11-22 - 公布日： 2021-07-13 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明属于惯性测量技术领域，特别涉及一种闭环修正安装误差的挠曲估计方法。本方法，包括九个步骤，步骤一为对坐标系进行定义、步骤二为基于惯性系的导航运算，步骤三为建立挠曲误差模型，步骤四为建立系统误差方程，步骤五为建立量测方程，步骤六为计算量测值，步骤七为利用卡尔曼滤波方程进行计算，步骤八为安装误差角和挠曲变形角闭环修正，步骤九为重复挠曲变形角闭环修正。本方法相比于传统方法可以大幅提升测量精度和估计速度，可增强载体平台不同部位的姿态信息测量精度，提高相关设备的使用效率。
一种闭环修正安装误差挠曲估计方法

[发明专利]一种惯导系统故障特性判定及测试性预计方法-CN201610896282.7有效
发明人：孙伟;李海军;徐海刚;李群;刘冲;裴玉锋;郭元江;原润;钟润伍 -专利权人：北京自动化控制设备研究所
申请日： 2016-10-14 - 公布日： 2021-03-16 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明属于测试性技术领域，具体公开了一种惯导系统故障特性判定及测试性预计方法，判定方法包括首先确定测试性多信号信息模型，然后进行搜索故障可达测试点，之后进行故障相关性分析，确定故障－测试相关矩阵，最后进行故障特性判定，预计方法包括在确定故障－测试相关矩阵之后确定故障检测率FDR和故障隔离率FIR，对系统故障特性进行较为全面和准确的测试性预计；利用故障－测试相关矩阵进行故障特性分析，分别分析单故障特性和多故障特性，利于较为准确的对惯导系统的故障特性进行判定和测试性预计，有利于进行惯导系统的故障分析，降低惯导系统的维护工作量。
一种系统故障特性判定测试预计方法

[发明专利]一种大机动情况下景象匹配的方法-CN201610915460.6有效
发明人：孙伟;郭元江;李海军;徐海刚;李群;刘冲;郑辛;裴玉锋;原润;钟润伍 -专利权人：北京自动化控制设备研究所
申请日： 2016-10-20 - 公布日： 2021-02-05 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明属于视觉导航技术领域，具体公开了一种大机动情况下景象匹配的方法。基于景象匹配的基本原理，分析载体在进行大机动情况下对景象匹配定位误差的影响，并进行误差建模；利用相关信息进行图像畸变校正，以及定位误差的初步校正；再将惯导系统输出的位置信息、景象匹配输出的位置信息之差作为卡尔曼滤波器的输入量，卡尔曼滤波器对景象匹配的各项误差进行估计，输出景象匹配各项误差的估计量。在景象匹配的运算过程中利用估计出的各项误差进行修正，实现高精度的景象匹配定位。
一种机动情况景象匹配方法

[发明专利]一种自适应估计景象匹配与惯导安装误差的方法-CN201610803862.7有效
发明人：孙伟;郭元江;李海军;徐海刚;李群;刘冲;郑辛;裴玉锋;原润;钟润伍 -专利权人：北京自动化控制设备研究所
申请日： 2016-09-06 - 公布日： 2021-02-05 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明属于视觉导航技术领域，具体涉及一种自适应估计景象匹配与惯导安装误差的方法；分析相机与惯导的安装误差对景象匹配定位精度造成的影响，本发明基于景象匹配的基本原理，并进行误差建模；将惯导系统输出的位置信息、景象匹配输出的位置信息之差作为卡尔曼滤波器的输入量，卡尔曼滤波器对安装误差进行估计，输出安装误差的估计量。在景象匹配的运算过程中利用安装误差进行位置校正，实现高精度的景象匹配定位。本发明无需事先进行人工标定，利用卡尔曼滤波器自适应估计景象匹配与惯导的安装误差，即可实现高精度的景象匹配定位；本发明尤其适用于解决高空应用环境下的景象匹配高精度应用需求。
一种自适应估计景象匹配安装误差方法

[实用新型]一种镭射纸及印刷品颜色的精确测量和色差评价装置-CN202020005511.3有效
发明人：黄敏;刘浩学;裴玉锋 -专利权人：北京印刷学院
申请日： 2020-01-03 - 公布日： 2020-10-16 - 主分类号： G01J3/46 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种镭射纸及印刷品颜色的精确测量和色差评价装置；属于颜色测量技术领域，包括计算机、测量仪器、运动R轴、运动Z轴和R轴组件、X轴静音拖链、X轴龙门横板、运动Y轴立板、控制按钮、电源开关、仪器承托平台、传动同步带组、稳压直流电源、电机驱动器、运动同步轮组、测量平面、直线导轨和龙门式工作平台；计算机通过数据线分别与测量仪器和电机驱动器的USB接口相连接。本实用新型既能对光柱镭射纸及镭射印刷品在小面积均匀颜色区域内的固定位置处进行测量也能支持大面积均匀颜色区域测量，具有普适性。
一种镭射印刷品颜色精确测量色差评价装置

[发明专利]一种挖掘机用光纤惯导的高精度定位方法-CN201810670711.8在审
发明人：陈更达;李海军;刘冲;裴玉锋;徐海刚;原润;孙伟;钟润伍;李志锋 -专利权人：北京自动化控制设备研究所
申请日： 2018-06-26 - 公布日： 2020-01-03 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种挖掘机用光纤惯导的高精度定位方法，利用挖掘机用惯导输出的角速率及加速度信息，识别挖掘机处于运动状态还是挖掘中。包括如下步骤：(1)坐标系定义；(2)卡尔曼滤波状态变量及滤波模型选定；(3)量测方程建立及误差修正；(4)模拟验证试验。其优点是，能够确保光纤惯导可以实时输出高精度位置，保证按挖掘路线进行前进，位置精度可达到10cm/8h。
挖掘机光纤高精度定位加速度信息卡尔曼滤波精度位置量测方程滤波模型模拟验证实时输出误差修正运动状态状态变量挖掘输出试验保证

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