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[发明专利]一种基于多星敏感器的卫星姿态确定方法及装置-CN202310842778.6在审
发明人：祗姣姣;孟子阳;袁斌文 -专利权人：北京信息科技大学;清华大学
申请日： 2023-07-10 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多星敏感器的卫星姿态确定方法及装置，本发明针对安装两台及以上星敏感器的卫星，充分利用各个星敏感器的测量信息进行卫星姿态确定，同时，本发明使用前一时刻所确定出的卫星姿态信息来进行目标卫星在下一时刻姿态状态的预测，并将其作为目标卫星下一时刻姿态滤波计算的初始值，基于此，本发明所提供的姿态确定方法，不仅计算量小，而且能够充分利用星敏感器测量信息，由此，可有效提高星上姿态确定精度，从而适应于在卫星姿态确定领域的广泛应用与推广。
一种基于敏感卫星姿态确定方法装置

[发明专利]一种MEMS扫描镜闭环角度控制系统及方法-CN202310544795.1在审
发明人：徐帼锴;孟子阳;刘松涛;张高飞 -专利权人：北京信息科技大学;清华大学
申请日： 2023-05-15 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G02B26/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种MEMS扫描镜闭环角度控制系统及方法，具体控制系统包括扫描镜驱动模块、角度反馈模块和角度控制模块。首先，由驱动模块产生原始驱动信号使MEMS扫描镜在二维方向运动，同时，通过集成在扫描镜上的角度传感器进行实时检测得到扫描镜的角度信号，角度信号将被传输到角度控制模块进行处理。角度控制模块是该系统的核心，该角度控制模块分别由PLL(锁相环)控制和AGC(自动增益控制)两部分组成，首先PLL控制部分实现对MEMS扫描镜驱动信号的频率控制；然后AGC部分实现对MEMS扫描镜驱动信号的幅度控制。通过双闭环控制系统的设计，该系统可以使MEMS扫描镜的角度稳定，并提高扫描镜的环境适应性，同时有效降低扫描镜的功耗。
一种 mems 扫描闭环角度控制系统方法

[发明专利]基于纯磁控方式的卫星对日自旋稳定姿态控制方法及装置-CN202211453525.1有效
发明人： 孟子阳;袁斌文;杨登 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-11-21 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明提出一种基于纯磁控方式的卫星对日自旋稳定姿态控制方法及装置，属于航天器姿态控制技术领域。其中，所述方法包括：计算卫星三轴角速率的估计值，根据卫星三轴角速率的估计值，分别计算卫星对日自旋各控制阶段的目标输出力矩，其中，在对日捕获阶段、起旋阶段和对日自旋稳定阶段，当太阳位于太阳敏感器的测量视场内时，目标输出力矩中考虑由太阳敏感器测量得到的太阳矢量；根据目标输出力矩和地磁矢量测量值，计算三轴磁力矩器的目标输出磁矩并转化为控制指令以实现卫星姿态控制。本发明充分考虑地影区、太阳敏感器与太阳帆板偏置安装、太阳敏感器视场范围以及环境干扰力矩等因素影响，可控制卫星从任意初始状态最终实现对日自旋稳定。
基于纯磁控方式卫星对日自旋稳定姿态控制方法装置

[发明专利]残差神经网络在线训练架构及存储压缩与计算加速方法-CN202211480944.4在审
发明人：李国齐;杨玉宽;裴京;陈恒努;孟子阳 -专利权人：之江实验室;清华大学
申请日： 2022-11-24 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G06N3/0464 文献下载
摘要：本发明属于计算机技术领域，公开了一种残差神经网络在线训练架构及存储压缩与计算加速方法，移除了批归一化运算模块，包括前向传播模块和反向传播模块两个部分，所述前向传播模块和反向传播模块均包含两个加法偏置Bias，一个卷积层Conv，一个乘法算子Multiplier，和一个激活层ReLu。本发明能够大幅降低功耗，提升处理速度。更重要的是，因为删去了批归一化中的平方根运算，深度神经网络在线学习芯片的设计可以大大简化。除此之外，该方法已被证明在批量样本较少的小批量在线训练中更具优势。该发明专为降低网络训练中卷积和批归一化的高计算成本而设计，在资源有限设备上的在线训练中有广阔应用前景。
神经网络在线训练架构存储压缩计算加速方法

[发明专利]基于卷积神经网络和嵌入式计算平台的地理目标识别方法-CN202310032012.1在审
发明人： 孟子阳;赵开春;胡苏兴;刘嘉诚;尤政 -专利权人：清华大学
申请日： 2023-01-10 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G06V20/40 文献下载
摘要：本发明公开了基于卷积神经网络和嵌入式计算平台的地理目标识别方法，该方法包括：获取拍摄图像的训练数据集；将训练数据集输入至目标识别网络模型进行网络训练，目标识别网络模型，包括地理环境分类模型和环境目标识别模型；其中，将分类数据集输入至地理环境分类模型以对分类数据集的图像特征进行粗匹配得到场景信息；以及将目标检测数据集输入环境目标识别模型，对场景信息进行细节匹配得到地理位置信息，以得到训练好的目标识别网络模型；将实时的拍摄图像输入至训练好的目标识别网络模型进行环境目标识别，基于环境目标识别结果输出地理环境的目标位置、类别和置信度。本发明对无人机等无人自主平台的智能化匹配导航等应用有着重要的意义。
基于卷积神经网络嵌入式计算平台地理目标识别方法

[发明专利]无人机全局定位方法、装置、电子设备及存储介质-CN202211627127.7在审
发明人： 孟子阳;贺梦凡;尤政;邢飞 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-12-16 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： G06V20/17 文献下载
摘要：本申请涉及一种无人机全局定位方法、装置、电子设备及存储介质，包括：通过预设的卷积神经网络处理俯视航拍图像的变换图像，得到向量化特征图像；从预设的瓦片地图全局图像特征数据库进行搜索，得到候选位置对象集合，筛选出目标候选位置对象集合；从目标候选位置对象集合筛选出满足图像间特征点对数大于预设对数，且目标单应矩阵满足预设要求的图像，得到最终候选位置集合，根据位置重叠结果确定最终候选位置，根据最终候选位置和当前时刻飞行区域的俯视航拍图像匹配得到的单应矩阵的平移分量计算图像间的实际平移量，进行全局定位。解决了不存在任何位置先验条件下如何进行全局定位的问题，在保证算法快速性的同时提升了定位结果的正确性。
无人机全局定位方法装置电子设备存储介质

[发明专利]基于语义分割和多视图几何的同时定位与建图方法与系统-CN202211457232.0在审
发明人： 孟子阳;周鹏坤;王君 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-11-21 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： G06T7/73 文献下载
摘要：本发明公开了基于语义分割和多视图几何的同时定位与建图方法与系统，该方法包括：对原始图像和融合后的原始图像与深度图分别进行语义分割和几何分割得到对应的二进制掩膜；对几何分割的二进制掩膜进行多视图几何一致性检测得到第一动态区域，将语义分割的二进制掩膜与第一动态区域进行融合得到第二动态区域；对原始图像进行特征点提取，并过滤落入第二动态区域中的特征点得到静态特征点；基于IMU预积分量和静态特征点，优化求解相机位姿以得到当前帧位姿的最佳估计。本发明可以很好地检测到环境内所有动态物体，不依赖于含有大量类别的训练数据；运行速度快，无需高性能处理器即可达到实时处理。
基于语义分割视图几何同时定位方法系统

[发明专利]基于神经网络和边缘计算芯片的单目深度估计方法及装置-CN202211330237.7在审
发明人： 孟子阳;沈王天;尤政 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-10-27 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： G06T7/50 文献下载
摘要：本发明公开了基于神经网络和边缘计算芯片的单目深度估计方法及装置，其中，该方法包括：获取相机图像的训练数据集，并利用训练数据集对深度估计网络进行训练得到训练好的深度估计网络；利用训练数据集中的多张图片对训练好的深度估计网络的网络参数进行量化操作得到卷积张量；利用最优的张量划分方式对卷积张量进行划分生成网络代码数据；利用实时相机图像和网络代码数据，通过训练好的深度估计网络的网络计算得到实时相机图像估计的深度图。本发明在超低功耗计算芯片上实现了单目深度估计网络的部署与运行，对于只能使用单目相机作为感知单元的纳型无人平台有重要的意义，能给显著提升纳型无人平台对于场景的理解能力。
基于神经网络边缘计算芯片深度估计方法装置

[发明专利]基于单目深度估计和反应式策略的飞行器自主导航方法-CN202211329504.9在审
发明人： 孟子阳;沈王天;尤政 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-10-27 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明公开了基于单目深度估计和反应式策略的飞行器自主导航方法，该方法包括获取无人飞行器图像的训练数据集，并利用训练数据集对深度估计网络进行训练得到训练好的深度估计网络；利用训练数据集中的多张图片对训练好的深度估计网络的网络参数进行量化操作得到卷积张量，利用最优的张量划分方式对卷积张量进行划分生成网络代码数据；利用实时无人飞行器图像和网络代码数据，通过训练好的深度估计网络的网络计算得到实时无人飞行器图像估计的深度图；利用预设的策略公式对深度图进行反应式计算，生成无人飞行器的期望飞行角速度，并基于期望飞行角速度和有限状态机的控制方式完成无人飞行器的自主导航。本发明可以有效地完成无人飞行器自主避障。
基于深度估计反应式策略飞行器自主导航方法

[发明专利]一种微纳卫星姿轨控实时仿真测试系统及方法-CN202211296789.0在审
发明人： 孟子阳;祗姣姣;袁斌文;张高飞 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-10-21 - 公布日： 2023-01-13 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种微纳卫星姿轨控实时仿真测试系统及方法，该系统包括：主控计算机中设有仿真环境模块，仿真环境模块用于配置微纳卫星姿轨控仿真模型，主控计算机通过以太网与实时仿真计算机进行数据传输；实时仿真计算机中设有实时仿真引擎，实时仿真引擎用于基于微纳卫星姿轨控仿真模型进行数据实时仿真，实时仿真计算机将仿真数据通过硬件接口发送到星载计算机；星载计算机中设有姿控算法模块，姿控算法模块用于利用姿态控制模型和姿态确定模型对接收到的仿真数据进行实时姿态解算，最终得到仿真测试结果。本发明具有高集成性、强实时性、高精确度，高可靠性、仿真原理及结果都更接近于卫星在轨实际飞行工作状态。
一种卫星姿轨控实时仿真测试系统方法

[发明专利]单框架控制力矩陀螺群确定方法、装置、设备、存储介质-CN202211078024.X在审
发明人：曲直;张高飞;孟子阳 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-09-05 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本申请涉及一种单框架控制力矩陀螺群确定方法、装置、设备、存储介质。通过获取各候选单框架控制力矩陀螺群SGCMGs的多个角动量包络样本点，根据各候选SGCMGs的角动量包络样本点，确定各候选SGCMGs的目标包络值，进一步根据目标包络值确定各候选SGCMGs的综合评价指标，最终根据各候选SGCMGs的综合评价指标，从各候选SGCMGs确定目标SGCMGs。本申请根据目标包络值确定各候选SGCMGs的综合评价指标，综合评价指标用来表征候选SGCMGs的角动量输出能力，而且采用多个角动量样本点，避免了现有技术中以最大角动量或最小角动量对SGCMGs进行评价带来的无法全面客观的评判构型能力的问题，使得可以准确选择出满足实际需求的单框架控制力矩陀螺群构型。
框架控制力矩陀螺确定方法装置设备存储介质

[发明专利]一种谐振式MEMS扫描镜闭环控制系统及方法-CN202210995549.3在审
发明人： 孟子阳;徐帼锴;张高飞 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-08-18 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： G02B26/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种谐振式MEMS扫描镜闭环控制系统及方法，该控制系统包括：驱动模块，用于产生原始驱动信号，并根据原始驱动信号驱动MEMS扫描镜接收并反射激光光源发射的激光；采集模块，用于接收MEMS扫描镜反射的光信号并得到光路信息；驱动模块，还用于依据光路信息计算MEMS扫描镜的实际最大偏转角度，根据实际最大偏转角度和目标最大控制偏转角的误差值，对原始驱动信号进行更新。本发明有助于提高MEMS扫描镜的稳定性，解决谐振式MEMS扫描镜因材料老化、温度漂移等因素引起的谐振频率变化而导致的扫描角度大幅减小的问题。
一种谐振 mems 扫描闭环控制系统方法

[发明专利]一种基于聚类中心特征的激光雷达即时定位与建图方法-CN202010638139.4有效
发明人：邓博文;孟子阳 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-07-06 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： G06T7/73 文献下载
摘要：本发明提出一种基于聚类中心特征的激光雷达即时定位与建图方法，属于自主定位与导航领域。该方法首先对激光雷达获取的环境局部点云进行分割聚类，以获取点云中的局部地面聚类及局部非地面点聚类并为每个非地面子聚类提取聚类中心，组成非地面聚类中心点集，从地面聚类中提取平坦点作为平面点，结合非地面聚类中心点集以及非地面聚类法向量分别建立约束条件，实现激光雷达即时定位与全局地图的更新。本发明可降低由点云数据噪声带来的定位与建图精度的干扰，该方法不依赖于角点特征，具有通用性，可直接用于通过激光雷达进行即时定位与建图场景，在自动驾驶、移动机器人以及虚拟现实领域有较大的应用前景。
一种基于中心特征激光雷达即时定位方法

[发明专利]一种利用并行计算加速的双目视觉惯性里程计方法-CN202010671169.5有效
发明人： 孟子阳;古鹏飞 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-07-13 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： G06T7/73 文献下载
摘要：本发明提出一种利用并行计算加速的双目视觉惯性里程计方法，用于低性能处理器上的实时位置和姿态估计，属于定位技术领域。本发明基于VINS‑Fusion算法，对其视觉前端算法进行了改进，主要在于：多次光流跟踪的计算冗余去除、角点检测和光流跟踪的并行执行设计和基于FPGA的角点检测算法实现。本发明是一套基于优化的视觉惯性里程计方法，有效地缩短了算法的运行耗时，可用于低性能处理器上的实时位姿估计，定位精度高，鲁棒性好，具有良好的工程应用和推广价值。
一种利用并行计算加速双目视觉惯性里程计方法

[发明专利]纳型无人飞行器-CN202210475161.0在审
发明人：尤政;孟子阳;鲁文帅;郭久玖;俞鸿雁;纪兴龙 -专利权人：清华大学;启元实验室
申请日： 2022-04-29 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： B64C27/08 文献下载
摘要：本申请提出一种纳型无人飞行器，包括：飞行控制板，包括电机通孔；驱动单元，固定在所述电机通孔处，用于提供驱动力；管理芯片，设置在所述飞行控制板上，用于控制所述驱动单元；以及环境感知单元，设置在所述飞行控制板上，用于感测环境信息。根据本申请的示例实施例，通过融合多种传感器，以增强纳型无人飞行器的环境感知能力，从而实现纳型无人飞行器的自主飞行及主动避障，使得纳型无人飞行器更加自主化和智能化。
无人飞行器

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