北京航空航天大学杨艳强获国家专利权
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龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利胸牌式消费级IMU行人导航方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116989778B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310906988.7,技术领域涉及:G01C21/16;该发明授权胸牌式消费级IMU行人导航方法是由杨艳强;程浩;张春熹;刘文钊;王宇轩;田龙杰;卢鑫;李皓阳;李天琦;肖听雨设计研发完成,并于2023-07-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本胸牌式消费级IMU行人导航方法在说明书摘要公布了:本发明属于微机电系统技术领域,具体公开了胸牌式消费级IMU行人导航方法,包括:判断行人是否处于静态;获取行人在当前时刻的运动参数,对陀螺仪和加速度计进行修正,对行人的速度清零并进行S5;获取修正后陀螺仪测量的角速度,并将修正后的加速度计测量的加速度投影至导航系下,根据导航系下的加速度更新行人在当前时刻的运动参数;根据S3中获得的导航系下的加速度计算对陀螺仪的修正进行补偿更新,进行S5;具有如下优点:基于MEMS惯性测量单元MIMU的惯性导航方法在短航时的情境下具有高精度的定位效果且不依赖外界信息、不易受到干扰的优点,弥补无线电定位的不足,与无线电定位方法结合,从而提高在室内环境下行人导航定位的精度。
本发明授权胸牌式消费级IMU行人导航方法在权利要求书中公布了:1.胸牌式消费级IMU行人导航方法,其特征在于,通过陀螺仪和加速度计获取行人的角速度和加速度进行导航,所述导航方法包括如下步骤: S1:获取行人的当前角速度和加速度,基于预先设定的判断阈值,判断行人是否处于静态,若是则进行S2,若否则进行S3; S2:获取行人在当前时刻的运动参数,根据行人处于静态下的角速度和加速度分别对所述陀螺仪和加速度计进行修正,对行人的速度清零并进行S5; S3:获取修正后的陀螺仪测量的角速度,并根据所述角速度将修正后的加速度计测量的加速度投影至导航系下,根据导航系下的加速度更新行人在当前时刻的所述运动参数; S4:计算重力加速度与大于行人一个步长周期的一段时间内导航系下的加速度均值之间的偏角,通过所述偏角对所述陀螺仪进行补偿更新; S5:输出运动参数,并根据所述运动参数进行导航,并返回S1; 在对行人的速度清零之前,所述S2还包括: 根据获取的加速度计算水平姿态角; 通过所述水平姿态角计算行人在当前时刻下的四元数; 根据所述四元数计算包括有姿态信息的姿态矩阵; 所述的根据所述角速度将修正后的加速度计测量的加速度投影至导航系下的步骤,具体包括: 通过陀螺仪测量的角速度计算人体运动的角速度,具体为下述公式: ; 通过人体运动的所述角速度对行人在当前时刻下的四元数进行更新,具体为下述公式: ; 通过更新后的四元数计算并更新姿态矩阵; 根据更新后的姿态矩阵作为投影系数将所述加速度投影至导航系下,具体为下述公式: ; 其中,为人体运动的角速度、为静态状态下求得的三轴陀螺零偏、为测量角速度、为修正的补偿更新值、为载体系、为导航系、为三轴角速度形成的反对称矩阵、为第i时刻的四元数、为导航时间、为导航系下加速度、为重力加速度、为姿态矩阵,且,表示载体系下加速度,表示导航系下重力加速度的向量表示。
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