【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及慣性組合導(dǎo)航，尤其涉及一種捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法及設(shè)備。
技術(shù)介紹
1、在地下礦井中的綜合采煤機、水下作業(yè)的海底挖溝機、海底采礦機、海底線纜鋪設(shè)機等大型智能化設(shè)備中，作業(yè)時需要使用捷聯(lián)慣導(dǎo)加里程計等方式實現(xiàn)作業(yè)面的精準(zhǔn)定位。
2、捷聯(lián)慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)在進入導(dǎo)航狀態(tài)之前必須進行初始對準(zhǔn)，初始對準(zhǔn)的功能是獲取捷聯(lián)慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航開始時刻的姿態(tài)角(含俯仰角、滾動角)、航向角、空間中3個相互垂直方向的速度和位移等信息。在上述作業(yè)場景中，捷聯(lián)慣導(dǎo)只能通過自對準(zhǔn)完成初始對準(zhǔn)。而在公開的文獻中，自對準(zhǔn)的要求是載體必須處于靜止或者輕微晃動狀態(tài)下才能實現(xiàn)，當(dāng)載體的振動幅度較大，即高強振動環(huán)境下(如2g以上)時，相關(guān)自對準(zhǔn)就無法輸出有效的初始對準(zhǔn)結(jié)果。
3、綜合采煤機等大型設(shè)備受作業(yè)環(huán)境條件的限制，無法實現(xiàn)停機靜止，運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的振動過載也普遍在2g～5g之間，常規(guī)捷聯(lián)慣導(dǎo)自對準(zhǔn)方式基本無效，必須采用其他方式完成初始對準(zhǔn)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法及設(shè)備，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中高強振動環(huán)境下常規(guī)方式無法實現(xiàn)捷聯(lián)自對準(zhǔn)的缺陷。
2、第一方面，本專利技術(shù)提供一種捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，包括：根據(jù)目標(biāo)設(shè)備的敏感信息，確定進行自對準(zhǔn)的初始時刻和時間節(jié)點長度；所述敏感信息包括：三軸角速度信息、三軸加速度信息以及設(shè)備運動方向上的位置信息；以初始時刻為數(shù)據(jù)采集起點、時間節(jié)點長度為采集周期進行敏感信息的采集，對每個采集周期內(nèi)采集的三軸角速度信
3、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，所述根據(jù)目標(biāo)設(shè)備的敏感信息，確定進行自對準(zhǔn)的初始時刻，包括：對設(shè)備運動方向上的位置信息進行快速傅里葉變換，獲取對應(yīng)的位置抖動基本主頻率和基本初始相位；根據(jù)位置信息對應(yīng)的位置抖動基本主頻率和基本初始相位，確定進行對準(zhǔn)的初始時刻。
4、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，所述根據(jù)目標(biāo)設(shè)備的敏感信息，確定進行自對準(zhǔn)的時間節(jié)點長度，包括：對三軸角速度信息進行快速傅里葉變換，獲取三軸角速度信息對應(yīng)的角振動基本主頻率；對三軸加速度信息進行快速傅里葉變換，獲取三軸加速度信息對應(yīng)的線振動基本主頻率；對設(shè)備運動方向上的位置信息進行快速傅里葉變換，獲取位置抖動基本主頻率；根據(jù)所述角振動基本主頻率、所述線振動基本主頻率以及所述位置抖動基本主頻率確定對應(yīng)的三種基本周期；根據(jù)所述三種基本周期，確定進行自對準(zhǔn)的時間節(jié)點長度。
5、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，所述根據(jù)所述三種基本周期，確定進行自對準(zhǔn)的時間節(jié)點長度，包括：在三種基本周期相差不超過預(yù)設(shè)閾值的情況下，將所述位置抖動基本主頻率對應(yīng)的基本周期作為所述時間節(jié)點長度；以及，在三種基本周期相差超過預(yù)設(shè)閾值的情況下，將三種基本主周期的最小公倍數(shù)作為所述時間節(jié)點長度。
6、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，根據(jù)位置信息對應(yīng)的位置抖動基本主頻率和基本初始相位，確定進行對準(zhǔn)的初始時刻，具體為：
7、
8、其中，t0為初始時刻，為位置信息對應(yīng)的基本初始相位，fdl0為位置抖動基本主頻率，tdl0為位置抖動基本主頻率對應(yīng)的基本周期。
9、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，三個角速度常數(shù)項的模值滿足預(yù)設(shè)精度要求具體為：三個角速度常數(shù)項的模值與地球自轉(zhuǎn)角速率的差異在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；
10、三個線振動常數(shù)項的模值均滿足預(yù)設(shè)精度要求具體為：三個線振動常數(shù)項的模值與當(dāng)前地理位置處的重力加速度的差異在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
11、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，所述三軸角速度信息是利用目標(biāo)設(shè)備的捷聯(lián)慣導(dǎo)的三軸陀螺儀獲取的，所述三軸加速度信息是利用目標(biāo)設(shè)備的捷聯(lián)慣導(dǎo)的三軸加速度計獲取的，設(shè)備運動方向上的位置信息所述三軸角速度信息，是利用設(shè)置在目標(biāo)設(shè)備上的里程計獲取的。
12、第二方面，本專利技術(shù)提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)如上述任一種所述捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法的步驟。
13、第三方面，本專利技術(shù)還提供一種非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述任一種所述捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法的步驟。
14、第四方面，本專利技術(shù)還提供一種非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述任一種所述捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法的步驟。
15、本專利技術(shù)提供的捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法及設(shè)備，通過對振動引起的基本主周期識別與利用，將高強振動影響降到最低，從而達到捷聯(lián)慣導(dǎo)可以完成自對準(zhǔn)的目的；這種方式的自對準(zhǔn)方法，環(huán)境適應(yīng)能力大大增強，具備現(xiàn)實的工程實用價值。
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1.一種捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，其特征在于，所述根據(jù)目標(biāo)設(shè)備的敏感信息，確定進行自對準(zhǔn)的初始時刻，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，其特征在于，所述根據(jù)目標(biāo)設(shè)備的敏感信息，確定進行自對準(zhǔn)的時間節(jié)點長度，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述三種基本周期，確定進行自對準(zhǔn)的時間節(jié)點長度，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，其特征在于，根據(jù)位置信息對應(yīng)的位置抖動基本主頻率和基本初始相位，確定進行對準(zhǔn)的初始時刻，具體為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，其特征在于，三個角速度常數(shù)項的模值滿足預(yù)設(shè)精度要求具體為：三個角速度常數(shù)項的模值與地球自轉(zhuǎn)角速率的差異在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，其特征在于，所述三軸角速度信息是利用目標(biāo)設(shè)備的捷聯(lián)慣導(dǎo)的三軸陀螺儀獲取的，所述三軸加速度信息是利用目標(biāo)設(shè)備的捷聯(lián)慣導(dǎo)的三軸加速度計獲取的，設(shè)備運動方
8.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項所述捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法的步驟。
9.一種非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項所述捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法的步驟。
10.一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項所述捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，其特征在于，所述根據(jù)目標(biāo)設(shè)備的敏感信息，確定進行自對準(zhǔn)的初始時刻，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，其特征在于，所述根據(jù)目標(biāo)設(shè)備的敏感信息，確定進行自對準(zhǔn)的時間節(jié)點長度，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述三種基本周期，確定進行自對準(zhǔn)的時間節(jié)點長度，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，其特征在于，根據(jù)位置信息對應(yīng)的位置抖動基本主頻率和基本初始相位，確定進行對準(zhǔn)的初始時刻，具體為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)的自對準(zhǔn)方法，其特征在于，三個角速度常數(shù)項的模值滿足預(yù)設(shè)精度要求具體為：三個角速度常數(shù)項的模值與地球自轉(zhuǎn)角速率的差異在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王勇剛，鄧衛(wèi)林，彭志強，李亮，汪春艷，
申請(專利權(quán))人：湖北三江航天紅峰控制有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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