一种基于霍夫变换的传递对准方法与流程

本发明属于惯性导航系统，具体涉及一种基于霍夫变换的传递对准方法，尤其是测量安装角度和延迟时间的惯性导航系统传递对准方法。

背景技术：

1、车辆、舰船、飞机等载体具有主惯性导航系统。主惯性导航系统持续工作，为车辆、舰船、飞机等提供导航信息。导弹、鱼雷等设备具有子惯性导航系统。子惯性导航系统平时不工作，在需要时工作。当子惯性导航系统开始工作时，需要利用主惯性导航系统获得初始的姿态、速度、位置等信息。子惯性导航系统利用主惯性导航系统进行对准，这一过程称为传递对准。

2、受限于结构精度、安装精度等因素，子惯性导航系统和主惯性导航系统的轴向不完全一致，存在安装角度偏差。此外，电子系统的传输需要消耗时间，主惯性导航系统的信息向子惯性导航系统传输时存在延迟时间。在传递对准中，需要取得安装角度和延迟时间。

3、现有技术中，专利号201310227454.8《一种基于速度加比力匹配的传递对准延迟时间估计方法》，以及专利号201510457943.1《一种基于速度加姿态匹配的传递对准延迟时间估计与补偿方法》，方法是使用卡尔曼滤波器估计安装角度和延迟时间。卡尔曼滤波器需要建立导航系统的数学模型，比较复杂。对于不同的导航系统，需要建立不同的数学模型才能运用该方法。上述现有方法通用性不佳。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、本发明要解决的技术问题是：改善传递对准方法的通用性，提供便捷适用于各类惯性导航系统的传递对准方法。

3、(二)技术方案

4、为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于霍夫变换的传递对准方法，所述方法包含以下步骤：

5、步骤一，每个参数组包含延迟时间和3个安装角度，列举若干参数组，各组计数清零；

6、步骤二，主惯性导航系统加速度、角速度信息传输至子惯性导航系统；

7、步骤三，计算每个参数组的匹配度，匹配度较高的参数组的计数增加；

8、步骤四，判断是否完成粗略对准，是则继续步骤五，否则转到步骤二；

9、步骤五，在粗略对准得到的参数附近，重新列举若干参数组，每个参数组包含延迟时间和3个安装角度，各组计数清零；

10、步骤六，与步骤二相同；

11、步骤七，与步骤三相同；

12、步骤八，判断是否完成精确对准，是则输出对准结果，否则转到步骤六。

13、其中，所述步骤四，判断是否完成粗略对准的方法是：查找计数最大值和次大值，如果最大值大于预设第一阈值，且最大值与次大值的差超过预设第二阈值，则判定完成粗略对准。

14、其中，步骤八，判断是否完成精确对准的方法是：查找计数最大值和次大值，如果最大值大于预设第三阈值，且最大值与次大值的差超过预设第四阈值，则判定完成精确对准。

15、其中，所述步骤一，每个参数组包含延迟时间和3个安装角度，安装角度每1度划分一组。

16、其中，所述步骤五，每个参数组包含延迟时间和3个安装角度，安装角度每0.02度划分一组。

17、其中，所述步骤一，每个参数组包含延迟时间和3个安装角度，延迟时间每10毫秒划分一组。

18、其中，所述步骤五，每个参数组包含延迟时间和3个安装角度，延迟时间每2毫秒划分一组。

19、其中，所述步骤三，计算每个参数组的匹配度，匹配度计算方法为：计算姿态变换后的主惯性导航系统加速度、补偿延时后的子惯性导航系统加速度，计算向量内积并除以二者模长。

20、其中，所述步骤三，计算每个参数组的匹配度，匹配度计算方法为：计算姿态变换后的主惯性导航系统角速度、补偿延时后的子惯性导航系统角速度，计算向量内积并除以二者模长。

21、其中，所述步骤三，匹配度较高的参数的计数增加，具体为：所有参数组按照匹配度排序，排序位于前20％的参数组的计数增加。

22、(三)有益效果

23、与现有技术相比较，本发明有益效果：本发明不需要专门建立惯性导航系统的数学模型，可以通用地测量各类惯性导航系统安装角度和延迟时间，实现传递对准。

技术特征：

1.一种基于霍夫变换的传递对准方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

2.权利要求1所述的基于霍夫变换的传递对准方法，其特征在于，所述步骤四，判断是否完成粗略对准的方法是：查找计数最大值和次大值，如果最大值大于预设第一阈值，且最大值与次大值的差超过预设第二阈值，则判定完成粗略对准。

3.权利要求2所述的基于霍夫变换的传递对准方法，其特征在于，步骤八，判断是否完成精确对准的方法是：查找计数最大值和次大值，如果最大值大于预设第三阈值，且最大值与次大值的差超过预设第四阈值，则判定完成精确对准。

4.权利要求1所述的基于霍夫变换的传递对准方法，其特征在于，所述步骤一，每个参数组包含延迟时间和3个安装角度，安装角度每1度划分一组。

5.权利要求1所述的基于霍夫变换的传递对准方法，其特征在于，所述步骤五，每个参数组包含延迟时间和3个安装角度，安装角度每0.02度划分一组。

6.权利要求1所述的基于霍夫变换的传递对准方法，其特征在于，所述步骤一，每个参数组包含延迟时间和3个安装角度，延迟时间每10毫秒划分一组。

7.权利要求1所述的基于霍夫变换的传递对准方法，其特征在于，所述步骤五，每个参数组包含延迟时间和3个安装角度，延迟时间每2毫秒划分一组。

8.权利要求1所述的基于霍夫变换的传递对准方法，其特征在于，所述步骤三，计算每个参数组的匹配度，匹配度计算方法为：计算姿态变换后的主惯性导航系统加速度、补偿延时后的子惯性导航系统加速度，计算向量内积并除以二者模长。

9.权利要求1所述的基于霍夫变换的传递对准方法，其特征在于，所述步骤三，计算每个参数组的匹配度，匹配度计算方法为：计算姿态变换后的主惯性导航系统角速度、补偿延时后的子惯性导航系统角速度，计算向量内积并除以二者模长。

10.权利要求1所述的基于霍夫变换的传递对准方法，其特征在于，所述步骤三，匹配度较高的参数的计数增加，具体为：所有参数组按照匹配度排序，排序位于前20％的参数组的计数增加。

技术总结
本发明属于惯性导航系统技术领域，具体涉及一种基于霍夫变换的传递对准方法，包括以下步骤：列举若干参数组，传输加速度、角速度读信息，计算匹配度，判断是否完成粗略对准，重新列举参数组，传输加速度、角速度读信息，计算匹配度，判断是否完成精确对准。本发明不需要专门建立惯性导航系统的数学模型，可以通用地测量各类惯性导航系统安装角度和延迟时间、实现传递对准，突出优点是具有较好的通用性。

技术研发人员：刘天一,樊振辉,周易成,孙铭垚,苏帅琪
受保护的技术使用者：西安现代控制技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31