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龍圖騰網獲悉西北工業大學申請的專利IMU與數據鏈組合的移動設備間相對位姿估計方法及系統獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN116793356B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-08發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202310642300.9，技術領域涉及：G01C21/20；該發明授權IMU與數據鏈組合的移動設備間相對位姿估計方法及系統是由布樹輝;李坤;董逸飛;賈璇;夏震宇;陳霖;王禹設計研發完成，并于2023-06-01向國家知識產權局提交的專利申請。

本IMU與數據鏈組合的移動設備間相對位姿估計方法及系統在說明書摘要公布了：本發明提出一種IMU與數據鏈組合的移動設備間相對位姿估計方法及系統，在移動設備上安裝剛性IMU傳感器與數據鏈設備，并標定完成后，通過IMU設備使用慣性導航計算方法得到移動設備自身在導航坐標系下的位置與姿態信息，并整合成狀態信息幀通過數據鏈輸出；通過數據鏈信息發布和接收的時間差，計算兩臺移動設備間的距離；使用數據鏈設備接收信息時的方位角與高度角，計算信息發送設備在接收設備東北天坐標系下的位置；使用計算得到的發送設備在接收設備機體坐標系下的相對位置與數據鏈測量得到的發送設備在接收設備機體坐標系下的相對位置建立相對位置殘差；再基于時間序列，建立相對位姿優化方程，優化計算定位設備間相對位姿。

本發明授權IMU與數據鏈組合的移動設備間相對位姿估計方法及系統在權利要求書中公布了：1.一種IMU與數據鏈組合的移動設備間相對位姿估計方法，其特征在于：所述移動設備上安裝有定位設備，所述定位設備由剛性連接的IMU設備與數據鏈設備組成；在相對位姿估計過程中，定位設備間能夠實時通信，交互各自IMU采集的數據及各自計算得到的自身位置及姿態信息； 所述相對位姿估計方法包括以下步驟： 步驟1：對于每個移動設備，通過其上安裝的IMU設備，實時采集加速度與角速度的值，使用慣性導航計算方法對加速度與角速度積分得到移動設備自身在導航坐標系下的位置與姿態信息； 步驟2：將計算得到的移動設備的位置、速度及位姿信息整合為移動設備在每一時刻的狀態信息幀通過數據鏈輸出； 步驟3：建立數據鏈距離計算模型，通過數據鏈信息發布和接收的時間差，計算兩臺移動設備間的距離；使用數據鏈設備接收信息時的方位角與高度角，計算信息發送設備在接收設備東北天坐標系下的位置； 步驟4：基于步驟1定位設備通過基于IMU計算得到自身的位姿信息，定位設備將自身基于IMU計算得到的位姿信息，通過數據鏈傳輸給其他定位設備；處于接收端的定位設備收到該信息后，對該信息進行解析，并通過步驟3的方法，基于數據鏈測量得到兩臺移動設備之間的相對距離測量值； 且在接收端，基于數據鏈測量時間采用線性差值的方法對自身的位姿信息及數據鏈測量信息進行時間對齊： 構建包含數據鏈測量時刻、數據鏈測量的相對距離、測量相對角度的數據結構：距離幀；構建包含慣導位姿計算時刻、慣性導航計算的位置和姿態的數據結構：慣導位姿幀； 移動設備a的數據鏈接收端接收到移動設備b發送的數據鏈信息后，計算本次數據鏈測量的相對距離與角度，將其構建為距離幀，存入距離幀的隊列；同時解析數據鏈信息內包含移動設備b的慣導信息，構建慣導位姿幀，將其存入慣導位姿幀隊列； 以接收到的第二個距離幀的時間戳為系統的初始時間戳tD0，以第二個距離幀前后相鄰的兩個慣導位姿幀的時間戳均值為發送端的慣導位姿幀初始時刻： 后續第k個慣導位姿幀與第n個距離幀的系統時間戳為： 式中tIk為第k個慣導位姿幀的采集時間戳，tDn為第n個距離幀的采集時間戳； 在保存的慣導位姿幀隊列內檢索滿足條件的連續兩個慣導位姿幀： 式中分別為采集第n個距離幀時的前一個與后一個慣導位姿幀的時間戳，對第k幀及第k+1幀慣性位姿幀進行線性插值，公式如下： 得到Pn，θn為時間對齊后慣性導航估計的移動設備的位置及姿態；Pk，Pk+1與θk，θk+1分別為第k幀與第k+1幀的慣性導航幀中估計的移動設備的位置及姿態； 步驟5：完成定位信息數據對齊后，將發送信息的定位設備的位姿信息進行整理，將其位姿轉換到接收信息設備的機體坐標系下，使用計算得到的發送設備在接收設備機體坐標系下的相對位置與數據鏈測量得到的發送設備在接收設備機體坐標系下的相對位置建立相對位置殘差； 步驟6：基于時間序列，聯合前m個時刻的相對位置殘差，建立相對位姿優化方程，采用列文伯格-馬卡爾特方法，優化計算定位設備間相對位姿。

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