船舶姿态的估计方法、装置、设备、存储介质和程序产品制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种船舶姿态的估计方法、装置、设备、存储介质和程序产品，应用于装有惯性测量单元的船舶，包括：基于船舶所在的环境建立导航坐标系，基于惯性测量单元建立船体坐标系；基于状态变量建立模型方程；基于状态变量和模型方程建立测量方程；基于模型方程和测量方程建立状态空间方程；确定惯性测量单元的测量数据，基于状态空间方程和测量数据确定状态变量的最优值；基于状态变量中的四元数的最优值确定船舶的姿态角，以确定船舶的姿态。本发明专利技术通过状态变量建立模型方程，并给船舶的艏向预设一个测量值，建立船舶的测量方程和状态空间方程，从而确定船舶的姿态角，可以准确测出船舶在运动过程中的姿态，提高船舶姿态估计的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船舶姿态，具体涉及一种船舶姿态的估计方法、装置、设备、存储介质和程序产品。

技术介绍

1、随着海上风电装机容量的增长和深海油气开发的需要，海上安装、装卸、运维的需求快速增长。由于船舶在风、浪、流的作用下会发生水平面和竖直面的运动，因此海上工程作业将面临巨大的挑战。为了补偿船舶在竖直面的运动，目前已研发的装备包括主动补偿装置和被动补偿装置。对于主动补偿装置而言，所有的补偿命令需要以船舶在竖直面(横摇、纵摇和垂荡)的运动作为输入，因此船舶姿态(横摇角、纵摇角)估计是非常重要的。

2、经过长期研究，发现船舶运动参考单元(motion reference unit，mru)可以测量船舶姿态和升沉位移，其测量精度取决于内置加速度计、陀螺仪的测量精度和船舶姿态解算算法的精度。常把惯性测量单元(inertial measurement unit，imu)和mru结合起来，用于测量船舶的运动状态。imu包含三个加速度计和三个陀螺仪，可以测量载体六个自由度的运动数据，即三个加速度和三个角速度。从角速度求解姿态角，需要进行一次积分运算。由于陀螺仪存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种船舶姿态的估计方法，应用于装有惯性测量单元的船舶，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的船舶姿态的估计方法，其特征在于，所述测量方程包括第一测量方程、第二测量方程和第三测量方程，

3.根据权利要求2所述的船舶姿态的估计方法，其特征在于，所述基于所述四元数、所述线加速度、所述船舶的重力加速度和所述模型方程建立所述第一测量方程，包括：

4.根据权利要求1或2所述的船舶姿态的估计方法，其特征在于，所述状态空间方程包括状态变化方程和状态测量方程，

5.根据权利要求1所述的船舶姿态的估计方法，其特征在于，所述基于所述状态空间方程和所述测...

【技术特征摘要】

1.一种船舶姿态的估计方法，应用于装有惯性测量单元的船舶，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的船舶姿态的估计方法，其特征在于，所述测量方程包括第一测量方程、第二测量方程和第三测量方程，

3.根据权利要求2所述的船舶姿态的估计方法，其特征在于，所述基于所述四元数、所述线加速度、所述船舶的重力加速度和所述模型方程建立所述第一测量方程，包括：

4.根据权利要求1或2所述的船舶姿态的估计方法，其特征在于，所述状态空间方程包括状态变化方程和状态测量方程，

5.根据权利要求1所述的船舶姿态的估计方法，其特征在于，所述基于所述状态空间方程和所述测量数据确定所述状态变量的最优值，包括：

6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚凡明，牛雅倩，毛寿祺，
申请(专利权)人：上海振华重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：