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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利IMU与数据链组合的移动设备间相对位姿估计方法及系统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：CN116793356B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-08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：202310642300.9，技术领域涉及：G01C21/20；该发明授权IMU与数据链组合的移动设备间相对位姿估计方法及系统是由布树辉;李坤;董逸飞;贾璇;夏震宇;陈霖;王禹设计研发完成，并于2023-06-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本IMU与数据链组合的移动设备间相对位姿估计方法及系统在说明书摘要公布了：本发明提出一种IMU与数据链组合的移动设备间相对位姿估计方法及系统，在移动设备上安装刚性IMU传感器与数据链设备，并标定完成后，通过IMU设备使用惯性导航计算方法得到移动设备自身在导航坐标系下的位置与姿态信息，并整合成状态信息帧通过数据链输出；通过数据链信息发布和接收的时间差，计算两台移动设备间的距离；使用数据链设备接收信息时的方位角与高度角，计算信息发送设备在接收设备东北天坐标系下的位置；使用计算得到的发送设备在接收设备机体坐标系下的相对位置与数据链测量得到的发送设备在接收设备机体坐标系下的相对位置建立相对位置残差；再基于时间序列，建立相对位姿优化方程，优化计算定位设备间相对位姿。

本发明授权IMU与数据链组合的移动设备间相对位姿估计方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种IMU与数据链组合的移动设备间相对位姿估计方法，其特征在于：所述移动设备上安装有定位设备，所述定位设备由刚性连接的IMU设备与数据链设备组成；在相对位姿估计过程中，定位设备间能够实时通信，交互各自IMU采集的数据及各自计算得到的自身位置及姿态信息； 所述相对位姿估计方法包括以下步骤： 步骤1：对于每个移动设备，通过其上安装的IMU设备，实时采集加速度与角速度的值，使用惯性导航计算方法对加速度与角速度积分得到移动设备自身在导航坐标系下的位置与姿态信息； 步骤2：将计算得到的移动设备的位置、速度及位姿信息整合为移动设备在每一时刻的状态信息帧通过数据链输出； 步骤3：建立数据链距离计算模型，通过数据链信息发布和接收的时间差，计算两台移动设备间的距离；使用数据链设备接收信息时的方位角与高度角，计算信息发送设备在接收设备东北天坐标系下的位置； 步骤4：基于步骤1定位设备通过基于IMU计算得到自身的位姿信息，定位设备将自身基于IMU计算得到的位姿信息，通过数据链传输给其他定位设备；处于接收端的定位设备收到该信息后，对该信息进行解析，并通过步骤3的方法，基于数据链测量得到两台移动设备之间的相对距离测量值； 且在接收端，基于数据链测量时间采用线性差值的方法对自身的位姿信息及数据链测量信息进行时间对齐： 构建包含数据链测量时刻、数据链测量的相对距离、测量相对角度的数据结构：距离帧；构建包含惯导位姿计算时刻、惯性导航计算的位置和姿态的数据结构：惯导位姿帧； 移动设备a的数据链接收端接收到移动设备b发送的数据链信息后，计算本次数据链测量的相对距离与角度，将其构建为距离帧，存入距离帧的队列；同时解析数据链信息内包含移动设备b的惯导信息，构建惯导位姿帧，将其存入惯导位姿帧队列； 以接收到的第二个距离帧的时间戳为系统的初始时间戳tD0，以第二个距离帧前后相邻的两个惯导位姿帧的时间戳均值为发送端的惯导位姿帧初始时刻： 后续第k个惯导位姿帧与第n个距离帧的系统时间戳为： 式中tIk为第k个惯导位姿帧的采集时间戳，tDn为第n个距离帧的采集时间戳； 在保存的惯导位姿帧队列内检索满足条件的连续两个惯导位姿帧： 式中分别为采集第n个距离帧时的前一个与后一个惯导位姿帧的时间戳，对第k帧及第k+1帧惯性位姿帧进行线性插值，公式如下： 得到Pn，θn为时间对齐后惯性导航估计的移动设备的位置及姿态；Pk，Pk+1与θk，θk+1分别为第k帧与第k+1帧的惯性导航帧中估计的移动设备的位置及姿态； 步骤5：完成定位信息数据对齐后，将发送信息的定位设备的位姿信息进行整理，将其位姿转换到接收信息设备的机体坐标系下，使用计算得到的发送设备在接收设备机体坐标系下的相对位置与数据链测量得到的发送设备在接收设备机体坐标系下的相对位置建立相对位置残差； 步骤6：基于时间序列，联合前m个时刻的相对位置残差，建立相对位姿优化方程，采用列文伯格-马卡尔特方法，优化计算定位设备间相对位姿。

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