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龙图腾网获悉北京精密机电控制设备研究所申请的专利一种基于惯导网络的灵巧手末端位姿信息在线获取方法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：CN116551676B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03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：202310423442.6，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种基于惯导网络的灵巧手末端位姿信息在线获取方法是由郭雅静;吕博瀚;杨帆;张俊宁;于志远;曾思设计研发完成，并于2023-04-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于惯导网络的灵巧手末端位姿信息在线获取方法在说明书摘要公布了：一种基于惯导网络的灵巧手末端位姿信息在线获取方法，用于在线获取灵巧手手指末端高精度的位姿与姿态信息。首先采用惯导组网的形式，将五个惯性传感器分布在五个手指的末端，同时测量五个手指的位姿信息；然后利用捷联解算方法计算惯性传感器输出位置与姿态信息；再并充分利用各手指关节伺服系统的角度信息，通过正运动学解算获得一组末端位姿信息；最后利用卡尔曼滤波方法，实现惯性传感器信息和正运动学解算位姿信息的数据融合。本发明通过卡尔曼滤波方法，实现惯性传感器解算位姿信息和正运动学解算位姿信息的数据融合，获得高精度的手指末端位置与姿态信息。

本发明授权一种基于惯导网络的灵巧手末端位姿信息在线获取方法在权利要求书中公布了：1.一种基于惯导网络的灵巧手末端位姿信息在线获取方法，其特征在于，包括： 在灵巧手每个手指末端布置一个惯性传感器； 在线采集并存储灵巧手惯性传感器输出数据与各关节伺服系统角度信息； 根据惯性传感器输出数据，利用捷联解算方法计算每个手指末端位置与姿态信息； 根据各关节伺服系统角度信息，利用正运动学解算每个手指末端位置与姿态信息； 利用卡尔曼滤波方法实现惯性传感器解算的位置与姿态信息和正运动学解算的位置与姿态信息的融合，获得最终各个手指末端位置与姿态信息； 根据惯性传感器输出数据，利用捷联解算方法计算每个手指末端位置与姿态信息，具体方法为： ①利用四元数方法更新惯性传感器姿态矩阵初始四元数计算公式为： ψ、θ、γ分别为惯性传感器的航向角、俯仰角、横滚角； 采用角增量法，根据t时刻的四元数qt计算t+1时刻的四元数qt+1，离散化四阶计算公式为： 式中：Δθx、Δθy、Δθz为姿态速率在载体系的三个分量；表示载体系相对导航系的旋转角速度在载体系上的投影，所述载体系即为b系，导航系即为n系； 得到四元数更新值qt+1后，进行姿态矩阵更新； ②计算惯性传感器姿态惯性传感器的姿态计量方式和有效范围定义如下： 航向角ψ为载体系y轴在导航系的投影与导航系y轴的夹角，从导航系y轴起算，逆时针为正，有效范围为[0°，360°]；俯仰角θ为载体系y轴与其在导航系的投影间的夹角，以惯性传感器抬头为正，有效范围为[‑90°，90°]；横滚角γ为载体系x轴与其在导航系的投影间的夹角，以惯性传感器右倾为正，左倾为负，有效范围为[‑180°，180°]； 记为T，在姿态矩阵更新以后，由以下公式计算更新后的姿态角： T23为矩阵T的第二行第三列数据，T13为矩阵T的第一行第三列数据，T33为矩阵T的第三行第三列数据，T21为矩阵T的第二行第一列数据，T22为矩阵T的第二行第二列数据； ③计算惯性传感器速度由下列速度方程进行惯性传感器速度的更新： 表示惯性传感器在n系下x、y、z轴的运动加速度，表示惯性传感器的加速度计在n系下输出的x、y、z轴的比力加速度信息；表示在x、y、z轴的分量，表示在x、y、z轴的分量； 表示地球自转角速率ωie在n系中的投影，表示n系相对于地球坐标系的角速率；表示惯性传感器在n系下x、y、z轴的速度； 计算惯性传感器加速度则T′为采集周期； g为惯性传感器所处位置的重力加速度数值； ④计算惯性传感器位置惯性传感器位置λb,Lb,Hb通过初始位置信息λ0,L0,H0对速度进行积分获得，λb为经度，Lb为经度，Hb为高度，λ0为初始经度，L0为初始经度，H0为初始高度； tk第k个采集时刻，tk+1第k+1个采集时刻，VE、VN、VU为计算速度V在n系中的东向、北向和天向分量。

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