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龙图腾网获悉中国海洋大学申请的专利一种融合人工侧线和陀螺仪的水下航行器姿态反演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：CN121745004B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-24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：202610236458.X，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种融合人工侧线和陀螺仪的水下航行器姿态反演方法是由谢迎春;袁昊训;刘贵杰;孟宋萍;朱近赤设计研发完成，并于2026-02-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种融合人工侧线和陀螺仪的水下航行器姿态反演方法在说明书摘要公布了：本发明涉及压力信号模型领域，具体的涉及一种融合人工侧线和陀螺仪的水下航行器姿态反演方法，包括1构建水下航行器物理模型及空间坐标系，确定运动参数及流场环境参数；2基于鱼类侧线感知原理，构建人工侧线阵列；3根据姿态运动特性，构建水下航行器姿态表示方法；4根据流体力学特性，构建水下航行器运动学压力信号模型；5设计实验样机，进行水池实验生成数据集，对信号进行预处理；6构建残差目标函数，对水下航行器进行姿态反演；7采用相对均方根误差评估反演精度，完成对上述姿态反演方法的可靠性验证。本发明通过融合人工侧线和陀螺仪，构建基于四元数模型的水下航行器运动学压力信号模型，提升水下航行器姿态反演精度及稳定性。

本发明授权一种融合人工侧线和陀螺仪的水下航行器姿态反演方法在权利要求书中公布了：1.一种融合人工侧线和陀螺仪的水下航行器姿态反演方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：构建水下航行器物理模型及空间坐标系，描述水下航行器的运动参数与流场环境参数的关系，确定航行器运动参数及流场环境参数； 步骤2：基于鱼类侧线感知原理，选用压力传感器构建人工侧线阵列，确定阵列布局形式及压力传感器布局位置； 步骤3：根据水下航行器的姿态运动特性，构建基于四元数模型的水下航行器姿态表示方法； 步骤4：根据流体静力学和动力学特性，构建融合多参数的水下航行器运动学压力信号模型,根据流速动压分量、航速动压分量和角速度动压分量确定多源动压，将静压与多源动压的各动压分量叠加，得到人工侧线阵列多参数运动学压力信号模型,包括： a：根据流体动力学特性，流速动压由环境流场相对于压力传感器的法向速度所决定，水平流场在导航坐标系下的流速参数vfn为：，其中：vfxn和vfyn分别为流场在导航坐标系x轴方向和y轴方向的分量，T为转置运算； 机体坐标系下的水平流场等同于导航坐标系绕单位旋转轴u旋转角度-α，此时的旋转矩阵为Cnb，则水平流场在机体坐标系下的流速参数vfb表示为：； 水平流场相对于压力传感器的法向速度由流场速度在传感器单位法向量上的投影vf,i,jb确定，表示为：，则流速动压模型表示为：，其中：pd,f,i,j为第i个轴向、第j个周向压力传感器的流速动压； b：根据航行器运动特性，航速动压由航行器自身前进运动相对于压力传感器的法向速度所决定，机体坐标系下的航速参数vvb表示为：，其中：vvxb为航速在机体坐标系x轴方向的分量； 航行器自身前进运动相对于压力传感器的法向速度由航速在传感器单位法向量上的投影vv,i,jb确定，表示为：，则航速动压模型表示为：，其中：pd,v,i,j为第i个轴向、第j个周向压力传感器的航速动压； c：根据航行器旋转特性，角速度动压由航行器自身旋转运动相对于压力传感器的法向速度所决定，机体坐标系下的角速度参数wb表示为：，其中：w分别为角速度在机体坐标系轴方向、轴方向和轴方向的分量； 结合机体坐标系下人工侧线各传感器坐标，航行器自身旋转运动引起的各传感器处的线速度表示为：，其中：∣∣为角速度参数的模； 航行器自身旋转运动相对于压力传感器的法向速度由线速度在传感器单位法向量上的投影确定，表示为：，则角速度动压模型表示为：，其中：为第个轴向、第个周向压力传感器的角速度动压； 步骤5：根据水下航行器物理模型参数设计实验样机，外部搭载所述人工侧线压力阵列采集流场压力信号，内部将陀螺仪单元安装于实验样机的质心处采集机体坐标系下的瞬时角速度，进行水池实验生成数据集，对采集的压力信号和陀螺仪信号进行预处理； 步骤6：融合预处理后的陀螺仪瞬时角速度测量值作为补充观测信息，以水下航行器运动参数和流场环境参数为待估计参数，构建残差目标函数，对水下航行器进行姿态反演； 步骤7：对比得到的水下航行器姿态反演结果与真实姿态信息，采用相对均方根误差评估反演精度，完成对上述姿态反演方法的可靠性验证。

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