检索结果-内蒙古大学图书馆

电子与信息学报 2020年第4期42卷 917-923页

作者：李庆华尤越沐雅琪张钊冯超齐鲁工业大学(山东省科学院)电子信息工程学院(大学物理教学部) 济南250353 齐鲁工业大学(山东省科学院)电气工程与自动化学院济南250353 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院自动化研究所济南250101 济南市人机智能协同工程实验室济南250353

针对移动机器人导航过程中无法规避大型凹型障碍物问题,该文提出一种多状态的组合导航算法。算法按照不同的运动环境,将移动机器人的运行状态分类为运行态、切换态、避障态,同时定义了基于移动机器人运行速度和运行时间的状态双切换条... 详细信息

针对移动机器人导航过程中无法规避大型凹型障碍物问题,该文提出一种多状态的组合导航算法。算法按照不同的运动环境,将移动机器人的运行状态分类为运行态、切换态、避障态,同时定义了基于移动机器人运行速度和运行时间的状态双切换条件。当移动机器人处于运行态时,采用人工势场法(APFM)进行导航,并实时观测毗邻障碍物的几何构型。在遭遇障碍物时,切换态用于判断是否满足状态切换条件,以进入避障态执行避障算法。避障完成后,状态自动切换回运行态继续执行导航任务。多状态的提出,可有效解决传统人工势场法在大型凹形障碍物的避障过程中存在局部震荡的问题。基于运行速度和运行时间的双切换条件判定算法,可实现多状态间的平滑切换。实验结果表明,该算法在解决局部震荡问题的同时,还可降低避障时间,提升导航算法效率。

关键词：组合导航算法人工势场法 A*算法大型凹形障碍物

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基于惯性系统和短基线定位系统的组合导航算法研究

基于惯性系统和短基线定位系统的组合导航算法研究

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作者：祝宇翰哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

水下机器人作为人类进行海洋资源勘探与开发的主要手段之一,由于其体积小,隐蔽性强的特点,在军事运用方面和民用方面都有很大的前景,因此加大水下机器人领域研究的投入对我国加快建设海洋强国战略的重要性不言而喻。导航定位技术在水下... 详细信息

水下机器人作为人类进行海洋资源勘探与开发的主要手段之一,由于其体积小,隐蔽性强的特点,在军事运用方面和民用方面都有很大的前景,因此加大水下机器人领域研究的投入对我国加快建设海洋强国战略的重要性不言而喻。导航定位技术在水下机器人相关技术中处于重要地位,是实现水下机器人正常工作以及自主化、智能化的必要条件之一,惯性导航系统由于其独立自主性、隐蔽性和输出的导航参数全面的优点,一直以来都是水下导航系统的首要选择,但也由于其定位误差会随着时间积累的工作特性,只能在短时间内提供高精度信息,不适合单独使用,需结合其它辅助导航系统进行组合导航。而因为电磁波信号在水下传播时衰减严重导致GPS无法用于水下定位,目前水下导航系统较多采用声学定位系统进行辅助。其中,短基线定位系统由于其基阵尺寸小,布置相对简单,在一定范围内定位精度高等特点,而广泛应用于微小型水下机器人组合导航定位系统中。本文基于现有的一台搭载惯性导航系统的有缆水下机器人和一套短基线水声定位设备来研究提高导航定位精度的组合导航定位算法,论文主要研究内容如下:1.对惯性导航系统和声学定位系统的工作原理进行了介绍,并分析这两类导航系统的误差来源,推导出本文采用的惯性导航系统解算算法。接着对本文采用的惯性测量元件和短基线定位设备进行了介绍,给出了惯性测量元件的误差模型并进行了噪声标定,通过噪声标定确定了惯性测量元件的误差模型参数并进行了误差补偿。2.对扩展卡尔曼滤波算法和无迹卡尔曼滤波算法的原理进行介绍,并基于本文采用的惯性导航系统和短基线定位系统的组合,确定系统的状态量并对两种滤波算法进行了推导。对比分析了两种算法的优劣势。3.介绍了两种算法的具体实现以及参数的选取,在MATLAB软件中对两种算法进行仿真实验,通过仿真实验结果的分析,验证了所采用算法的可行性并对比分析了算法的性能。4.介绍了组合导航系统的试验平台、组合导航系统的总体框架,近一步在试验平台上验证了本文采用组合导航算法,通过对湖试采集的数据结果分析,验证了算法的可行性。

关键词：惯性导航系统短基线定位系统组合导航算法卡尔曼滤波

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低成本SINS/GPS组合导航算法研究与实现

低成本SINS/GPS组合导航算法研究与实现

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作者：周磊中国民航大学

学位级别：硕士

本文对捷联惯导系统(SINS)与全球定位系统(GPS)的组合导航系统进行了研究。该系统是综合了SINS自主性和GPS高精度优点的现代导航系统，具有导航精度高、可靠性好、小型化等特点，是现代导航系统的发展方向之一。捷联惯导系统采用低成本... 详细信息

本文对捷联惯导系统(SINS)与全球定位系统(GPS)的组合导航系统进行了研究。该系统是综合了SINS自主性和GPS高精度优点的现代导航系统，具有导航精度高、可靠性好、小型化等特点，是现代导航系统的发展方向之一。捷联惯导系统采用低成本、低精度的IMU器件，采用卡尔曼滤波算法完成组合导航系统的信息融合，其导航精度能满足所做项目的要求。\n 论文首先介绍了导航的基本知识，在此基础上分析SINS和GPS的基本原理和构成，介绍了捷联惯导系统的力学编排，在捷联解算中，姿态解算采用四元数法，位置矩阵解算采用方向余弦法，四元数微分方程的求解采用毕卡逼近法，四元数的即时修正采用四阶龙格一库塔法。并且对捷联惯导的误差作了详细的分析，并建立了误差模型。其次分析了SINS/GPS组合导航系统的各种组合模式，重点对位置/速度组合方式进行了设计，根据惯导系统和GPS的误差模型，利用反馈校正的方法，设计了卡尔曼滤波器。用Matlab编写仿真程序，进行了仿真分析。仿真结果表明SINS/GPS组合导航系统在精度和可靠性两方面，较单一的导航系统都有明显的改善和提高。最后针对实际应用中量测噪声未知的情况，对自适应卡尔曼滤波进行了研究。

关键词： SINS/GPS 组合导航算法捷联惯导系统

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GNSS/MEMS-DR超紧耦合组合导航算法研究

GNSS/MEMS-DR超紧耦合组合导航算法研究

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作者：牟文杰浙江大学

学位级别：硕士

针对卫星导航接收机在弱信号或高动态情况下容易失锁的问题，本文深入研究了卫星导航与微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)航位推算系统的超紧耦合组合导航算法，并着重研究了MEMS航位推算系统辅助卫星导航的捕获和跟... 详细信息

针对卫星导航接收机在弱信号或高动态情况下容易失锁的问题，本文深入研究了卫星导航与微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)航位推算系统的超紧耦合组合导航算法，并着重研究了MEMS航位推算系统辅助卫星导航的捕获和跟踪的算法，以及基于联邦无迹卡尔曼器的数据融合算法，提高组合导航系统的抗干扰能力和导航精度。同时针对MEMS器件噪声大的问题，提出了一种基于多传感器信息融合的MEMS航位推算算法，并以此得到的导航信息来辅助卫星导航，实现卫星导航与MEMS航位推算系统的超紧耦合算法。试验结果表明本文提出的算法相比传统的组合导航算法具有更高的抗干扰能力和导航精度。\n 本文主要研究了以下几个部分内容:\n 1.针对MEMS惯性器件噪声大的特点，研究抑制MEMS航位推算系统累积误差的方法，提出了一种基于多传感器信息融合的航位推算算法，以低成本低精度的传感器实现了高精度导航。\n 2.深入研究了卫星导航接收机的内部机理，研究MEMS惯性器件辅助卫星导航接收机捕获和跟踪的方法，实现了矢量跟踪环算法，提高对弱信号的跟踪能力。\n 3.研究卫星导航与MEMS航位推算系统的数据融合算法，着重研究了基于联邦无迹卡尔曼滤波器的组合导航滤波算法，提高组合导航的精度和抗干扰能力。\n 4.设计不同场景的试验，分析比较松耦合、紧耦合和超紧耦合等组合导航算法的性能，并验证超紧耦合方式相对于其他组合导航方式的优越性。

关键词：超紧耦合卫星导航航位推算组合导航算法数据融合

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基于倒置声学基阵的INSUSBL组合导航算法研究

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海洋技术学报 2017年第5期36卷 46-54页

作者：徐博郝芮王超张勋哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

文中关注水下潜航器导航定位时,电磁波传播途径中能量衰减、惯导系统长航时积累误差以及提高水下潜航器定位精度等问题。基于倒置的超短基线声学基阵,分析声波往返传播时间(RTT)、平面波近似方法和USBL导航解算方法及其坐标转换过程,结... 详细信息

文中关注水下潜航器导航定位时,电磁波传播途径中能量衰减、惯导系统长航时积累误差以及提高水下潜航器定位精度等问题。基于倒置的超短基线声学基阵,分析声波往返传播时间(RTT)、平面波近似方法和USBL导航解算方法及其坐标转换过程,结合INS误差方程,建立INS/USBL松组合模型。为进一步提高系统精度、动态性能和抗干扰性,考察USBL的原始斜距、斜距差以及声学基阵的空间分布信息,提出基于USBL原始输出信息的INS/USBL紧耦合组合导航方法。通过MATLAB仿真对导航算法进行验证,结果表明两种算法能充分抑制纯惯导误差随时间积累问题,且有效地估计出姿态、速度和位置误差角;其中紧耦合方法状态估计误差最小,导航参数精度相对松组合提高30%以上,对于提高水下载体导航定位精度、海洋探测具有重大意义。

关键词：组合导航算法惯性导航系统超短基线定位系统紧组合技术

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基于BP人工神经网络的GPS/SINS组合导航算法

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现代防御技术 2004年第5期32卷 43-48页

作者：帅平陈定昌江涌中国航天科技集团公司第五研究院北京100086 中国航天科工集团公司第二研究院北京100854

基于扩展Kalman滤波的GPS/SINS组合导航算法,需要对原始的非线性连续系统模型进行线性化和离散化处理,要求系统噪声和测量噪声为零均值的高斯白噪声,且易于出现滤波器发散。BP人工神经网络无需对所求解的问题建模,能够很好地逼近系统非... 详细信息

基于扩展Kalman滤波的GPS/SINS组合导航算法,需要对原始的非线性连续系统模型进行线性化和离散化处理,要求系统噪声和测量噪声为零均值的高斯白噪声,且易于出现滤波器发散。BP人工神经网络无需对所求解的问题建模,能够很好地逼近系统非线性特性,获得较高精度的导航定位信息;还具有计算过程稳定,不涉及矩阵求逆,不需要迭代逼近,以及容易实现并行处理等优点。设计适用于GPS/SINS组合导航系统的BP网络模型,并在标准的BP算法基础上,采用共轭梯度法改进网络训练速度及精度。最后,通过仿真算例说明BP网络方法用于GPS/SINS组合导航计算的可行性。

关键词：人工神经元网络 GPS SINS 组合导航算法仿真算例

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基于多模型UKF的组合导航算法研究

基于多模型UKF的组合导航算法研究

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2006航空宇航科学与技术全国博士生学术论坛

作者：臧荣春崔平远哈尔滨工业大学深空探测基础研究中心哈工大科学园3024信箱黑龙江省哈尔滨150001

为解决非线性系统滤波的非线性和噪声不确定等问题,设计了一种基于交互多模型(IMM)的Unscented卡尔曼滤波器(UKF),针对噪声变化设计一组非线性模型.每个模型都采用UKF滤波,IMM-UKF滤波器输出为并行UKF输出的概率加权融合,可以达到二阶... 详细信息

为解决非线性系统滤波的非线性和噪声不确定等问题,设计了一种基于交互多模型(IMM)的Unscented卡尔曼滤波器(UKF),针对噪声变化设计一组非线性模型.每个模型都采用UKF滤波,IMM-UKF滤波器输出为并行UKF输出的概率加权融合,可以达到二阶以上的精度.利用该算法对组合导航系统进行了仿真试验,该算法精度高、模型切换速度快,能适用于动态系统.

关键词：非线性系统 Unscented卡尔曼滤波交互多模型组合导航算法

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基于地形匹配的水下航行器组合导航算法

基于地形匹配的水下航行器组合导航算法

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2009年江苏省“光科学与技术”博士生学术论坛

作者：张涛徐晓苏东南大学仪器科学与工程学院南京 210096

为了改善水下航行器的导航精度，提出了一种由捷联惯导、海底地形图、测深测潜仪和多普勒计程仪组成的地形无源组合导航系统。在该系统中，以地形匹配算法获得精确的位置信息与惯导位置信息的差值组成地形匹配量测方程，加上多普勒速度... 详细信息

为了改善水下航行器的导航精度，提出了一种由捷联惯导、海底地形图、测深测潜仪和多普勒计程仪组成的地形无源组合导航系统。在该系统中，以地形匹配算法获得精确的位置信息与惯导位置信息的差值组成地形匹配量测方程，加上多普勒速度量测方程和磁罗经航向量测方程，共同作为导航系统的量测方程，经过卡尔曼滤波，估计导航系统的误差，然后对系统进行修正。仿真结果表明，在导航器件不变的情况下，采用地形无源组合导航系统可以有效地减少水下航行器姿态角误差和定位误差，满足高精度和低成本的要求。

关键词：水下航行器组合导航算法地形匹配多普勒计程仪

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基于MEMS的火箭制导平台INS-GPS组合导航算法研究

基于MEMS的火箭制导平台INS-GPS组合导航算法研究

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第十八届电子信息技术学术年会

作者：袁鸣鲍泳林武雨霞中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621000 北京航空航天大学宇航学院北京 100191

提高火箭制导平台的导航定位精度,是火箭试验技术的重要研究内容之一.本文针对某火箭制导平台,设计了一种基于微机电惯性导航与GPS(INS_GPS)多传感器相组合的,采用间接输出校正的导航解算算法.算法利用卡尔曼滤波器对系统误差进行最优估... 详细信息

提高火箭制导平台的导航定位精度,是火箭试验技术的重要研究内容之一.本文针对某火箭制导平台,设计了一种基于微机电惯性导航与GPS(INS_GPS)多传感器相组合的,采用间接输出校正的导航解算算法.算法利用卡尔曼滤波器对系统误差进行最优估计,估计结果修正惯导解算输出和敏感元件输出.仿真结果表明,在GPS收星有效以及火箭动态过程平稳情况下,该组合导航算法对INS误差随时间积累有明显抑制作用.

关键词：火箭制导平台组合导航算法误差估计卡尔曼滤波器

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一种姿态自主冗余组合导航算法

一种姿态自主冗余组合导航算法

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作者：李德辉王冠林唐宁 253000 山东省德州市经济技术开发区宋官屯街道办事处晶华路587号(高新技术创业服务中心1-509)

本发明提供一种姿态自主冗余组合导航算法，包含一套自主式的AHRS算法和一套组合导航算法，两套算法在同一导航周期内相继完成解算。AHRS算法采用自适应矢量叉乘滤波，利用MEMS IMU和磁力计数据进行解算出载体航向和姿态数据；组合导航... 详细信息

标准号: CN109916395B

本发明提供一种姿态自主冗余组合导航算法，包含一套自主式的AHRS算法和一套组合导航算法，两套算法在同一导航周期内相继完成解算。AHRS算法采用自适应矢量叉乘滤波，利用MEMS IMU和磁力计数据进行解算出载体航向和姿态数据；组合导航算法基于载体动力学模型，利用IMU、磁力计、气压高度计、GNSS数据，采用高维度扩展卡尔曼滤波完成数据融合，解算出位置、速度和姿态信息。本算法中AHRS算法属于纯自主算法，与组合导航算法中的姿态数据互为冗余、热备份，在GNSS失效后依然为载体提供可靠的航向、姿态信息，在GNSS重新定位后为组合导航算法提供初始姿态，使组合导航算法快速收敛。

关键词：组合导航算法算法解算姿态数据姿态信息航向扩展卡尔曼滤波磁力计数据动力学模型气压高度计初始姿态互为冗余快速收敛数据融合载体提供重新定位自主算法矢量磁力计热备份自适应自主式冗余高维两套滤波

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