检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械 2020年第1期 111-114,118页

作者：黎永键赵祚喜关伟广东农工商职业技术学院华南农业大学工程学院

在农业工程领域,mems惯性传感器融合是提高控制系统性能和实现农业机械智能化控制的重要技术手段。首先介绍了mems惯性传感器的分类及测量原理,并分析了实现传感器融合的主要技术方法。在此基础上,阐述了基于mems惯性传感器的农业导航... 详细信息

在农业工程领域,mems惯性传感器融合是提高控制系统性能和实现农业机械智能化控制的重要技术手段。首先介绍了mems惯性传感器的分类及测量原理,并分析了实现传感器融合的主要技术方法。在此基础上,阐述了基于mems惯性传感器的农业导航系统研究内容和现状。最后,总结了该技术在农业工程领域的应用前景。

关键词： mems惯性传感器农业工程多传感器信息融合卡尔曼滤波前景

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mems传感器融合技术在农业工程的应用与前景

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农业装备技术 2020年第2期46卷 13-17页

作者：黎永键赵祚喜关伟广东农工商职业技术学院华南农业大学工程学院广州510000

关键词： mems惯性传感器农业工程多传感器信息融合卡尔曼滤波前景

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井下多传感器组合导航系统

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工矿自动化 2019年第7期45卷 10-16页

作者：张元刚刘坤白猛彭继国兖矿集团有限公司信息化中心

针对井下车辆高精度惯性导航成本较高、低成本mems惯性传感器漂移较大等问题,提出一种井下多传感器组合导航系统,该系统通过蓝牙测距信息、mems惯性传感器及车载里程计信息进行组合导航。利用卡尔曼滤波技术融合多传感器数据,结合蓝牙... 详细信息

针对井下车辆高精度惯性导航成本较高、低成本mems惯性传感器漂移较大等问题,提出一种井下多传感器组合导航系统,该系统通过蓝牙测距信息、mems惯性传感器及车载里程计信息进行组合导航。利用卡尔曼滤波技术融合多传感器数据,结合蓝牙测距信息抑制mems惯性传感器漂移,提高车载惯性传感器在一段时间内的定位精度;通过mems惯性传感器预测车辆位置,有效滤除干扰标签的蓝牙信号,提高数据可靠性;融合车辆里程计数据后,定位结果更加稳定可靠。测试结果表明,在井下蓝牙标签间隔10m布站情况下,每10m定位误差在3.2m以内,能够满足井下导航要求。

关键词：井下定位井下车辆导航组合导航多传感器信息融合卡尔曼滤波 mems惯性传感器蓝牙里程计

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mems惯性传感器在汽车ESP中的应用

MEMS惯性传感器在汽车ESP中的应用

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将机构学理论和方法全面深入地加以应用，推动机械产品的自...

作者：崔健廖兴才杨军北京自动化控制设备研究所

ESP所用惯性传感器有三个显著特点需求数量大(达到百万量级);精度要求不高(0.1°/s1°/s);成本要求低。这些特点使得mems惯性传感器成为最佳选择。本文从ESP的基本概念出发,给出了目前ESP用mems陀螺仪和加速度计供应情况,介绍... 详细信息

ESP所用惯性传感器有三个显著特点需求数量大(达到百万量级);精度要求不高(0.1°/s1°/s);成本要求低。这些特点使得mems惯性传感器成为最佳选择。本文从ESP的基本概念出发,给出了目前ESP用mems陀螺仪和加速度计供应情况,介绍了国内外ESP用mems惯性器件的发展现状。分析表明,尽管目前ESP在中国装备率很低,但其市场需求十分庞大,因此汽车用mems陀螺和加速度计在中国具有非常可观的市场前景。

关键词： ESP mems惯性传感器陀螺加速度计

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仿生机械手臂同步控制算法的研究

仿生机械手臂同步控制算法的研究

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作者：陈威沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

现如今各行各业都开始应用机械手臂,而传统的机械手臂操控方式存在很高的学习门槛,这阻碍了机械手臂进一步融入人类社会生产生活的步伐,所以本研究将探究一种新型人机交互方式。系统利用惯性传感器测量人体手臂的姿态进而解算出人体手... 详细信息

现如今各行各业都开始应用机械手臂,而传统的机械手臂操控方式存在很高的学习门槛,这阻碍了机械手臂进一步融入人类社会生产生活的步伐,所以本研究将探究一种新型人机交互方式。系统利用惯性传感器测量人体手臂的姿态进而解算出人体手臂的运动轨迹,然后将人体手臂的运动轨迹信息转换成机械手臂的控制信息,让机械手臂与人的手臂同步运动,以达到通过人手直接遥控机械手臂的人机交互方式。为了上述研究目标本文将从以下几个方面深入探讨该同步控制算法:首先,测量人体姿态的核心技术是基于mems惯性传感器的姿态解算算法。本文先梳理了惯性传感器做姿态解算的基本原理和解算流程,并从理论上分析了 mems惯性传感器的误差来源以及校正误差的方法。其次,根据姿态解算理论设计具体的姿态解算算法。本文先设计了惯性传感器的校正算法,利用最小二乘法和椭球拟合求解出加速度计和磁力计的偏差校正数据,然后应用Mahony互补滤波算法进行传感器数据融合,用以提升mems惯性传感器输出姿态角度的精度。然后,设计了整套系统的硬件电路和软件程序。可穿戴式人体运动测量设备用来捕获人体运动轨迹,上位机解算出各个关节角度,驱动机械手臂模块依据关节角度控制机械手臂运动到对应位置,即完成人手与机械手臂同步运动的目标。最后,通过机械手臂仿真运动学模型验证同步控制算法的可行性。本文完成了mems惯性传感器姿态解算算法的设计,可穿戴式人体运动测量设备,同步控制算法和实验验证。通过实验结果测试表明本文设计的人机交互方式实现了从运动数据采集到同步控制机械手臂,并且系统能较为精准和稳定的运行。

关键词：人机协作姿态解算 mems惯性传感器

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微惯性传感器随机误差补偿及姿态融合技术研究

微惯性传感器随机误差补偿及姿态融合技术研究

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作者：陈仕毅苏州大学

学位级别：硕士

随着微机电系统(mems)不断发展,基于硅基的mems惯性测量单元(MIMU)也取得了长足进步。此类传感器具有快速响应、低功耗及低成本等优点,可广泛应用于航天、航空等导航领域,近年也在地面运动物体的导航中有着大量的应用。由于硅材料的温... 详细信息

随着微机电系统(mems)不断发展,基于硅基的mems惯性测量单元(MIMU)也取得了长足进步。此类传感器具有快速响应、低功耗及低成本等优点,可广泛应用于航天、航空等导航领域,近年也在地面运动物体的导航中有着大量的应用。由于硅材料的温漂特性以及加工工艺误差会导致MIMU精度不高和工作不稳定等问题,因此有关对于MIMU中的惯性传感器性能补偿研究是近期的热点之一;另一方面,对于微惯性导航单元而言,姿态信息是惯导解算的核心部分,仅靠惯性传感器获取的信息来解算导航中的姿态时,很容易产生积累误差导致精确度降低,研究多传感器姿态融合技术的改进也是提高精度的有效途径。综合以上因素,本文围绕惯性传感器的误差补偿和姿态融合技术展开研究。首先,在充分研究惯性传感器工作原理的基础上,本文介绍了惯性器件的确定性误差模型,并详细推导了完整的随机误差AR模型建模过程;在充分研究卡尔曼滤波原理的基础上,分析低动态环境下的状态方程和量测方程,提出了一种基于线性状态方程的简化模型卡尔曼滤波算法,将状态方程和量测方程简化后直接计算估计均方误差,避免了复杂的矩阵求逆和分解运算,解决了卡尔曼滤波算法实时性不高的问题。为了验证mems惯性测量单元的误差建模实验以及姿态融合算法,本文还设计了基于ADIS16488惯性模块的误差补偿和姿态解算实验验证系统。测试结果表明,随机误差的均方差从补偿前0.07469°/s降到了补偿后的0.06781°/s,补偿后的自相关系数从0.9982降到了 0.0627,有效验证了基于AR模型的随机误差补偿算法的正确性、有效性。静态测试和动态测试中航向角误差在±6°以内,俯仰角和滚转角误差控制在±2°以内,单周期计算时间仅为互补滤波的58%,提高了响应速度,验证了简化模型卡尔曼滤波的有效性与实时性。

关键词： mems惯性传感器误差补偿姿态解算卡尔曼滤波低动态环境

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基于多传感器零速修正的行人导航定位系统研究

基于多传感器零速修正的行人导航定位系统研究

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作者：闫双建郑州轻工业大学

学位级别：硕士

随着社会经济的迅速发展,人们的活动范围逐渐扩大,不仅仅局限于广场、街道和野外等室外区域,还经常进入桥梁隧道、大型医院、综合商场、地下停车场等室内环境。然而,由于室内环境下没有GPS和BDS等无线导航信号,不能准确定位自己的位置... 详细信息

随着社会经济的迅速发展,人们的活动范围逐渐扩大,不仅仅局限于广场、街道和野外等室外区域,还经常进入桥梁隧道、大型医院、综合商场、地下停车场等室内环境。然而,由于室内环境下没有GPS和BDS等无线导航信号,不能准确定位自己的位置。为了解决这个问题,采用不依赖于外部信号的mems惯性传感器作为自主导航元件,进行位置跟踪和导航服务。但是,由于mems惯性传感器存在零点漂移误差、运动状态误差和导航解算误差,导致位置和导航信息产生很大的偏差。论文针对行人行走过程中惯性传感器导航带来的误差,提出采用多传感器数据融合的零速修正算法。首先,将惯性测量模块捆绑于行人足面上,实时获取行人行进的加速度和角速度参数;然后,通过采用SVM零速检测分类方法,快速准确识别出运动阶段和静止阶段,在静止阶段速度和角速度都为零,同时利用磁强计和气压高度计分别确定方位和高度,从而对行人的速度、角速度、方位和高度等参数进行误差修正;最后,利用扩展卡尔曼滤波方法对行人行走误差进行滤波处理,进而对惯性导航解算的位置和方向信息进行实时补偿,实现对行人轨迹的跟踪。为了验证设计方案的有效性,进行实际行走导航与定位实验。通过对实验数据进行分析,多次测量结果表明,采用该方案能够使行人行走轨迹与规定的路径完全吻合,最大位置误差不超过3%。因此,本研究能够实现行人行走轨迹的准确跟踪和定位,对于在没有无线信号情况下行人行走的导航和位置服务具有重要意义。

关键词：行人导航 mems惯性传感器 SVM算法零速检测零速修正扩展卡尔曼滤波

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基于背景差法的篮球投篮轨迹自动捕捉方法研究

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自动化与仪器仪表 2020年第7期 42-45页

作者：宋香君上海建桥学院上海201306

针对原有篮球投篮轨迹捕反义捉方法数据聚类效果较差的问题,设计基于背景差法的篮球投篮轨迹自动捕捉方法。通过传感器对比结果选定惯性传感器,设计轨迹捕捉器并构建相应的轨迹捕捉网络构架。在运动员小臂处与篮筐篮板入放置捕捉器获取... 详细信息

针对原有篮球投篮轨迹捕反义捉方法数据聚类效果较差的问题,设计基于背景差法的篮球投篮轨迹自动捕捉方法。通过传感器对比结果选定惯性传感器,设计轨迹捕捉器并构建相应的轨迹捕捉网络构架。在运动员小臂处与篮筐篮板入放置捕捉器获取投篮动作数据并对其去噪处理。使用背景差法中的多高斯模型构建投篮轨迹模型。对模型内数据点进行聚类处理,剥离背景数据获取轨迹数据,最后完成轨迹数据的聚类捕捉。至此,基于背景差法的篮球投篮轨迹自动捕捉方法完成。构建对比实验,与原有方法相比,此方法对数据点的聚类效果更佳,原有方法聚类效果较为松散易造成数据缺失,轨迹捕捉精度较低。因而,此方法的轨迹捕捉效果更为优越。

关键词：背景差法动作捕捉 mems惯性传感器轨迹追踪

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水下航行器姿态检测与数据融合算法综述

水下航行器姿态检测与数据融合算法综述

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第31届中国过程控制会议（CPCC 2020）

作者：张春宇刘福才黄茹楠燕山大学智能控制系统与智能装备教育部工程研究中心

随着科技的发展,人们对海洋的探究越来越备受关注,而对于海洋探测载体的研究是对海洋资源勘测的重中之重,实现对水下航行器的姿态检测才能够对其施以控制.其中惯性测量单元是水下载体姿态信息检测的关键组成部分,当前mems惯性传感器因... 详细信息

随着科技的发展,人们对海洋的探究越来越备受关注,而对于海洋探测载体的研究是对海洋资源勘测的重中之重,实现对水下航行器的姿态检测才能够对其施以控制.其中惯性测量单元是水下载体姿态信息检测的关键组成部分,当前mems惯性传感器因具有体积小、成本低和功耗低等特点,被广泛应用于姿态检测系统当中.但使用单一的传感器进行姿态检测会有零点漂移、噪声误差、易受环境影响等缺点,故而需采用数据融合来提高姿态检测精度.本文主要对当前国内对水下载体检测控制的研究现状、水下航行器姿态检测中所使用的惯性测量元件以及数据融合算法以及进行了叙述,重点探讨了常用姿态传感器、常用数据融合算法的性能特点、研究现状以及未来的发展趋势.

关键词：水下航行器姿态检测 mems惯性传感器数据融合算法

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基于mems的井眼轨迹随钻测量算法研究

基于MEMS的井眼轨迹随钻测量算法研究

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作者：于浩中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

mems惯性传感器因其功耗小、成本低、体积小等性能特点,非常适用于井下狭小空间的随钻测量,但是目前mems传感器测量精度不能满足随钻测量工程应用要求,因此,本文为提高mems惯性传感器的测量精度,对其进行深入研究。本文借助美国memsENS... 详细信息

mems惯性传感器因其功耗小、成本低、体积小等性能特点,非常适用于井下狭小空间的随钻测量,但是目前mems传感器测量精度不能满足随钻测量工程应用要求,因此,本文为提高mems惯性传感器的测量精度,对其进行深入研究。本文借助美国memsENSE公司的NANO-IMU,对其mems三轴陀螺仪、mems三轴加速度计和mems三轴磁强计分别进行了系统误差的标定和补偿,并通过小波滤波对随机误差进行了抑制。最后研究了井眼轨迹随钻测量方法并进行了试验验证。具体研究工作包括以下几个方面:(1)深入调研了国内外井眼轨迹随钻测量以及mems惯性传感器的发展现状,总结和研究了井眼轨迹随钻测量的基本原理和测量方法,确定了本论文的研究方向。(2)结合随钻测量的工程环境及设备特点,应用Matlab软件,对设备NANO-IMU中的mems三轴陀螺仪、mems三轴加速度计和mems三轴磁强计进行了误差建模和标定研究。通过静止状态测量标定了mems三轴陀螺仪的零偏漂移误差;采用椭球拟合法标定了mems三轴加速度计和mems三轴磁强计的安装误差、刻度因子误差和零偏漂移误差。对三类惯性传感器分别进行了标定试验,验证了各自标定的有效性。(3)针对井眼轨迹随钻测量过程中的随机误差,选用小波滤波的方法进行抑制。设计了阈值、小波函数及分解层数选取的试验方法,编辑了相应的Matlab程序;依据NANO-IMU设备属性,进行了上述参数的选取,通过试验验证了小波滤波对于测量数据随机误差抑制的有效性。(4)研究了基于磁强计和加速度计、基于陀螺仪和加速度计的两种井眼轨迹随钻测量方法以及坐标计算方法。通过试验验证了基于磁强计和加速度计测量方法的正确性;对比误差处理前后的姿态角解算结果,进一步说明倾角、工具面角和方位角计算的精度均得到较大提高。

关键词： mems惯性传感器随钻测量姿态角椭球拟合法小波滤波

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