检索结果-内蒙古大学图书馆

激光与光电子学进展 2020年第20期57卷 262-270页

作者：许广富曾继超刘锡祥东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096 微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室江苏南京210096

针对传统视觉里程计中光流法定位精度差、特征点法耗时多的问题,提出一种融合光流法和特征匹配的视觉里程计模型。该模型融合了基于帧间优化的LK光流位姿估计和基于关键帧的光流/特征点位姿优化算法。针对传统参考帧/当前帧跟踪方式容... 详细信息

针对传统视觉里程计中光流法定位精度差、特征点法耗时多的问题,提出一种融合光流法和特征匹配的视觉里程计模型。该模型融合了基于帧间优化的LK光流位姿估计和基于关键帧的光流/特征点位姿优化算法。针对传统参考帧/当前帧跟踪方式容易产生累积误差的问题,在光流法的基础上,通过引入局部优化算法对相机进行初步位姿估计;针对特征法中图像插入频率过高、耗时多的问题,在关键帧的基础上,通过构建光流/特征点统一损失函数进行相机位姿优化。在EuRoC数据集上进行了算法定位精度测试,结果表明,简单环境下所提算法与特征点法的定位精度相当;在特征点缺失情况下,所提算法的定位精度较特征点法有所提高,具有一定的鲁棒性。运行时间测试结果表明,在保证定位精度的基础上,所提算法的运行时间较特征点法减少了37.9%,具有一定的实时性。

关键词：机器视觉视觉里程计光流法特征点法位姿估计

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基于数字伺服控制的电控罗经设计及仿真

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船舶工程 2020年第10期42卷 97-100,143页

作者：祝雪芬陈熙源杨帆东南大学仪器科学与工程学院微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室(B类) 南京210096

文章中电控罗经采用数字伺服控制方案来取代传统的模拟伺服控制方案,将微处理机引入控制系统。设计了基于PID控制的静基座和摇摆基座下电控罗经的控制算法,运用Simulink进行建模和仿真,并通过实际转台测试实验得出,所设计的数字伺服控... 详细信息

文章中电控罗经采用数字伺服控制方案来取代传统的模拟伺服控制方案,将微处理机引入控制系统。设计了基于PID控制的静基座和摇摆基座下电控罗经的控制算法,运用Simulink进行建模和仿真,并通过实际转台测试实验得出,所设计的数字伺服控制电控罗经在摇摆实验环境下,稳定时间为1.8h,罗经的稳态误差为0.5°,满足设计预期指标和国际标准要求。该电控罗经可以克服系统调试困难的缺点,具有实现复杂计算和现代化控制算法的能力。

关键词：电控罗经数字伺服控制 PID 稳定时间稳态误差

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基于双轴转台的捷联惯性导航系统8位置系统级标定方法(英文)

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中国惯性技术学报 2019年第1期27卷 23-31页

作者：王子卉程向红范时秒微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096 东南大学仪器科学与工程学院南京210096

惯性测量单元(IMU)是捷联惯性导航系统的核心设备,IMU的精度直接影响捷联惯性导航系统的精度。标定精度和速度是评价IMU标定方法的主要指标。传统标定方法是先进行温度补偿,再利用高精度三轴转台进行位置和速率实验,共需耗费约4天时间... 详细信息

惯性测量单元(IMU)是捷联惯性导航系统的核心设备,IMU的精度直接影响捷联惯性导航系统的精度。标定精度和速度是评价IMU标定方法的主要指标。传统标定方法是先进行温度补偿,再利用高精度三轴转台进行位置和速率实验,共需耗费约4天时间。虽然能够保证IMU的标定精度,但该方法复杂耗时。为改善复杂耗时的传统标定方法并保证标定精度,以便于批量生产,提出了基于双轴转台的8位置系统级标定方法。该方法基于27维状态向量的卡尔曼滤波器,以导航速度误差为观测量。该方法基于带温箱双轴转台设计,每个温度点需40 min进行标定。仿真和试验结果表明,该方法能够标定21个IMU误差参数,且该标定方法与传统标定方法相比标定时间更短,导航精度更高。

关键词：系统级标定方法惯性测量单元卡尔曼滤波温度补偿捷联惯性导航系统

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基于重复广义互相关时延估计的超短基线水声定位算法

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中国惯性技术学报 2019年第1期27卷 66-71页

作者：徐晓苏孙晓俊张涛童金武东南大学仪器科学与工程学院南京210096 东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096

针对在超短基线水声定位中,传统时延估计算法抗噪声性能差的问题,提出了一种基于重复广义互相关时延估计的超短基线水声定位算法。通过对两个源信号的其中一个增加一次自相关后,再对这两个源信号进行合适的加权广义互相关,之后对反傅里... 详细信息

针对在超短基线水声定位中,传统时延估计算法抗噪声性能差的问题,提出了一种基于重复广义互相关时延估计的超短基线水声定位算法。通过对两个源信号的其中一个增加一次自相关后,再对这两个源信号进行合适的加权广义互相关,之后对反傅里叶变换后得到的广义互相序列进行峰值检测,最终得到时延。通过半物理实验,比较经典的互相关算法和重复广义互相关算法发现,在相同环境中,新提出的算法时延估计误差为0.0112 s,相对于经典算法的0.0209 s,能够提高46.4%。基于重复广义互相关的超短基线定位算法仿真实验,表明X轴定位精度提高97.1%,Y轴定位精度提高96.3%。

关键词：二次相关超短基线定位广义互相关水声定位

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基于运动平滑性与RANSAC优化的图像特征匹配算法

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中国惯性技术学报 2019年第6期27卷 765-770页

作者：程向红李俊杰微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096 东南大学仪器科学与工程学院南京210096

针对视觉导航中现有的特征匹配算法召回率低、耗时长的问题,提出一种基于运动平滑性与RANSAC算法结合的图像特征匹配算法。首先将图像网格化,通过运动平滑性约束处理,找出误匹配率低的图像网格区域;然后,利用RANSAC算法计算出图像间近... 详细信息

针对视觉导航中现有的特征匹配算法召回率低、耗时长的问题,提出一种基于运动平滑性与RANSAC算法结合的图像特征匹配算法。首先将图像网格化,通过运动平滑性约束处理,找出误匹配率低的图像网格区域;然后,利用RANSAC算法计算出图像间近似的单应矩阵;最后,利用单应矩阵对初次匹配结果进行筛选,得到优化后的匹配结果。实验结果表明:所提出的算法在不同类型的图像匹配中,召回率平均提升了7.5%,F值平均提升了5.4%;相比较于传统RANSAC算法,运算时间平均减少了27.8%,适用于一些对实时性要求较高的场景。

关键词：特征匹配运动平滑召回率单应矩阵

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基于递推最小二乘的水下声学应答器在线标定方法

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中国惯性技术学报 2019年第6期27卷 746-752页

作者：金博楠徐晓苏张涛康志超微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096 东南大学仪器科学与工程学院南京210096

针对水下应答器在线标定问题,提出了一种基于递推最小二乘的应答器标定方法,其在解算间隙不断插入历史数据进行循环解算并引入遗忘因子加快算法收敛。为了提高算法稳定性,在标定最后用改进消元法对结果进行比对,以避免递推最小二乘法结... 详细信息

针对水下应答器在线标定问题,提出了一种基于递推最小二乘的应答器标定方法,其在解算间隙不断插入历史数据进行循环解算并引入遗忘因子加快算法收敛。为了提高算法稳定性,在标定最后用改进消元法对结果进行比对,以避免递推最小二乘法结果陷入局部收敛。改进消元法在传统方法基础上加进了声速修正方法以提高定位精度。对影响标定精度的误差因素进行了分析,对标定时不同的航行路径带来的定位效果进行了比较得出最优路径。仿真结果表明,递推最小二乘法不但能够在线估计,而且具有与实时性和高精度特点,具有很好的效果,相比于传统消元法有显著提高。最后在千岛湖实验中,采用所提出的方法对应答器进行了标定,标定精度优于10 cm,保证了水下应答器高精度标定的实施。

关键词：在线估计长基线递推最小二乘应答器标定水下定位消元法

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基于改进强化学习的移动机器人路径规划方法

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中国惯性技术学报 2019年第3期27卷 314-320页

作者：徐晓苏袁杰微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096 东南大学仪器科学与工程学院南京210096

随着移动机器人在各领域的应用与发展,对移动机器人路径规划能力提出了更高的要求。为了解决现有移动机器人利用强化学习方法进行路径规划时存在的收敛速度慢和规划出路径平滑度较差的问题,提出了一种改进的Q-learning 算法。首先,在Q... 详细信息

随着移动机器人在各领域的应用与发展,对移动机器人路径规划能力提出了更高的要求。为了解决现有移动机器人利用强化学习方法进行路径规划时存在的收敛速度慢和规划出路径平滑度较差的问题,提出了一种改进的Q-learning 算法。首先,在Q值初始化的过程中引入人工势场法中的引力势场,以加快收敛速度。然后,调整移动机器人动作方向,增加动作步长,并在状态集中增加了方向因素,以提高规划路线的精度。最后,在栅格地图中,对所提出的算法进行了仿真验证。仿真结果表明,改进后的算法较传统的Q-learning 算法在路径规划的时间上减少了91%,并且规划出路径的平滑度提高了79%。

关键词：路径规划强化学习人工势场移动机器人 Q-learning 算法

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一种基于惯性测量与自适应滤波的舰船升沉计算方法

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中国惯性技术学报 2019年第1期27卷 1-7页

作者：刘锡祥黄荣王启明汪宋兵微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096 东南大学仪器科学与工程学院南京210096

针对舰船作业过程中升沉运动精确测量的应用需求,提出了基于惯性导航系统的升沉运动测量方案。针对海况变化条件下,传统固定滤波参数数字滤波器自适应性不足,以及存在相位偏移和幅值误差等问题,提出了一种结合互补方法的自适应数字高通... 详细信息

针对舰船作业过程中升沉运动精确测量的应用需求,提出了基于惯性导航系统的升沉运动测量方案。针对海况变化条件下,传统固定滤波参数数字滤波器自适应性不足,以及存在相位偏移和幅值误差等问题,提出了一种结合互补方法的自适应数字高通滤波器。该滤波器基于先验知识与实时海况监测结果,可自适应调整滤波器参数。首先通过一滑动监测窗口对海况进行实时监测,并对滤波器参数进行实时自适应调整;随后对加速度测量值进行2次积分与3次自适应高通滤波,滤除低频误差,保留有效高频升沉运动。不同海况条件下的仿真与试验验证了测量与滤波方案的可行性。试验结果表明:新滤波方法相比传统方法,能根据海况实时自适应调整滤波参数,升沉运动相位误差和幅值误差减小,仿真实验中幅值误差缩减约10倍,模拟试验中幅值误差缩减约2倍,测量精度精确到厘米级。

关键词：自适应滤波器升沉运动惯性测量高通滤波器

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室内环境下基于图优化的UWB定位方法

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中国惯性技术学报 2019年第3期27卷 334-339页

作者：徐晓苏赵北辰微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096 东南大学仪器科学与工程学院南京210096

针对室内三维环境中对定位结果准确性的要求,提出了一种基于图优化的室内超宽带(UWB)定位算法。首先,利用最小二乘法对UWB 技术测量的距离进行解算,得到第一次定位初值。然后,将第一次定位初值代入泰勒级数展开算法,得到更可靠的第二次... 详细信息

针对室内三维环境中对定位结果准确性的要求,提出了一种基于图优化的室内超宽带(UWB)定位算法。首先,利用最小二乘法对UWB 技术测量的距离进行解算,得到第一次定位初值。然后,将第一次定位初值代入泰勒级数展开算法,得到更可靠的第二次定位初值。最后,建立包括定位残差和位移残差两项的目标函数,通过基于图优化的算法,得到目标函数的最小值,计算出优化之后的最终定位结果。通过样机实验验证定位精度,实验结果表明平均水平定位误差小于10cm,同时平均高度定位误差也比相同实验条件下使用Chan算法和改进的卡尔曼滤波方法分别低了77%和61%。

关键词：最小二乘法泰勒级数展开算法图优化超宽带无线技术

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基于二次解析的UWB室内定位高度方向优化方法

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中国惯性技术学报 2019年第5期27卷 589-597页

作者：徐晓苏刘兴华杨博王帅微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096 东南大学仪器科学与工程学院南京210096

针对解析法处理具有高度限制的UWB室内三维定位时的高度方向精度不佳问题,通过对定位方程组的研究,着重分析了其内在原因,并提出了一种基于现有解析法的二次解析法。首先以常见的解析法得到目标点较为准确的水平方向的分量,然后在二次... 详细信息

针对解析法处理具有高度限制的UWB室内三维定位时的高度方向精度不佳问题,通过对定位方程组的研究,着重分析了其内在原因,并提出了一种基于现有解析法的二次解析法。首先以常见的解析法得到目标点较为准确的水平方向的分量,然后在二次解析过程中采用修正偏差的Tikhonov正则化方法求解优化高度方向的分量。此方法可有效减少目标点高度分量的定位误差以及最终的定位误差。分别通过数学仿真平台和实验平台与传统解析法进行比较,验证了此方法的有效性。仿真与实验结果表明:所提出的方法能够将传统的解析法的定位精度提高40%以上。其中实验结果表明,所提方法的定位效果比最小二乘法提高52.1%,比Chan算法提高41.6%,具有很好的工程应用价值。

关键词：超宽带室内定位 Tikhonov正则化二次解析高度定位

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