检索结果-内蒙古大学图书馆

系统工程与电子技术 2018年第12期40卷 2775-2781页

作者：王健张涛童金武颜亚雄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

为解决捷联惯导系统大方位失准角初始对准中状态维数较高,直接应用无迹粒子滤波(unscented particle filter,UPF)会带来维数灾难的问题,提出了基于卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)/UPF组合滤波的初始对准方法。将非线性初始对准模型分解... 详细信息

为解决捷联惯导系统大方位失准角初始对准中状态维数较高,直接应用无迹粒子滤波(unscented particle filter,UPF)会带来维数灾难的问题,提出了基于卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)/UPF组合滤波的初始对准方法。将非线性初始对准模型分解为线性与非线性两部分,采用KF实现对线性部分的最优估计,采用UPF对系统的非线性部分进行状态估计。通过仿真比较不同粒子数下KF/UPF组合滤波算法和UPF算法,结果表明,KF/UPF组合滤波算法在保证初始对准精度和收敛速度的同时,将需要进行UPF滤波的状态维数由10维降为3维,减少了计算量,运算时间分别缩短至原来的52.69%和6.0%,提高了初始对准的实时性。

关键词：捷联惯导系统初始对准组合滤波实时性

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基于双向重投影的双目视觉里程计

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中国惯性技术学报 2018年第6期26卷 752-759页

作者：张涛陈浩闫捷李瑶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 北京电子工程总体研究所北京100854

针对视觉里程计中的特征点漂移与累积误差问题,提出一种基于双向重投影的双目视觉里程计方法。为降低特征点匹配的高错误率及改善匹配效率,提出一种改进的随机采样一致(RANSAC)算法。该算法依据特征点寿命长短、环形匹配、优质匹配等方... 详细信息

针对视觉里程计中的特征点漂移与累积误差问题,提出一种基于双向重投影的双目视觉里程计方法。为降低特征点匹配的高错误率及改善匹配效率,提出一种改进的随机采样一致(RANSAC)算法。该算法依据特征点寿命长短、环形匹配、优质匹配等方法选取优质特征点以降低特征点样本容量,从而改善RANSAC算法的效率;为抑制视觉里程计累积误差、提升位姿估计精度,提出一种双向重投影的位姿估计算法,该方法通过解算下一帧图像中的最小化重投影误差得到相机位姿以更新空间点集,更新后的空间点重新投影至当前帧图像以提升位姿解算精度。最后利用KITTI数据集进行了仿真。结果表明该算法的150 m内定位误差在X方向小于1 m,在Z方向小于0.9 m;相对于ORB-SLAM2算法,定位精度提升了约20%,系统的稳定性更好,有效削弱了累积误差,验证了该算法的正确性与可行性。

关键词：双目视觉里程计优质特征点误匹配消除重投影误差位姿估计

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基于粒子群优化的UKF在SINS/GPS组合导航中的应用

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中国惯性技术学报 2018年第2期26卷 196-201页

作者：徐晓苏闫琳宇吴晓飞庞东彭源源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 天津航海仪器研究所天津300131

针对组合导航中使用传统Kalman滤波方法时噪声协方差矩阵参数需要耗时耗力反复试验得到的问题,提出利用粒子群优化算法对卡尔曼滤波器的滤波参数Q和R进行寻优后用于组合导航的方法。将滤波参数Q和R作为粒子进行寻优,将粒子群算法优化得... 详细信息

针对组合导航中使用传统Kalman滤波方法时噪声协方差矩阵参数需要耗时耗力反复试验得到的问题,提出利用粒子群优化算法对卡尔曼滤波器的滤波参数Q和R进行寻优后用于组合导航的方法。将滤波参数Q和R作为粒子进行寻优,将粒子群算法优化得到的滤波参数值作为卡尔曼滤波器输入参数,用于SINS/GPS组合导航系统。仿真实验结果表明,12次实验中粒子群算法搜索出的参数均值分别为0.0208(°)/h、94.7827?g,接近所设置的噪声参数值与标准参数值0.02(°)/h、100?g。半物理实验结果表明,在实际系统中,与经验参数值用于卡尔曼滤波器相比,粒子群算法优化得到的滤波参数值位置估计精度提高了15%~30%,从而提高了组合导航性能。

关键词：粒子群算法 SINS/GPS组合导航无迹卡尔曼滤波滤波参数

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中空银纳米板的红外折射率传感特性研究

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传感器与微系统 2020年第7期39卷 15-17页

作者：熊梦吴静远苏丹张彤微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096 信息显示与可视化国际合作联合实验室东南大学电子科学与工程学院江苏南京210096 苏州金属纳米光电技术重点实验室东南大学苏州研究院江苏苏州215123

采用有限元算法仿真研究了中空银纳米板的折射率传感特性。基于中空银纳米板的光学仿真模型,分析其红外波段的消光光谱和电磁场分布,进而建立了介质折射率变化与中空银纳米板表面等离激元谐振峰之间的对应关系。仿真结果表明:基于中空... 详细信息

采用有限元算法仿真研究了中空银纳米板的折射率传感特性。基于中空银纳米板的光学仿真模型,分析其红外波段的消光光谱和电磁场分布,进而建立了介质折射率变化与中空银纳米板表面等离激元谐振峰之间的对应关系。仿真结果表明:基于中空银纳米板的局域表面等离激元谐振(LSPR)传感器的探测波长可调谐,且折射率灵敏度高。通过改变中空银纳米板的厚度,实现其表面等离激元谐振峰在红外波段的调谐;同时,中空银纳米板中存在的回音壁模式谐振,使得其局域电场显著增强,传感灵敏度高达1333nm/RIU,传感品质因子(FOM)为9.52,该研究在光学传感、生物传感、环境监测等方面具有重要意义。

关键词：中空银纳米板局域表面等离激元谐振折射率传感回音壁模式

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具有自检功能的一体式石英振梁加速度计

具有自检功能的一体式石英振梁加速度计

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第三届全国自主导航学术会议

作者：梁金星胡佳佳赵奚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

石英振梁加速度计具有温度稳定性好,耐恶劣环境,长期可靠性高,高精度大量程等优点,特别适用于国家急需的战略级武器惯性导航、石油钻井、地震监测等高精度应用领域。自检测功能是微传感器一项重要的功能,在对安全要求严苛的许多应用领域... 详细信息

石英振梁加速度计具有温度稳定性好,耐恶劣环境,长期可靠性高,高精度大量程等优点,特别适用于国家急需的战略级武器惯性导航、石油钻井、地震监测等高精度应用领域。自检测功能是微传感器一项重要的功能,在对安全要求严苛的许多应用领域中,在传感器运行前进行自检是非常有必要的。本文提出一种改进的一体式石英振梁加速度计结构,能够有效提高检测轴方向灵敏度和抑制交叉轴的干扰。结合一体式加速度计的特点,利用静电激励的原理,设计了一种具有自检功能的一体式石英振梁加速度计的新结构。

关键词：石英振梁加速度计一体式自检

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基于惯性测量的地下管线测绘仪设计与实现

基于惯性测量的地下管线测绘仪设计与实现

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中国惯性技术学会2019科技工作者研讨会

作者：杨文强刘剑威许广富郭小乐刘锡祥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

针对地下深埋,非开挖条件下的非金属管线探测、轨迹测量需求,开发了一款基于惯性测量原理的地下管线测绘仪。该测绘仪分为数据采集与数据处理两个部分。数据采集部分由安装在行走机构上的微机械惯性测量单元（MEMS-IMU）、基于霍尔磁开... 详细信息

针对地下深埋,非开挖条件下的非金属管线探测、轨迹测量需求,开发了一款基于惯性测量原理的地下管线测绘仪。该测绘仪分为数据采集与数据处理两个部分。数据采集部分由安装在行走机构上的微机械惯性测量单元（MEMS-IMU）、基于霍尔磁开关的里程计组成,通过在管牵引行走方式实现管线接触式测量,最后由MCU完成报文的拼接与存储。数据处理部分为MEMS-IMU/里程计组合航位推算,主要包括初始对准、仪表误差估计补偿以及位置解算等离线数据处理过程。在地面搭建104m长度的管线试验中,该测绘仪测向测量偏差不大于0.13m、高程偏差不大于0.06m。测量精度优于国外同类产品Reduct公司的DR-4测绘仪,满足"城市地下管线检测技术规程"（CJJ61-2003）的要求。

关键词：管线测绘里程计航位推算互补滤波

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基于激励-校准法的硅微陀螺仪模态匹配控制电路研究

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传感技术学报 2018年第3期31卷 363-367页

作者：吴磊杨波王刚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 惯性技术航空科技重点实验室中航工业自控所西安710065

提出了一种基于激励-校准法的硅微陀螺仪实时模态匹配控制电路,利用了检测模态的幅度响应信号关于其谐振频率对称的特点,采用双边激励信号激励检测模态,通过比较双边信号的响应幅度大小来获得相应的调谐电压,实现模态匹配。介绍了静电... 详细信息

提出了一种基于激励-校准法的硅微陀螺仪实时模态匹配控制电路,利用了检测模态的幅度响应信号关于其谐振频率对称的特点,采用双边激励信号激励检测模态,通过比较双边信号的响应幅度大小来获得相应的调谐电压,实现模态匹配。介绍了静电负刚度调谐原理;然后设计了基于激励-校准法的硅微陀螺仪实时模态匹配控制方案,并分析了该法的误差来源;在Simulink环境下搭建了模态匹配控制电路模型,验证了该方案的可行性;最后,设计了基于FPGA的自动模态匹配控制电路。实验结果表明,相比于模态不匹配情况,模态匹配后的陀螺仪零偏稳定性系数由1.69°/h降低到0.42°/h,静态性能提升了4.02倍;角度随机游走系数由槡0.046°/h降低到槡0.019 5°/h,静态性能提升了2.36倍。

关键词：硅微陀螺仪模态匹配激励-校准静电负刚度零偏

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粒子群算法在惯性/地磁组合导航航迹规划中的应用

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中国惯性技术学报 2018年第6期26卷 787-791页

作者：乔楠王立辉孙德胜马明珠余乐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 北京航天自动控制研究所北京100854 宇航智能控制技术国家级重点实验室北京100854

高效的航迹规划是水下运载器隐蔽航行的关键技术之一。结合水下航行器的地磁导航环境特征约束因素,建立了航迹代价评估模型,采用最短路径算法在约束区域内按路径长度的次序递增、迭代,规划出一条粗选航迹。在此基础上,采用粒子群优化算... 详细信息

高效的航迹规划是水下运载器隐蔽航行的关键技术之一。结合水下航行器的地磁导航环境特征约束因素,建立了航迹代价评估模型,采用最短路径算法在约束区域内按路径长度的次序递增、迭代,规划出一条粗选航迹。在此基础上,采用粒子群优化算法将时间信息作为搜索空间的粒子,改进惯性权重值和编码方式,对粗选航迹进行优化,实现全局最优。仿真结果表明,粒子群优化算法缩小了搜索范围,提高了搜索效率,收敛更快,将适应度由49.211提高至43.304,所需代价更小,且所获取的航迹可以有效规避非适配区,保证了全局最优、局部最优。

关键词：惯性/地磁组合导航航迹规划航迹代价模型粒子群算法

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基于隧道磁阻效应的单轴加速度计研究

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传感器与微系统 2019年第7期38卷 10-13页

作者：王斌龙杨波东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096 东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室江苏南京210096

提出了一种基于隧道磁阻效应的单轴加速度计。阐述了隧道磁阻加速度计的结构原理,在线性加速度计等效模型基础上推导了加速度计的位移响应公式;构建圆柱形永磁体的磁场分布模型,借助平动位移和磁场强度分布曲线近似推导了磁场强度与位... 详细信息

提出了一种基于隧道磁阻效应的单轴加速度计。阐述了隧道磁阻加速度计的结构原理,在线性加速度计等效模型基础上推导了加速度计的位移响应公式;构建圆柱形永磁体的磁场分布模型,借助平动位移和磁场强度分布曲线近似推导了磁场强度与位移之间的关系式;结合隧道磁阻线性磁场传感器的线性特性,推导了输入加速度与隧道磁阻线性磁场传感器输出电压的关系式;对隧道磁阻加速度计进行运动特性进行了仿真,设计了隧道磁阻效应加速度计测控电路,并进行了实验验证。实验结果表明:在弹性梁的长、宽高分别为8,1. 8,50 mm以及TMR传感器与永磁体底面竖直距离为5 mm时,隧道磁阻式加速度计的标度因数为307. 03 mV/gn,偏置稳定性为206. 4μgn,非线性度为1. 65%。

关键词：加速度计隧道磁阻线性磁场传感器永磁体

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几种GNSS接收机跟踪环路配置的对比分析

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中国惯性技术学报 2018年第5期26卷 623-628页

作者：汤新华陈新修金城陈熙源东南大学仪器科学与工程学院南京210096 微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096 上海交通大学上海200000 济南市勘察测绘研究院济南250000

在分析传统跟踪环路、载波平滑伪距技术、卡尔曼跟踪环路基础上,比较研究了基带信号处理滤波算法,从GNSS终端系统层次设计了四种基带处理的配置方案,通过理论分析及跑车实验进行了不同配置方案的对比。结果表明,相较于其他跟踪环路滤波... 详细信息

在分析传统跟踪环路、载波平滑伪距技术、卡尔曼跟踪环路基础上,比较研究了基带信号处理滤波算法,从GNSS终端系统层次设计了四种基带处理的配置方案,通过理论分析及跑车实验进行了不同配置方案的对比。结果表明,相较于其他跟踪环路滤波算法,卡尔曼跟踪环路充分利用了各个参数的内在物理关系,由系统误差和观测误差可得到全局优化的参数跟踪估测,经定位、定速精度对比分析,卡尔曼跟踪环路等效码相位跟踪精度较传统方案提高近70%,多普勒频率精度提高近80%,为后续的导航解算、高精度载波相位差分算法等提供了稳定可靠的信息源。

关键词： GNSS接收机跟踪环路载波平滑卡尔曼跟踪环路

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