检索结果-内蒙古大学图书馆

科学技术与工程 2024年第11期24卷 4552-4559页

作者：常兴国吴峻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

无人船在恶劣海况下对其船载低成本微机械惯性测量单元(micro inertial measurement unit,MIMU)进行初始对准,其精度不仅会受到海浪摇摆、浪涌等未知复杂干扰的影响,还会受传感器噪声的影响。针对这一问题,提出基于变分贝叶斯的H_(∞)... 详细信息

无人船在恶劣海况下对其船载低成本微机械惯性测量单元(micro inertial measurement unit,MIMU)进行初始对准,其精度不仅会受到海浪摇摆、浪涌等未知复杂干扰的影响,还会受传感器噪声的影响。针对这一问题,提出基于变分贝叶斯的H_(∞)滤波算法(variational Bayesian cubature H_(∞)filter,VBCH),从而实现在系统噪声或状态方程不确定且系统噪声和量测噪声同时具有“时变”“厚尾”特性情况下的自适应鲁棒滤波。仿真实验表明,随着MIMU噪声的增大以及各项误差系数的不稳定性增强,系统噪声和状态方程逐渐变得不确定,基于卡尔曼滤波的自适应算法逐渐失效,而本文提出基于H_(∞)控制理论VBCH算法则能够继续保持一定的对准精度和算法鲁棒性:对无人船载低精度MIMU的天向对准精度达到1.5°,东向、北向对准精度能达到0.1°。满足无人船大失准角初始对准的要求,具有一定的应用价值。

关键词：无人船对准抗干扰对准低成本MIMU对准 VBCH算法自适应鲁棒滤波

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单目SLAM中基于单应性的快速地平面检测方法

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电子测量技术 2025年

作者：陈晔鑫张涛东南大学仪器科学与工程学院东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室

在视觉同步定位与建图（SLAM）中，地面信息不仅可以提供重力方向的参考，还能有效辅助障碍物的识别，因此地平面的准确检测对于机器人导航至关重要。针对计算资源受限、缺乏深度信息的单目视觉SLAM地平面估计问题，本文提出了一种基于... 详细信息

在视觉同步定位与建图（SLAM）中，地面信息不仅可以提供重力方向的参考，还能有效辅助障碍物的识别，因此地平面的准确检测对于机器人导航至关重要。针对计算资源受限、缺乏深度信息的单目视觉SLAM地平面估计问题，本文提出了一种基于单应性的地面检测方法。首先，通过RANSAC方法对初始环境下的匹配特征点对计算单应性矩阵，获取初始地平面和相应的地面点云。随后，基于已获得的地面种子点，在SLAM建图过程中结合单应性估计与动态增长策略，逐步扩展地面点云，以实现低计算成本下对地平面的精确分割。实验结果表明，所提方法在公开数据集和本地测试数据上的分割精度均超过92.52%，且地平面的角度误差小于0.13°，归一化平面距离误差小于0.008，验证了该方法的有效性。同时，所提出的算法仅增加了4.57%的计算耗时，能够满足实时运行要求。

关键词：地平面检测单应性单目视觉SLAM 平面拟合动态增长

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海洋重力数据处理中的正反FIR滤波算法

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压电与声光 2023年第5期45卷 747-751,758页

作者：蔡体菁邵锦江胡啸林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

数字滤波器是影响海洋重力数据处理成果质量的关键技术之一。该文提出了一种实时正反有限冲击响应(FIR)滤波算法,推导了具有线性相位正反FIR滤波器表达式并设计了实时滤波方案:该算法设计出的滤波器在所有的采样频谱内都满足严格意义上... 详细信息

数字滤波器是影响海洋重力数据处理成果质量的关键技术之一。该文提出了一种实时正反有限冲击响应(FIR)滤波算法,推导了具有线性相位正反FIR滤波器表达式并设计了实时滤波方案:该算法设计出的滤波器在所有的采样频谱内都满足严格意义上的线性相频特性;基于该算法设计的低通滤波器的阻带衰减大,有利于抑制海洋重力数据中的高频噪声。船载重力试验结果表明,在海洋重力数据处理中上述正反FIR滤波器的滤波器实时性好,滤波效果与事后正反FIR滤波器相当,优于单正向FIR滤波效果。

关键词：海洋重力数据处理实时滤波正反FIR 线性相频特性低通滤波

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复杂光照环境下的视觉惯性定位方法

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中国惯性技术学报 2025年第3期33卷 229-238页

作者：程向红钟志伟刘丰宇吴建峰吴昕怡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

光流法假设条件严格,对光照条件、载体机动敏感。为了提高光流法特征跟踪和匹配的稳定性,提高视觉惯性定位精度,提出了一种基于精细预积分和自适应特征权重的视觉惯性定位方法。首先,在传统预积分模型的基础上,考虑惯性元件的比例因子... 详细信息

光流法假设条件严格,对光照条件、载体机动敏感。为了提高光流法特征跟踪和匹配的稳定性,提高视觉惯性定位精度,提出了一种基于精细预积分和自适应特征权重的视觉惯性定位方法。首先,在传统预积分模型的基础上,考虑惯性元件的比例因子和非正交误差,通过精细预积分得到关键帧之间的位姿变化量;其次,用其辅助光流金字塔的跟踪迭代,减少匹配搜索时间并减少特征点误匹配概率。最后,基于特征匹配置信度的差异,利用所设计的特征权重在滑窗内自适应地融合多传感器信息。实验结果表明:在EuRoC数据集中,所提方法能够有效剔除特征错误匹配;在实际实验中,相较于R-VIO、MSCKF和VINS-Mono算法,所提方法的绝对轨迹均方根误差分别平均减小了68.39%、59.06%和29.89%,证明其在各种环境下均具有较强的鲁棒性。

关键词：视觉/惯性光流跟踪自适应权重传感器融合

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石英振梁加速度计温度自补偿方法

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仪表技术与传感器 2024年第7期 19-24页

作者：毛志成张晗杨泽宇林盛受梁金星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

石英振梁加速度计在温变环境中存在输出漂移,文中采用一种新型软件补偿方法抑制温度漂移。该方法利用石英振梁自身谐振频率表征参考温度,并建立温度补偿模型。较于以温度传感器输出作为参考温度,该方法没有测温误差。在补偿算法上,提出... 详细信息

石英振梁加速度计在温变环境中存在输出漂移,文中采用一种新型软件补偿方法抑制温度漂移。该方法利用石英振梁自身谐振频率表征参考温度,并建立温度补偿模型。较于以温度传感器输出作为参考温度,该方法没有测温误差。在补偿算法上,提出一种基于麻雀搜索算法优化BP神经网络的温度补偿模型,能够克服BP神经网络易陷入局部最优的问题和提升补偿准确性。通过多次温度实验进行建模,对比补偿前后的输出值,零偏稳定性从392.8μg下降至65.5μg,证明该补偿方法的有效性。

关键词：石英振梁加速度计温度补偿麻雀搜索算法 BP神经网络

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基于交流反馈的电容式加速度计闭环数字系统

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仪表技术与传感器 2024年第10期 27-31,50页

作者：汤浙丁徐锴黄丽斌东南大学仪器科学与工程学院东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室

针对加速度计系统中普遍存在的信号零偏漂移与低频噪声,文中采用一种基于交流反馈的闭环系统,结合结构参数和电路参数,对加速度计系统进行仿真,设计FPGA数字电路。搭建模拟直流反馈与数字交流反馈的闭环系统测试平台,在相同环境下进行... 详细信息

针对加速度计系统中普遍存在的信号零偏漂移与低频噪声,文中采用一种基于交流反馈的闭环系统,结合结构参数和电路参数,对加速度计系统进行仿真,设计FPGA数字电路。搭建模拟直流反馈与数字交流反馈的闭环系统测试平台,在相同环境下进行对比实验。实验结果表明:交流反馈相较于直流反馈信号输出零偏稳定性与噪声水平改善约45%,产生了较好的效果。

关键词：微加速度计闭环系统交流反馈噪声水平

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微光栅加速度计温度控制研究

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兵器装备工程学报 2024年第3期45卷 9-16,25页

作者：周陆强杨波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

微光栅加速度计凭借着极高灵敏度和分辨率等优势成为近几年的研究热点,但外界环境温度的变化会影响其输出精度。为优化其温度特性,提出了一种两级内外温控系统。通过介绍微光栅加速度计的基本原理,分析了由于半导体激光器和MEMS敏感芯... 详细信息

微光栅加速度计凭借着极高灵敏度和分辨率等优势成为近几年的研究热点,但外界环境温度的变化会影响其输出精度。为优化其温度特性,提出了一种两级内外温控系统。通过介绍微光栅加速度计的基本原理,分析了由于半导体激光器和MEMS敏感芯片的温度特性对其造成的影响。针对加速度计设计了温控电路,对其搭载两级内外温控系统,使其工作温度保持恒定,最后对该系统进行了实验测试。实验结果表明:在该温控系统下,加速度计的工作温度控制精度可达±0.02℃。对于加速度计的噪声性能而言,在0.01~10 Hz频段,相较于未加温控系统的加速度计,整体信噪比提高了20 dB。

关键词：微光栅加速度计两级温度控制温控电路半导体激光器

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LIS模式下基于双主星集合匹配的星图识别方法

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传感技术学报 2024年第2期37卷 234-240页

作者：耿旖堃陈熙源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

为提高折射星图中非折射星的识别成功率,提出了一种大视场星敏感器高鲁棒性星图识别方法。首先,筛选基础星表,实现导航星库均匀化,采用分组快速搜索算法,提高星对角距特征匹配速度。其次,提出一种基于双主星集合的星点匹配算法,通过匹... 详细信息

为提高折射星图中非折射星的识别成功率,提出了一种大视场星敏感器高鲁棒性星图识别方法。首先,筛选基础星表,实现导航星库均匀化,采用分组快速搜索算法,提高星对角距特征匹配速度。其次,提出一种基于双主星集合的星点匹配算法,通过匹配、验证、确认三个阶段,多次检验星点集合中的导航星序号,提高星图识别算法的鲁棒性。仿真结果表明,在星点位置噪声、星等噪声、伪星和缺失星等干扰环境下,所提算法与传统的三角形-金字塔混合算法相比,抗干扰能力更强。在含有6颗折射星的干扰条件下,所提算法的非折射星识别成功率仍高于95.6%,较传统算法识别率提升31%。

关键词：星图识别星光折射导航星表星敏感器

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基于自适应强跟踪Kalman滤波的GNSS跟踪环路设计

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传感技术学报 2024年第1期37卷 35-41页

作者：盛开宇陈熙源汤新华闫晣高宁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

为提高GNSS接收机跟踪环路在复杂环境下的跟踪性能,提出一种基于自适应强跟踪Kalman滤波(ASTKF)的跟踪环路,在传统跟踪环路的基础上,以鉴相器输出为观测量进行自适应强跟踪Kalman滤波,滤波结果用于计算导航滤波器的观测量,同时将伪码频... 详细信息

为提高GNSS接收机跟踪环路在复杂环境下的跟踪性能,提出一种基于自适应强跟踪Kalman滤波(ASTKF)的跟踪环路,在传统跟踪环路的基础上,以鉴相器输出为观测量进行自适应强跟踪Kalman滤波,滤波结果用于计算导航滤波器的观测量,同时将伪码频率和载波多普勒频率反馈到码NCO和载波NCO,在ASTKF中使用基于卡方分布的渐消因子计算方法,提升跟踪环路鲁棒性。半物理仿真实验表明,相比于基于Kalman滤波的跟踪环路和基于强跟踪Kalman滤波(STKF)的跟踪环路,所提出方法在水平方向上的位置误差和速度误差减小20%以上,有效提高了卫星导航接收机的定位性能。

关键词：卫星导航自适应强跟踪Kalman滤波渐消因子卡方分布软件接收机

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基于改进A*与DWA的机器人融合算法研究

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传感技术学报 2024年第12期37卷 2043-2049页

作者：黄金源陈熙源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

在复杂环境下,针对单一使用传统A*算法进行全局路径规划,会出现搜索效率低、路径不平滑等问题,提出了一种改进A*和DWA融合的算法,实现了更加精确和高效的路径规划。首先,针对传统A*算法,优化了代价函数,改进了路径选取策略,减少了搜索时... 详细信息

在复杂环境下,针对单一使用传统A*算法进行全局路径规划,会出现搜索效率低、路径不平滑等问题,提出了一种改进A*和DWA融合的算法,实现了更加精确和高效的路径规划。首先,针对传统A*算法,优化了代价函数,改进了路径选取策略,减少了搜索时长,缩短并平滑了搜索路径。其次,将改进A*和DWA算法进行融合,实现避障的同时提升了路径的平滑度。最后,搭建果园机器人模型,在仿真果园环境下,分别与单一的改进A*算法、改进A*与TEB融合算法进行对比,实验证明改进A*与DWA融合算法提高搜索效率、实现路径平滑的效果显著,更加符合果园机器人的路径规划要求。

关键词：果园机器人改进A*算法 DWA算法路径规划

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