检索结果-内蒙古大学图书馆

全球定位系统 2022年第4期47卷 1-16页

作者：张涛夏茂栋张佳宇朱永云童金武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 江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 南京工程学院工业中心、创新创业学院南京211167

自主式水下航行器(AUV)作为海洋资源的开发与利用的主要载体,执行任务时需要准确的定位信息.现有AUV主要采用捷联惯性导航系统(SINS)为主,声学导航和地球物理场匹配导航技术为辅的导航方式.本文简述水下导航方式基本原理、优缺点和适用... 详细信息

自主式水下航行器(AUV)作为海洋资源的开发与利用的主要载体,执行任务时需要准确的定位信息.现有AUV主要采用捷联惯性导航系统(SINS)为主,声学导航和地球物理场匹配导航技术为辅的导航方式.本文简述水下导航方式基本原理、优缺点和适用场景;探讨各类导航方式包含的关键技术,提高组合导航精度和稳定性.通过分析现阶段存在问题,展望水下导航的未来发展趋势.

关键词：自主式水下航行器(AUV) 捷联惯性导航系统(SINS) 声学导航地球物理场匹配组合导航

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磁异常干扰下基于模糊推理的地磁仿生导航算法

磁异常干扰下基于模糊推理的地磁仿生导航算法

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中国惯性技术学会2021科技工作者研讨会——前沿技术与惯性技术的融合与应用

作者：张佳宇张涛张晨刘射德魏宏宇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

针对地壳中磁性岩石对周围区域的磁场造成影响,从而形成地磁异常区域影响地磁导航这一问题,采用基于模糊推理思想的地磁异常区域识别方法。该方法以样本评价值,样本状态熵及目标函数作为输入变量,结合设计的模糊规则判断潜航器是否进入... 详细信息

针对地壳中磁性岩石对周围区域的磁场造成影响,从而形成地磁异常区域影响地磁导航这一问题,采用基于模糊推理思想的地磁异常区域识别方法。该方法以样本评价值,样本状态熵及目标函数作为输入变量,结合设计的模糊规则判断潜航器是否进入异常区域,其无需对样本评价值及状态熵设置一个准确的门限阈值来判断是否进入异常区域,使建立的模糊推理系统更满足不同情形下的地磁异常区域。该算法同行为约束策略相结合,进行了两种不同异常影响下的实验仿真,其结果表明该算法能够较好的判断出地磁异常区域,且能够引导潜航器快速准确得走出异常区域。

关键词：地磁仿生导航模糊推理地磁异常行为约束

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一种单目视觉里程计的在线时钟标定算法

一种单目视觉里程计的在线时钟标定算法

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中国惯性技术学会2021科技工作者研讨会——前沿技术与惯性技术的融合与应用

作者：魏宏宇朱永云夏茂栋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

视觉传感器和惯性测量单元(IMU)可以低成本且灵活的方式实现对目标的位姿估计。然而,多传感器融合定位的精度易受到标定结果的约束,尤其是标定过程中多传感器之间的时延误差问题。针对上述问题,本文提出了一种新的单目视觉里程计的在线... 详细信息

视觉传感器和惯性测量单元(IMU)可以低成本且灵活的方式实现对目标的位姿估计。然而,多传感器融合定位的精度易受到标定结果的约束,尤其是标定过程中多传感器之间的时延误差问题。针对上述问题,本文提出了一种新的单目视觉里程计的在线时钟标定算法,通过对相机和IMU之间的时间延迟进行建模,构建相对姿态残差方程,对异构传感器之间的时延进行了估计,实现了软件层面上的时间配准。此外,在公开数据集对本算法进行验证,结果表明,相对于ORB-SLAM3(未考虑时延),定位精度有了明显提高了,并且该算法延展性高,可进一步扩展到双目视觉惯性里程计和激光视觉/激光IMU组合SLAM。

关键词：视觉惯性里程计 SLAM 时延标定多传感器融合

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基于多普勒频移的SINS/DVL紧组合导航方法研究

基于多普勒频移的SINS/DVL紧组合导航方法研究

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中国惯性技术学会2021科技工作者研讨会——前沿技术与惯性技术的融合与应用

作者：刘射德张涛张佳宇夏茂栋东南大学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

多普勒计程仪(DVL)与捷联惯性导航系统(SINS)的组合导航系统是实现水下航行器组合导航的主要途径之一。然而,当DVL的受到水下复杂环境影响导致部分通道测速数据无法使用时,DVL无法提供,这将导致松组合方式的失效。为此,本文提出了一种... 详细信息

多普勒计程仪(DVL)与捷联惯性导航系统(SINS)的组合导航系统是实现水下航行器组合导航的主要途径之一。然而,当DVL的受到水下复杂环境影响导致部分通道测速数据无法使用时,DVL无法提供,这将导致松组合方式的失效。为此,本文提出了一种基于四波束多普勒频移的组合方法,用以在DVL部分波束失效情况下的依旧能保证组合导航的精度。首先,分析了基于多普勒频移的DVL速度测量和基于速度的SINS/DVL松组合模型。其次,推导了基于多普勒频移的SINS/DVL紧组合系统状态空间模型。最后,仿真实验比较了松组合、基于速度的紧组合以及基于多普勒频移的紧组合模型在正常和部分波束确实情况下的精度。

关键词：多普勒计程仪 SINS/DVL组合导航紧组合多普勒频移

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基于改进Faster R-CNN的失效卫星部件检测方法

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飞控与探测 2022年第2期5卷 30-37页

作者：曹毅程向红李丹若刘宗明牟金震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 上海航天控制技术研究所上海201109 上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109

基于光学图像对失效卫星部件的精确检测可以为失效卫星的定位与捕获等任务提供支撑。然而,失效卫星部件多为密集小目标,且其光照条件变化较大,这导致一般主干网络出现特征表征分辨率低、小目标漏检等问题。针对上述问题,提出了一种基于... 详细信息

基于光学图像对失效卫星部件的精确检测可以为失效卫星的定位与捕获等任务提供支撑。然而,失效卫星部件多为密集小目标,且其光照条件变化较大,这导致一般主干网络出现特征表征分辨率低、小目标漏检等问题。针对上述问题,提出了一种基于改进Faster R-CNN的失效卫星部件检测方法。首先,该方法在Faster R-CNN的基础上,融合高分辨网络构建新的特征提取主干网络,以获得可靠、高分辨率的特征表达式。其次,在模拟真实空间环境的条件下,利用1∶1的嫦娥卫星模型构建了一个信息丰富的失效卫星数据集。用该数据集进行验证,结果表明:该方法的平均精度为93.6%,与Faster R-CNN和Cascade R-CNN相比,对小部件检测的准确率与召回率分别平均提高了9.8%与5.4%。该方法可有效检测失效卫星部件。

关键词：失效卫星部件 Faster R-CNN 高分辨率网络目标检测数据集构建

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融合光流法和特征匹配的视觉里程计

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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TDLAS技术气体浓度测量的快速拟合方法

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传感技术学报 2020年第2期33卷 232-237页

作者：曹榕康信文傅鸣赵宁张彤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南京210096 东南大学电子科学与工程学院信息显示与可视化国际合作联合实验室南京210096 东南大学苏州研究院苏州金属纳米光电技术重点实验室江苏苏州215123

基于可调谐二极管激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术的气体浓度测量系统通常以吸收光谱的归一化二次谐波信号反演气体浓度。然而以常用的数字锁相技术提取归一化二次谐波信号的方法消耗资源多、计... 详细信息

基于可调谐二极管激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术的气体浓度测量系统通常以吸收光谱的归一化二次谐波信号反演气体浓度。然而以常用的数字锁相技术提取归一化二次谐波信号的方法消耗资源多、计算量大。为简化计算量,一种基于广义级数展开快速拟合的方法被提出,首先测量激光器的入射平均光强,结合光强调制系数计算线型函数及其平方项的傅里叶展开系数,即可拟合出归一化二次谐波信号。构建了CO2气体吸收光谱检测实验,实验测试及仿真计算结果表明采用本文方法拟合的结果与通过数字锁相技术实测的信号之间最大相对误差仅为2‰,计算消耗的时间却远小于后者,简化了系统资源,有利于TDLAS技术气体浓度测量系统的小型化、数字化。

关键词：气体检测 TDLAS 广义级数展开归一化二次谐波

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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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