检索结果-内蒙古大学图书馆

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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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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基于改进高斯和粒子滤波的海底地形辅助导航

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中国惯性技术学报 2019年第2期27卷 199-204页

作者：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

为了提升低分辨率海底地形图下的导航定位精度,提出一种基于改进高斯和粒子滤波的海底地形辅助导航方法。以高斯和粒子滤波为基础,通过高斯过程回归建立海底地形模型以获得有效粒子观测值。在量测更新阶段引入最小均方误差约束从而提升... 详细信息

为了提升低分辨率海底地形图下的导航定位精度,提出一种基于改进高斯和粒子滤波的海底地形辅助导航方法。以高斯和粒子滤波为基础,通过高斯过程回归建立海底地形模型以获得有效粒子观测值。在量测更新阶段引入最小均方误差约束从而提升高斯和粒子滤波的估计效率,再进行滤波并最终获得导航输出。该方法能够解决低分辨率海图下数字地形模型不准确问题并提升高斯和粒子滤波在实时计算过程中的运算效率。在某低分辨率海图下进行仿真实验,结果表明:所提出的算法与采用基本粒子滤波和基本高斯和粒子滤波的海底地形辅助导航方法相比,导航定位精度提升了20%~40%,算法耗时降低了30%~40%。

关键词：海底地形辅助导航改进高斯和粒子滤波最小均方误差高斯过程回归

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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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一种基于梯度下降四元数理论的DVL误差标定方法

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中国惯性技术学报 2019年第4期27卷 448-453页

作者：徐晓苏杨阳李瑶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

针对如何快速精确标定出多普勒计程仪(DVL)的比例因子误差以及DVL和捷联惯导(SINS)之间的安装误差角的问题,提出了一种基于梯度下降四元数估计理论的位置观测DVL标定方法。以SINS/DVL/GNSS为组合导航方式,利用多普勒测速原理标定出比例... 详细信息

针对如何快速精确标定出多普勒计程仪(DVL)的比例因子误差以及DVL和捷联惯导(SINS)之间的安装误差角的问题,提出了一种基于梯度下降四元数估计理论的位置观测DVL标定方法。以SINS/DVL/GNSS为组合导航方式,利用多普勒测速原理标定出比例因子误差,通过构造位置矢量观测方程,采用梯度下降四元数方法得到安装误差角的标定结果。通过仿真及试验验证了所提出方法的有效性,并与卡尔曼滤波标定算法进行了比较,结果表明:比例因子估计值误差的最终标定结果在0.06%以内,安装角估计误差最终标定结果在0.05°以内,具有较好的工程应用价值。

关键词：组合导航梯度下降四元数算法安装误差角比例因子误差

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室内环境下基于边际约束的快速路径自主探索算法

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中国惯性技术学报 2019年第4期27卷 474-480页

作者：徐晓苏梁紫依杨博王迪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

为了提高移动机器人在室内未知环境的自主探索能力,实现移动机器人在探索目标点之间的安全、快速移动,提出一种基于边际约束的快速路径自主探索算法。首先,将机器人自主探索问题描述为部分可观测马尔可夫决策过程模型。之后,在传统的快... 详细信息

为了提高移动机器人在室内未知环境的自主探索能力,实现移动机器人在探索目标点之间的安全、快速移动,提出一种基于边际约束的快速路径自主探索算法。首先,将机器人自主探索问题描述为部分可观测马尔可夫决策过程模型。之后,在传统的快速扩展随机树(RRT)算法基础上,将随机树的生长空间划分为边际四象限空间,结合启发式评估函数的评价。该算法加快了移动机器人在探索目标点之间的移动速度,同时减少了随机树的节点,降低了对内存空间的占用。通过Matlab仿真实验,在实验设定的仿真环境中,该算法比传统RRT算法在时间上缩短约了75%,节点数量减少了约80%,并在机器人操作系统的仿真实验中验证了算法的实用性。

关键词：移动机器人自主探索部分可观测马尔可夫决策过程快速扩展随机树边际约束

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