检索结果-内蒙古大学图书馆

中国惯性技术学报 2021年第1期29卷 28-34页

作者：丁鹏程向红刘文倩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

刚体的有限转动存在不可交换性,导致捷联惯导(SINS)在圆锥运动环境下进行导航解算时会产生圆锥误差。由于单轴旋转调制惯导(RINS)和纯捷联惯导(SINS)在圆锥环境下的运动模型不同,因此圆锥误差及其补偿效果也会发生相应改变。首先构建了... 详细信息

刚体的有限转动存在不可交换性,导致捷联惯导(SINS)在圆锥运动环境下进行导航解算时会产生圆锥误差。由于单轴旋转调制惯导(RINS)和纯捷联惯导(SINS)在圆锥环境下的运动模型不同,因此圆锥误差及其补偿效果也会发生相应改变。首先构建了单轴RINS在圆锥运动下的数学模型,其次分析了基于角速率的多子样旋转矢量算法下的不可交换性误差及圆锥误差补偿算法,然后研究了转位方案对单轴RINS中圆锥补偿项的影响,最后通过仿真验证理论分析。仿真结果表明,单轴RINS下的圆锥误差要大于SINS,采用四位置转停方案可明显降低圆锥误差,启停阶段的航向角误差比停转阶段的误差大3个数量级,基于角速率的四子样旋转矢量算法补偿精度高于其他子样算法1个数量级。单轴RINS圆锥误差分析与仿真为旋转调制惯导系统精度的提升提供了有益的参考。

关键词：单轴旋转惯导多子样旋转矢量补偿圆锥误差转位方案

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集成光度在线标定的边缘对准SLAM方法

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中国惯性技术学报 2021年第6期29卷 733-739页

作者：徐晓苏游颖辉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

由于相机的曝光时间、渐晕效应等因素,场景中的同一点在不同图像中可能具有不同的像素强度,导致提取的边缘像素的分布情况有较大的差异,使得基于边缘对准的SLAM算法性能下降。针对这一问题,提出了一种集成光度在线标定的边缘对准视觉SLA... 详细信息

由于相机的曝光时间、渐晕效应等因素,场景中的同一点在不同图像中可能具有不同的像素强度,导致提取的边缘像素的分布情况有较大的差异,使得基于边缘对准的SLAM算法性能下降。针对这一问题,提出了一种集成光度在线标定的边缘对准视觉SLAM方法。通过估计渐晕系数和曝光时间来校正图像,有效改善了边缘提取的质量。并在位姿估计中合理设计残差项的权重系数,有效提升了系统多次运行的稳定性。在TUM数据集上的实验结果表明,提出的算法相较原有的算法误差更小,轨迹均方根误差减少约55%,并且有效消除了稀疏建图中的重叠。同时与目前常用的特征点法ORB-SLAM3进行了对比,所提出的方法在弱纹理环境中具有明显优势。

关键词：同步定位与建图在线光度标定边缘对准距离变换

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一种室内伪卫星混合指纹定位方法

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西安电子科技大学学报 2023年第5期50卷 21-31页

作者：李雅宁李宏生蔚保国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江苏南京210096 中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081 卫星导航系统与装备技术国家重点实验室河北石家庄050081

目前,复杂的室内环境与伪卫星信号的交互机制尚未得到根本解决,室内定位的稳定性、连续性和准确性仍是技术瓶颈,现有室内指纹定位方法面临指纹采集量与定位精度和定位范围成正比的限制,同时也有非实际采集不能完成定位的弊端。针对现有... 详细信息

目前,复杂的室内环境与伪卫星信号的交互机制尚未得到根本解决,室内定位的稳定性、连续性和准确性仍是技术瓶颈,现有室内指纹定位方法面临指纹采集量与定位精度和定位范围成正比的限制,同时也有非实际采集不能完成定位的弊端。针对现有方法的不足,结合实际测量、数学仿真和人工神经网络的优点,提出了一种基于实际采集指纹、建模仿真指纹和人工神经网络的室内伪卫星混合指纹定位方法。首先对实际环境和信号收发端进行模型构建,其次将利用射线追踪仿真生成的模拟指纹转换后联合实测指纹共同添加到神经网络的输入中,扩展了原来单一实测指纹输入数据集的样本特征,最后利用混合指纹共同训练人工神经网络定位模型,用于在线定位。以某机场环境为例,实验证明混合指纹定位方法可以提高稀疏采集指纹区域的定位精度,均方根定位误差约为0.4850 m,与传统指纹定位方法相比,定位误差降低了约54.7%;在没有采集指纹的区域也可以粗略完成初步定位,均方根定位误差约为1.1237 m,突破了传统指纹定位方法的局限。

关键词：指纹定位人工神经网络伪卫星射线追踪室内定位

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基于3D打印的隧道磁阻加速度计研究

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传感器与微系统 2023年第12期42卷 25-28页

作者：陈新茹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

由于隧道磁阻(TMR)效应具有高灵敏度优势,被用于加速度的检测,设计了一种基于3D打印的TMR加速度计。首先,根据线性加速度计的工作原理,推导出输入加速度与输出位移的关系,同时通过对永磁体数学模型的分析得出永磁体周围磁场强度变化率... 详细信息

由于隧道磁阻(TMR)效应具有高灵敏度优势,被用于加速度的检测,设计了一种基于3D打印的TMR加速度计。首先,根据线性加速度计的工作原理,推导出输入加速度与输出位移的关系,同时通过对永磁体数学模型的分析得出永磁体周围磁场强度变化率与位移变化的关系;接着,根据TMR效应的原理,设计加速度计整体架构,实现加速度—位移—磁场—电压的转换;随后,设计加速度计机械结构,进行机械结构仿真优化与磁场仿真分析,确定结构参数和布局方式;最后,设计了TMR加速度计测控电路,进行电路仿真和实验验证。实验测试数据显示,该TMR加速度计标度因数为161.1 mV/gn。

关键词：隧道磁阻效应加速度计永磁体测控电路

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半球谐振陀螺全角模式检测算法误差分析及优化研究

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仪表技术与传感器 2023年第1期 102-106页

作者：吴英杰李宏生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东南大学江苏南京210096

针对全角模式下半球谐振陀螺闭环检测回路中控制系统固有延迟与信号检测端增益失配导致的角度估计误差,提出了控制量运算与角度解算的优化方法。传统检测算法基于lynch平均法建立控制量与谐振子进动参数的关系,通过检测算法输出的控制... 详细信息

针对全角模式下半球谐振陀螺闭环检测回路中控制系统固有延迟与信号检测端增益失配导致的角度估计误差,提出了控制量运算与角度解算的优化方法。传统检测算法基于lynch平均法建立控制量与谐振子进动参数的关系,通过检测算法输出的控制量进行振型控制与方位角的解算,在此基础上,直接提取检测信号中的余弦分量进行方位角解算并忽略振幅控制量中的正交分量,缩减了控制量计算过程并抑制了检测端增益失配导致的角度输出误差。仿真结果表明:与传统算法相比,优化后的检测算法在振幅控制上有更优良的控制精度,角度输出误差显著降低。

关键词：半球谐振陀螺全角模式检测算法误差优化方法

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基于AGC线性化的谐振式加速度计相位噪声分析

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传感器与微系统 2023年第4期42卷 31-34,42页

作者：夏蓬勃丁徐锴黄丽斌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

谐振式加速度计系统运行过程中会引入噪声,导致输出信号的相位发生偏移,从而影响测频精度。同时,由于自动增益控制(AGC)回路非线性的影响,噪声的传递无法直接利用传递函数分析。为了减小噪声的影响,根据谐振式加速度计的工作原理与噪声... 详细信息

谐振式加速度计系统运行过程中会引入噪声,导致输出信号的相位发生偏移,从而影响测频精度。同时,由于自动增益控制(AGC)回路非线性的影响,噪声的传递无法直接利用传递函数分析。为了减小噪声的影响,根据谐振式加速度计的工作原理与噪声理论,对谐振回路中引入的各种噪声进行了传递路径的线性化分析与数学推导,给出了相位噪声表达式。MATLAB曲线,Simulink噪声模型与谐振式加速度计高速采样的相位噪声一致,验证了相位噪声表达式与噪声模型的正确性。

关键词：谐振式加速度计自动增益控制线性化相位噪声仿真分析

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智能换电站电池包锁止机构位姿视觉估计

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光学精密工程 2023年第21期31卷 3135-3144页

作者：王立辉苏余足威韩华春陈良亮张浩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江苏南京210096 国网江苏省电力有限公司江苏南京210024 国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211100

面向电动汽车的电池换电需求,对换电站电池包对接中的锁止机构定位问题,提出了一种基于点云分割的电池包锁止机构6D位姿估计方法。该方法使用YOLOv5网络从场景中分割出锁止机构的点云,并使用体素滤波与移动最小二乘拟合进行点云的滤波... 详细信息

面向电动汽车的电池换电需求,对换电站电池包对接中的锁止机构定位问题,提出了一种基于点云分割的电池包锁止机构6D位姿估计方法。该方法使用YOLOv5网络从场景中分割出锁止机构的点云,并使用体素滤波与移动最小二乘拟合进行点云的滤波与平滑;通过引入点云分割网络预测点云标签,为快速点特征直方图特征加入全局语义特征,弥补快速点特征直方图只有点云局部特征的缺陷,并根据该特征进行随机抽样一致性刚体点云配准,估计锁止机构点云的6D位姿,最后使用迭代最近点方法算法校正位姿估计结果。实验结果表明,基于点云分割的锁止机构6D位姿估计算法精度较高,可以克服环境噪声导致的误匹配,精确获取锁止机构位姿,其位姿估计的角度误差可以达到1.90°,位移误差可以达到1.4 mm,RMSE可以达到1.5 mm,为换电站电池对接定位提供了有效的解决途径。

关键词：换电机器人电池包位姿估计点云配准点云分割

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基于惯性/仿生视觉/激光雷达的智能感知无人系统

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飞控与探测 2024年第3期7卷 22-30页

作者：刘丰宇程向红李艺恒龙腾飞柳婷何祉其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

针对当前缺乏对集成自主导航、目标探测、环境感知技术为一体的无人系统的研究,提出一种基于惯性/仿生视觉/激光雷达的智能感知无人系统,将基于仿生偏振视觉/惯性/激光雷达的组合导航技术、基于YOLOv7的目标探测与环境感知技术应用在无... 详细信息

针对当前缺乏对集成自主导航、目标探测、环境感知技术为一体的无人系统的研究,提出一种基于惯性/仿生视觉/激光雷达的智能感知无人系统,将基于仿生偏振视觉/惯性/激光雷达的组合导航技术、基于YOLOv7的目标探测与环境感知技术应用在无人系统上,一方面可避免战时卫星导航易被反侦察与干扰的问题,提高无人系统在复杂环境下(野外环境与封闭未知环境)的隐蔽性与自主导航能力,增强组合导航系统的稳定性与鲁棒性;另一方面针对复杂环境利用视觉相机进行智能感知,提高无人系统的目标探测以及自主避障能力。利用搭建的无人系统进行实验验证。结果表明,该方法可以实现无人系统的自主导航以及目标识别功能。与传统方法相比,提高了自主避障能力。其导航精度在野外环境下误差在1°以内。

关键词：无人系统偏振光导航目标探测组合导航深度学习

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金刚石氮-空位色心的原子自旋声子耦合机理

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物理学报 2021年第6期70卷 274-290页

作者：沈翔赵立业黄璞孔熙季鲁敏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 南京大学物理学院南京210093

金刚石氮-空位色心结构因在量子精密测量领域的高灵敏度优势而备受关注.本文引入耦合声子场对氮-空位色心原子自旋进行共振调控,以提高氮-空位色心的自旋跃迁效率.首先,基于波函数和晶格的点阵位移矢量关系,分析了声子与晶格能量交互作... 详细信息

金刚石氮-空位色心结构因在量子精密测量领域的高灵敏度优势而备受关注.本文引入耦合声子场对氮-空位色心原子自旋进行共振调控,以提高氮-空位色心的自旋跃迁效率.首先,基于波函数和晶格的点阵位移矢量关系,分析了声子与晶格能量交互作用,研究了基于声子共振调控的氮-空位色心的自旋跃迁机理,建立了基于应变诱导的能量转移声子-自旋交互耦合激发模型.其次,基于氮-空位色心晶格振动理论,引入满足布洛赫定理的系数矩阵,建立了不同轴向氮-空位色心第一布里渊区特征区域的声子谱模型.同时,基于德拜模型,考虑热膨胀效应,解析该声子共振系统的声子热平衡性质,并对其比热模型进行研究.最后,基于分子动力学仿真软件CASTEP和密度泛函理论进行第一性原理研究,构建了声子模式下不同轴向氮-空位色心的结构优化模型,并分析了其结构特性、声子特性和热力学特性.研究结果表明,系统声子模式的演化依赖于氮-空位的占位,声子模式强化伴随着热力学熵的降低.含氮-空位色心金刚石的共价键较纯净无缺陷金刚石更弱,热力学性质更不稳定.含氮-空位色心金刚石的声子主共振频段处于THz量级,次共振频率约为[800,1200]MHz.根据次共振频段设计叉指宽度为1.5μm的声表面波共振机构,其中心频率约为930 MHz.在该声子共振调控参数条件下,声子共振调控方法可有效增大氮-空位色心的自旋跃迁概率,实现氮-空位色心原子自旋操控效率的提高.

关键词：密度泛函理论声子耦合色心跃迁概率热力学熵热力学性质德拜模型位移矢量

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多传感器融合的激光雷达点云矫正与定位方法

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激光与光电子学进展 2023年第24期60卷 267-274页

作者：蒲文浩刘锡祥陈昊徐浩刘烨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 国网江苏省电力有限公司南京供电公司江苏南京210019

针对单一传感器难以解决激光雷达在运动场景中因为点云畸变和误差累积产生的运动失真与定位精度差的问题,提出一种融合惯性测量单元数据和轮速计数据的激光雷达点云畸变矫正与定位方法。首先,以激光雷达数据为时刻基准,利用积分的方法... 详细信息

针对单一传感器难以解决激光雷达在运动场景中因为点云畸变和误差累积产生的运动失真与定位精度差的问题,提出一种融合惯性测量单元数据和轮速计数据的激光雷达点云畸变矫正与定位方法。首先,以激光雷达数据为时刻基准,利用积分的方法对惯性测量单元和轮速计的数据进行预处理;之后,将融合数据与激光雷达数据融合,以矫正产生畸变的激光点云;最后,利用线性插值的方式来保证传感器间数据的时间同步,并将计算的位姿作为里程计迭代计算的初值,降低计算复杂度并提高里程计的定位精度。实验结果表明,相比没有采用多传感器融合的传统方案(LOAM、FLOAM),在公开数据集实验中,所提方法的定位均方根误差分别降低了81.11%和21.54%,在自测数据集实验中,定位均方根误差分别降低了52.76%和24.29%。

关键词：激光雷达畸变补偿多传感器融合激光雷达里程计

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