检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2024年第2期45卷 233-242页

作者：李圣英孟骞姜颖颖王立辉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

针对复杂环境下智能手机卫星信号容易受到干扰而引起组合导航精度降低的问题,提出一种基于故障修复的抗差滤波行人导航方法。该法首先利用等价权因子实时调整观测权值,以有效地减少观测粗差对组合导航精度的影响。其次,针对松组合系统... 详细信息

针对复杂环境下智能手机卫星信号容易受到干扰而引起组合导航精度降低的问题,提出一种基于故障修复的抗差滤波行人导航方法。该法首先利用等价权因子实时调整观测权值,以有效地减少观测粗差对组合导航精度的影响。其次,针对松组合系统没有观测冗余的模型局限性,将抗差扩展卡尔曼滤波检测区间分为无故障、偏离和异常3段。无故障时,不做处理;出现偏离时,对观测值进行降权处理;异常情况下,利用预测新息对故障进行幅值修复,进而修正观测值。实际实验结果表明,当GNSS出现单历元故障时,经典的抗差滤波方法能够有效提高智能手机PDR/GNSS组合导航定位精度,其北向最大误差由7.27 m减小为3.20 m,东向最大位置误差由24.01 m减小为6.60 m;在GNSS出现多历元连续故障时,所提出的故障修复增强的抗差滤波方法相比经典的抗差滤波方法的平均定位误差下降了50%以上。

关键词：行人导航 PDR/GNSS松组合抗差滤波故障修复智能手机

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面向多无人车的目标点分配和协同路径规划算法

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仪器仪表学报 2024年第3期45卷 263-274页

作者：谷依田张涛张亮杨泰泓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

针对多智能体路径搜索算法在非指定式多车协同路径规划问题中路径冗长,计算效率低等缺陷,提出协同目标点分配路径规划算法Nutcracker-CBS。首先构建紧耦合目标点分配MAPF框架,实现目标点分配和路径构建的联合寻优;针对目标点分配模块,... 详细信息

针对多智能体路径搜索算法在非指定式多车协同路径规划问题中路径冗长,计算效率低等缺陷,提出协同目标点分配路径规划算法Nutcracker-CBS。首先构建紧耦合目标点分配MAPF框架,实现目标点分配和路径构建的联合寻优;针对目标点分配模块,提出改进的星鸦优化算法,增量式求解分配问题,缩短模块用时;针对路径构建模块,提出改进的MAPF算法,通过回退式约束构建机制,引入避碰路径估计的绕道机制和数据共享底层路径规划机制,提升效率和路径质量。数据集实验中,Nutcracker-CBS时耗相比SOTA算法减少90.37%;目标点分配模块求解耗时减少86.76%;MAPF模块6 s内构建100辆无人车路径,平均路径长度缩短6.058%。实际实验中路径总和与系统运行时长分别减少55.26%和61.29%,提升了多机器人系统的效率,降低了路径长度。

关键词：协同路径规划多智能体路径搜索基于冲突的搜索目标点分配

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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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基于强跟踪平方根容积卡尔曼滤波的GNSS信号跟踪环路设计

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中国惯性技术学报 2021年第6期29卷 740-745页

作者：程向红张晶晶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

在GNSS接收机信号跟踪阶段,跟踪环路容易因为载体高速运动导致环路失锁。为了提高跟踪环路的动态性能和精度,提出了一种基于平方根容积卡尔曼滤波和强跟踪滤波的跟踪环路。在传统跟踪环路的基础上,以同相、正交各支路输出为观测量,在平... 详细信息

在GNSS接收机信号跟踪阶段,跟踪环路容易因为载体高速运动导致环路失锁。为了提高跟踪环路的动态性能和精度,提出了一种基于平方根容积卡尔曼滤波和强跟踪滤波的跟踪环路。在传统跟踪环路的基础上,以同相、正交各支路输出为观测量,在平方根容积卡尔曼滤波中引入渐消因子以提高跟踪环路的鲁棒性,对伪码相位和载波多普勒频率作统一估计。动态仿真试验结果表明,相比于二阶锁频环辅助三阶锁相环,所提出的跟踪环路定位、定速误差减小了25%以上,可以为后续的导航解算等模块提供更为可靠的观测量。

关键词： GNSS信号跟踪环路平方根容积卡尔曼滤波强跟踪滤波

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一种基于在线序贯极限学习机的大型舰船甲板态势预测方法

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中国惯性技术学报 2016年第2期24卷 269-274页

作者：刘锡祥宋清司马健黄永江杨燕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

在舰船摇荡运动无法有效抑制时,可利用惯性导航系统实时测量甲板运动,并利用甲板运动的当前以及历史数据对未来时刻的甲板运动进行预测,以提高舰载机的起降安全性。然而甲板摇荡运动作为风浪、潮汐等共同作用的产物,具有较强的非线性、... 详细信息

在舰船摇荡运动无法有效抑制时,可利用惯性导航系统实时测量甲板运动,并利用甲板运动的当前以及历史数据对未来时刻的甲板运动进行预测,以提高舰载机的起降安全性。然而甲板摇荡运动作为风浪、潮汐等共同作用的产物,具有较强的非线性、随机性和时变性。针对上述特性,引入具有信息实时更新功能的在线序贯极限学习机(OS-ELM)方法对甲板运动态势进行预测。该方法通过实时更新参与模型解算的样本数据,具有计算量小、学习映射能力强的优点。针对OS-ELM中存在的隐含层节点个数选择,以及甲板态势预测中出现的样本个数、历史数据长度等参数选择问题,引入遗传算法(GA)进行寻优。基于模拟甲板摇荡数据的仿真表明,该预测方法可以实时跟踪甲板运动的实时性变化,并对甲板运动态势进行预测。

关键词：甲板态势预测在线序贯极限学习机信息更新遗传算法

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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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未知纬度条件下基于重力视运动与小波去噪的SINS自对准方法

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中国惯性技术学报 2016年第3期24卷 306-313页

作者：刘锡祥杨燕黄永江宋清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

基于惯性系的双矢量定姿方法选择惯性系中的两个重力视运动向量作为不共线矢量,解决了传统双矢量定姿方法在晃动基座条件下易受载体角运动干扰而无法实现对准的问题,但该方法仍需要精确的地理纬度信息以参与对准计算。针对未知纬度条件... 详细信息

基于惯性系的双矢量定姿方法选择惯性系中的两个重力视运动向量作为不共线矢量,解决了传统双矢量定姿方法在晃动基座条件下易受载体角运动干扰而无法实现对准的问题,但该方法仍需要精确的地理纬度信息以参与对准计算。针对未知纬度条件下的SINS抗晃动自对准问题,提出了一种基于重力视运动的三矢量自对准方法。该方法将初始对准问题归结为求解当前时刻导航系相对于初始时刻载体系的姿态矩阵问题,并利用矢量运算进行求解,仿真结果表明:加速度计随机测量噪声会映射为重力视运动随机噪声,降低对准精度;当加速度计随机噪声量级较大时,会带来对准计算失败。针对噪声问题,引入Daubechies(db4)小波进行5层分解来实现对重力视运动的降噪,并选择去噪后的重力视运动向量参与三矢量定姿解算,仿真结果表明:db4小波具有良好的去噪效果,基于小波去噪的三矢量自对准方法可以有效完成未知纬度条件下的SINS初始对准。

关键词：捷联式惯性导航系统初始对准重力视运动小波去噪三矢量定姿

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基于FPGA的硅微机械谐振式陀螺仪数据采集系统设计

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纳米技术与精密工程 2011年第3期9卷 203-206页

作者：盛平王寿荣杨波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

介绍了一种硅微机械谐振式陀螺仪的结构,给出了调制系数或最大频偏与输入角速度成正比的关系.通过对陀螺仪敏感质量块静电驱动力和双端音叉谐振器输出信号的分析,得出了双端音叉谐振器输出信号的相位差与调制系数之间的关系.提出了一种... 详细信息

介绍了一种硅微机械谐振式陀螺仪的结构,给出了调制系数或最大频偏与输入角速度成正比的关系.通过对陀螺仪敏感质量块静电驱动力和双端音叉谐振器输出信号的分析,得出了双端音叉谐振器输出信号的相位差与调制系数之间的关系.提出了一种调频信号最大频偏的检测方法,通过此相位差的计算得出调制系数或最大频差,进而计算出输入角速度的值.设计了一种基于FPGA的数字化解调方案,给出了基于FPGA的数字化最大频差测量电路的测试结果.结果表明测量电路对最大频偏有很好的测量效果.

关键词：双端音叉(DETF)谐振器最大频偏现场可编程门阵列(FPGA) 相差检测

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单轴旋转捷联惯导系统圆锥误差分析与仿真

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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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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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