检索结果-内蒙古大学图书馆

中国惯性技术学报 2020年第4期28卷 440-447页

作者：徐晓苏吴贤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

将扩展卡尔曼滤波器作为后端的视觉惯性里程计算法由于其在实时性高的同时能保持较高的精度,从而被广泛地用于实际环境中。针对如何快速精确处理两帧图像之间的IMU数据的问题,提出了一种基于IMU预积分封闭解的算法,相较于传统基于优化... 详细信息

将扩展卡尔曼滤波器作为后端的视觉惯性里程计算法由于其在实时性高的同时能保持较高的精度,从而被广泛地用于实际环境中。针对如何快速精确处理两帧图像之间的IMU数据的问题,提出了一种基于IMU预积分封闭解的算法,相较于传统基于优化的视觉惯性里程计算法在分段常数加速近似下采用离散四元数积分来简化所需的预积分值,IMU预积分封闭解算法在IMU时间周期内求解解析解,并应用于多状态约束下的卡尔曼滤波器(MSCKF)视觉惯性里程计框架下,来提高系统定位的精度。针对MSCKF算法观测方程参数化方法存在的数值稳定性的问题,提出了一种逆深度的参数化方法,克服了MSCKF算法在空间点坐标z轴深度值趋近于零时,系统观测值会出现奇点的情况,有效增加系统的鲁棒性。在公开EuRoc数据集六个飞行序列上的试验结果表明,所提出算法相较于传统的MSCKF视觉惯性里程计算法漂移较小,均方根误差减少约36.5%,定位精度得到有效提升。

关键词：多状态约束下卡尔曼滤波器单目视觉惯性里程计 IMU预积分封闭解逆深度参数化

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基于三角词袋回环检测的激光惯性SLAM算法

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中国惯性技术学报 2024年第9期32卷 898-906,917页

作者：徐晓苏何宇明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

回环检测是减少激光惯性同步定位与建图(SLAM)位姿漂移的有效方法,而回环检测的精度和速度是其能否被应用于SLAM的关键因素。基于此,提出了一种基于三角词袋回环检测的激光惯性SLAM算法。首先,通过激光点云的LinK3D特征生成三角描述符,... 详细信息

回环检测是减少激光惯性同步定位与建图(SLAM)位姿漂移的有效方法,而回环检测的精度和速度是其能否被应用于SLAM的关键因素。基于此,提出了一种基于三角词袋回环检测的激光惯性SLAM算法。首先,通过激光点云的LinK3D特征生成三角描述符,使用三角描述符构建三角词袋,实现实时位置识别与六自由度回环位姿估计。其次,将LinK3D特征用于帧到帧的点云配准,与惯性测量装置(IMU)预积分相结合,实现精确鲁棒的帧间位姿估计。在KITTI数据集上的实验结果表明,与LIO-SAM算法相比,所提SLAM算法的帧间位姿估计方法更加鲁棒,轨迹的平均均方根误差减少29.79%,每次回环约束的平均耗时减少93.53%。实测实验结果表明,与LIO-SAM算法相比,所提算法每次回环约束的平均耗时减少85.15%,室外长距离实验的绝对轨迹误差的均方根误差减少84.36%。

关键词：同步定位与建图回环检测词袋模型点云配准

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硅微机械陀螺仪测控电路的温度补偿

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光学精密工程 2013年第12期21卷 3118-3125页

作者：曹慧亮李宏生王寿荣杨波黄丽斌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

提出了一种基于微机械陀螺仪测控电路进行温度补偿的方法。介绍了本课题组自主研发的SHH17#陀螺结构,分析了温度变化对陀螺的影响,并对驱动和检测模态的谐振频率,品质因数以及标度因数和零偏进行了测试。分析了陀螺结构的动力学方程以... 详细信息

提出了一种基于微机械陀螺仪测控电路进行温度补偿的方法。介绍了本课题组自主研发的SHH17#陀螺结构,分析了温度变化对陀螺的影响,并对驱动和检测模态的谐振频率,品质因数以及标度因数和零偏进行了测试。分析了陀螺结构的动力学方程以及测控电路,指出了标度因数与驱动幅度和检测回路增益成正比,与两模态频差成反比。以热敏电阻为补偿元件在检测次级放大器中补偿标度因数,然后以直流叠加的方法在低通滤波器模块对零偏的温度系数和输出值进行了补偿,并介绍了补偿参数的配置方法。实验显示,经过温度补偿,标度因数和零偏的温度系数分别由393×10-6·℃-1和75(°)·h-1·℃-1减小到了73×10-6·℃-1和20(°)·h-1·℃-1,补偿后0℃零偏值由89.59mV减小到7.33mV,标度因数和零偏的温度系数分别减小了80%和73%。得到的结果证明了补偿方法的正确性和可行性。

关键词：硅微机械陀螺仪测温电路温度补偿标度因数零偏热敏电阻

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截断总体最小二乘法在抑制地磁导航磁力仪随机误差方面的应用

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中国惯性技术学报 2015年第6期23卷 763-768页

作者：王立辉余乐梁冰冰乔楠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 空间物理重点实验室北京100076

三轴磁力仪的随机误差补偿技术是当前水下地磁导航领域的研究热点。传统上采用最小二乘法或其相关改进方法进行误差修正,是基于假设随机误差为高斯分布或者没有考虑到磁力仪观测方程的病态问题。将总体最小二乘方法与正则化方法结合起来... 详细信息

三轴磁力仪的随机误差补偿技术是当前水下地磁导航领域的研究热点。传统上采用最小二乘法或其相关改进方法进行误差修正,是基于假设随机误差为高斯分布或者没有考虑到磁力仪观测方程的病态问题。将总体最小二乘方法与正则化方法结合起来,提出一种截断总体最小二乘法,来处理观测方程两边都存在随机误差的病态问题。仿真结果表明,截断总体二乘法能很好地抑制磁力仪测量中的病态影响,且将经过截断总体二乘法标定前后的残差减小至10 n T以内。此外,比起最小二乘法补偿和总体最小二乘法补偿后的测量数据,经过截断总体最小二乘法补偿后的测量数据更加接近真实值,达到了抑制随机误差的目的。

关键词：水下地磁导航三轴磁力仪病态问题截断总体最小二乘法随机误差补偿

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稀疏网格求积分滤波算法在SINS/GPS紧组合导航中的应用（英文）

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中国惯性技术学报 2014年第6期12卷 799-804页

作者：程向红王晓飞刘峰丽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 航天恒星科技有限公司北京100086

高精度的导航信息对于高空飞行器至关重要。针对高空飞行器的特点,选取发射点惯性坐标系为导航坐标系,建立基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧组合导航系统数学模型。针对该系统的状态方程和量测方程非线性的特性,采用基于稀疏网格求积分滤... 详细信息

高精度的导航信息对于高空飞行器至关重要。针对高空飞行器的特点,选取发射点惯性坐标系为导航坐标系,建立基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧组合导航系统数学模型。针对该系统的状态方程和量测方程非线性的特性,采用基于稀疏网格求积分滤波算法。整个设计实现了对准与导航的一体化,避免了将对准与导航分别设计的繁琐过程。仿真结果表明,在飞行器起飞阶段,由于系统的非线性较强,稀疏网格求积分滤波算法比UKF滤波算法的对准精度更高,并且对准速度更快;通过比较稀疏网格求积分滤波算法在不同组合方式下的估计效果,可以看出采用紧组合方式可以明显提高导航精度。最后采用不同精度的传感器进行仿真,结果表明基于稀疏网格求积分滤波算法的紧组合算法能够适用的传感器精度范围较广。

关键词： SINS/GPS 紧组合对准导航稀疏网格非线性滤波

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利用负刚度效应调谐的硅调谐式陀螺仪

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光学精密工程 2010年第11期18卷 2398-2406页

作者：杨波王寿荣李坤宇朱熙曹慧亮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

为了验证硅调谐式陀螺仪原理的可行性,研究了硅调谐式陀螺仪的调谐机理,硅转子运动模态和加工工艺以及信号检测与再平衡控制回路。提出了一种利用力矩器的负刚度效应来实现硅调谐式陀螺仪调谐的新方法,推导了静电负刚度调谐的理论公式;... 详细信息

为了验证硅调谐式陀螺仪原理的可行性,研究了硅调谐式陀螺仪的调谐机理,硅转子运动模态和加工工艺以及信号检测与再平衡控制回路。提出了一种利用力矩器的负刚度效应来实现硅调谐式陀螺仪调谐的新方法,推导了静电负刚度调谐的理论公式;设计、仿真、加工了硅薄片式转子平衡环部件和电容器极板,给出了电容信号敏感接口电路、升压放大电路、反馈校正电路和再平衡控制回路。在此基础上,实现了硅调谐式陀螺仪原理样机。试验结果证实,利用负刚度效应调谐是可行的,接口电路和再平衡控制回路设计是合理的。初步性能测试表明,硅调谐式陀螺仪可实现标度因数为1.42mV/((°)/s),标度因数非线性为2.47%,量程为±200(°)/s。试验结果验证了该陀螺仪基本原理的可行性。

关键词：硅调谐式陀螺仪负刚度效应调谐接口线路再平衡控制回路

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基于光谱吸收法的碱金属原子配比检测方法研究

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光谱学与光谱分析 2015年第8期35卷 2281-2286页

作者：邹升张红陈瑶陈熙源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 北京航空航天大学"惯性技术"重点实验室北京100191

碱金属混合物原子配比是超高灵敏惯性测量装置表头的重要参数,需精确测量。针对碱金属配比与碱金属蒸汽密度相关的特点,提出运用光深理论检测碱金属配比。结果表明:受多种因素影响,光深理论得到的碱金属蒸汽密度与饱和蒸汽压经验公式计... 详细信息

碱金属混合物原子配比是超高灵敏惯性测量装置表头的重要参数,需精确测量。针对碱金属配比与碱金属蒸汽密度相关的特点,提出运用光深理论检测碱金属配比。结果表明:受多种因素影响,光深理论得到的碱金属蒸汽密度与饱和蒸汽压经验公式计算的结果相差3个数量级,无法保证碱金属配比的测量精度;改变数据处理方法,建立光谱吸收率与气室内部温度的映射模型,运用光谱吸收率标定碱金属气室内部温度,通过碱金属饱和蒸汽压经验公式计算气室内部碱金属原子的配比,多组数据分析表明:检测误差在10%以内。

关键词：蒸汽密度光深理论光谱吸收率碱金属

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基于学生t分布的变分贝叶斯UKF算法在无人船对准中的应用

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传感技术学报 2022年第10期35卷 1340-1347页

作者：黄臻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江苏南京210096

针对无人船在恶劣海况下对准时会受到复杂未知干扰,从而导致量测噪声时变,且因存在野值而表现出厚尾特性的问题,提出了一种自适应鲁棒的基于学生t分布的变分贝叶斯UKF(St-VB UKF)算法,将量测噪声建模成学生t分布来描述噪声的厚尾特性,... 详细信息

针对无人船在恶劣海况下对准时会受到复杂未知干扰,从而导致量测噪声时变,且因存在野值而表现出厚尾特性的问题,提出了一种自适应鲁棒的基于学生t分布的变分贝叶斯UKF(St-VB UKF)算法,将量测噪声建模成学生t分布来描述噪声的厚尾特性,并通过变分贝叶斯方法实时自适应地估计量测噪声的统计特性。仿真结果表明,提出的算法在受到短时和瞬时的强干扰影响时,对准精度和速度均优于传统的UKF算法和Sage-Husa自适应UKF算法;且当量测中存在部分野值而呈现厚尾特性时,提出的算法可以有效抑制野值的影响,对准精度保持不变,提升了算法的鲁棒性。

关键词：初始对准变分贝叶斯鲁棒自适应学生t分布卡尔曼滤波

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一种基于多参考信号ICA的重力信号提取方法

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中国惯性技术学报 2011年第6期19卷 706-712页

作者：罗骋李宏生赵立业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

海洋重力测量包含大量噪声,其中的低频噪声与重力信号频率相近,常用算法难以有效抑制测量噪声提取重力信号。为了有效地消除海洋重力测量信号的噪声,提高信号的获取精度,根据独立分量分析理论,提出一种基于多参考信号独立分量分析的重... 详细信息

海洋重力测量包含大量噪声,其中的低频噪声与重力信号频率相近,常用算法难以有效抑制测量噪声提取重力信号。为了有效地消除海洋重力测量信号的噪声,提高信号的获取精度,根据独立分量分析理论,提出一种基于多参考信号独立分量分析的重力信号提取方法。采用经验模态分解将海洋重力测量信号分解为固有模态分量,同时采用卡尔曼滤波以及小波分解等算法处理重力测量信号,将卡尔曼滤波器和小波分解的滤波结果以及由固有模态分量重构的信号作为独立分量分析算法虚拟通道的参考信号,应用基于负熵的独立分量分析算法估计重力信号。基于实测重力信号对该方法进行了去噪试验,理论分析和试验结果表明,多参考信号独立分量分析的重力信号提取方法能有效的抑制干扰和恢复重力信号波形,与常用的重力信号处理算法相比,海洋重力数据的获取精度大约提高了30%。

关键词：经验模态分解卡尔曼滤波小波变换多参考信号独立分量分析

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水下滑翔器位姿估计的改进高斯混合粒子滤波器设计与验证（英文）

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中国惯性技术学报 2014年第5期12卷 601-605页

作者：黄浩乾陈熙源吕才平周智恺赵伟洪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

近年用于水下滑翔器的低成本导航系统成为研究热点,导航器件的成本与精度之间的折中问题仍然是目前的难题。针对因使用低成本的导航元件而造成低精度位姿估计的问题,提出用于位姿估计的改进高斯混合粒子滤波(IGMPF)方法。用高斯混合模... 详细信息

近年用于水下滑翔器的低成本导航系统成为研究热点,导航器件的成本与精度之间的折中问题仍然是目前的难题。针对因使用低成本的导航元件而造成低精度位姿估计的问题,提出用于位姿估计的改进高斯混合粒子滤波(IGMPF)方法。用高斯混合模型来估计非高斯噪声,改进的粒子滤波进一步提高位姿估计精度。为了验证其效果,该方法应用于自主设计的水下滑翔器导航系统中并做了车载实验,实验结果表明所提IGMPF方法在实际应用中比传统的EKF和UKF表现更优,姿态角和位移误差比EKF和UKF减小了至少30%。

关键词：惯性导航系统位姿估计高斯混合改进粒子滤波器

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