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一种面向智能移动终端的iPDR/GNSS组合导航方法 被引量:1
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作者 王振杰 胡超 +1 位作者 聂志喜 张远帆 中国惯性技术学报 北大核心 2025年第1期55-63,69,共10页
针对现有行人航位推算(PDR)方法存在误差积累并且定位与航向精度较低,从而导致PDR/全球导航卫星系统(GNSS)组合导航精度下降的问题,提出了一种面向智能移动终端的改进的PDR(iPDR)/GNSS组合导航方法。首先,设计了一种iPDR定位方法,将GNS... 针对现有行人航位推算(PDR)方法存在误差积累并且定位与航向精度较低,从而导致PDR/全球导航卫星系统(GNSS)组合导航精度下降的问题,提出了一种面向智能移动终端的改进的PDR(iPDR)/GNSS组合导航方法。首先,设计了一种iPDR定位方法,将GNSS载波相位历元差分技术计算的航向角引入PDR航向估计中,减小由陀螺漂移引起的航向累积误差。其次,基于因子图优化将GNSS绝对位置与iPDR定位结果相融合。最后,利用智能手机采集的实测数据对所提方法进行验证。实验结果表明:与传统PDR方法相比,iPDR方法的定位精度提高了62.0%,航向精度提高了33.7%;与基于卡尔曼滤波的iPDR/GNSS组合方法相比,基于因子图优化的iPDR/GNSS方法在定位精度上提高了39.8%,有效提高了组合导航系统的精度。 展开更多
关键词 改进行人航位推算 组合导航 智能移动终端 载波相位差分 因子图优化
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GNSS接收机多通道确定性压缩PMF-FFT捕获方法 被引量:1
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作者 张琦 张文俊 +3 位作者 陈劼 张风源 王进 张小贝 中国惯性技术学报 北大核心 2025年第2期124-132,共9页
针对目前全球导航卫星系统(GNSS)接收机在快速捕获过程中消耗大量硬件资源的问题,提出了一种基于确定性压缩感知的多通道部分匹配滤波-快速傅里叶变换(PMF-FFT)捕获方法。首先利用沃尔什-阿达马矩阵对多通道PMF-FFT的本地伪码矩阵进行... 针对目前全球导航卫星系统(GNSS)接收机在快速捕获过程中消耗大量硬件资源的问题,提出了一种基于确定性压缩感知的多通道部分匹配滤波-快速傅里叶变换(PMF-FFT)捕获方法。首先利用沃尔什-阿达马矩阵对多通道PMF-FFT的本地伪码矩阵进行确定性压缩,并将压缩后的伪码矩阵按照PMF-FFT方法进行粗捕获,然后对粗捕获相位区间进行精捕获搜索,最后推导出所提方法的理论分析模型,并通过蒙特卡洛仿真进行验证。理论分析和仿真测试结果表明,在捕获性能相同的情况下,所提方法较二维捕获算法和PMF-FFT算法在硬件资源消耗上分别减少了70.33%和41.67%以上。 展开更多
关键词 全球导航卫星系统 多通道PMF-FFT 压缩感知 信号捕获
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复杂光照环境下的视觉惯性定位方法 被引量:1
3
作者 程向红 钟志伟 +2 位作者 刘丰宇 吴建峰 吴昕怡 中国惯性技术学报 北大核心 2025年第3期229-238,共10页
光流法假设条件严格,对光照条件、载体机动敏感。为了提高光流法特征跟踪和匹配的稳定性,提高视觉惯性定位精度,提出了一种基于精细预积分和自适应特征权重的视觉惯性定位方法。首先,在传统预积分模型的基础上,考虑惯性元件的比例因子... 光流法假设条件严格,对光照条件、载体机动敏感。为了提高光流法特征跟踪和匹配的稳定性,提高视觉惯性定位精度,提出了一种基于精细预积分和自适应特征权重的视觉惯性定位方法。首先,在传统预积分模型的基础上,考虑惯性元件的比例因子和非正交误差,通过精细预积分得到关键帧之间的位姿变化量;其次,用其辅助光流金字塔的跟踪迭代,减少匹配搜索时间并减少特征点误匹配概率。最后,基于特征匹配置信度的差异,利用所设计的特征权重在滑窗内自适应地融合多传感器信息。实验结果表明:在EuRoC数据集中,所提方法能够有效剔除特征错误匹配;在实际实验中,相较于R-VIO、MSCKF和VINS-Mono算法,所提方法的绝对轨迹均方根误差分别平均减小了68.39%、59.06%和29.89%,证明其在各种环境下均具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 视觉/惯性 光流跟踪 自适应权重 传感器融合
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《中国惯性技术学报》征稿简则
4
中国惯性技术学报 北大核心 2025年第6期F0003-F0003,共1页
《中国惯性技术学报》是由中国科协主管,中国惯性技术学会、天津航海仪器研究所共同主办的面向全国的专业性学术刊物。刊登内容主要包括惯性系统、组合导航、惯性仪表、控制与动力学、测试方法与设备、可靠性研究等方面的最新研究成果... 《中国惯性技术学报》是由中国科协主管,中国惯性技术学会、天津航海仪器研究所共同主办的面向全国的专业性学术刊物。刊登内容主要包括惯性系统、组合导航、惯性仪表、控制与动力学、测试方法与设备、可靠性研究等方面的最新研究成果。为保证刊物质量,依据国家标准和本刊的编排规则,特制定本简则。 展开更多
关键词 中国惯性技术学报 征稿简则 组合导航 惯性系统
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《中国惯性技术学报》征稿简则
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中国惯性技术学报 北大核心 2025年第4期F0003-F0003,共1页
《中国惯性技术学报》是由中国科协主管,中国惯性技术学会、天津航海仪器研究所共同主办的面向全国的专业性学术刊物。刊登内容主要包括惯性系统、组合导航、惯性仪表、控制与动力学、测试方法与设备、可靠性研究等方面的最新研究成果... 《中国惯性技术学报》是由中国科协主管,中国惯性技术学会、天津航海仪器研究所共同主办的面向全国的专业性学术刊物。刊登内容主要包括惯性系统、组合导航、惯性仪表、控制与动力学、测试方法与设备、可靠性研究等方面的最新研究成果。为保证刊物质量,依据国家标准和本刊的编排规则,特制定本简则。 展开更多
关键词 中国惯性技术学报 征稿简则 组合导航 惯性系统
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《中国惯性技术学报》征稿简则
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中国惯性技术学报 北大核心 2025年第3期F0003-F0003,共1页
《中国惯性技术学报》是由中国科协主管,中国惯性技术学会、天津航海仪器研究所共同主办的面向全国的专业性学术刊物。刊登内容主要包括惯性系统、组合导航、惯性仪表、控制与动力学、测试方法与设备、可靠性研究等方面的最新研究成果... 《中国惯性技术学报》是由中国科协主管,中国惯性技术学会、天津航海仪器研究所共同主办的面向全国的专业性学术刊物。刊登内容主要包括惯性系统、组合导航、惯性仪表、控制与动力学、测试方法与设备、可靠性研究等方面的最新研究成果。为保证刊物质量,依据国家标准和本刊的编排规则,特制定本简则。 展开更多
关键词 中国惯性技术学报 征稿简则 组合导航 惯性系统
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《中国惯性技术学报》征稿简则
7
中国惯性技术学报 北大核心 2025年第8期F0003-F0003,共1页
《中国惯性技术学报》是由中国科协主管,中国惯性技术学会、天津航海仪器研究所共同主办的面向全国的专业性学术刊物。刊登内容主要包括惯性系统、组合导航、惯性仪表、控制与动力学、测试方法与设备、可靠性研究等方面的最新研究成果... 《中国惯性技术学报》是由中国科协主管,中国惯性技术学会、天津航海仪器研究所共同主办的面向全国的专业性学术刊物。刊登内容主要包括惯性系统、组合导航、惯性仪表、控制与动力学、测试方法与设备、可靠性研究等方面的最新研究成果。为保证刊物质量,依据国家标准和本刊的编排规则,特制定本简则。 展开更多
关键词 中国惯性技术学报 征稿简则 组合导航 惯性系统
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《中国惯性技术学报》征稿简则
8
中国惯性技术学报 北大核心 2025年第7期F0003-F0003,共1页
《中国惯性技术学报》是由中国科协主管,中国惯性技术学会、天津航海仪器研究所共同主办的面向全国的专业性学术刊物。刊登内容主要包括惯性系统、组合导航、惯性仪表、控制与动力学、测试方法与设备、可靠性研究等方面的最新研究成果... 《中国惯性技术学报》是由中国科协主管,中国惯性技术学会、天津航海仪器研究所共同主办的面向全国的专业性学术刊物。刊登内容主要包括惯性系统、组合导航、惯性仪表、控制与动力学、测试方法与设备、可靠性研究等方面的最新研究成果。为保证刊物质量,依据国家标准和本刊的编排规则,特制定本简则。1投稿约定1.1来稿必须具有创新性、学术性、科学性和准确性、规范性和可读性。1.2一般稿件在4个月内给出评审结果及评审意见,逾期请及时向编辑部致电查询。1.3本刊采用投稿系统投稿(官网地址http://www.zggxjsxb.com),需附带第一作者单位出具的保密审查证明。 展开更多
关键词 中国惯性技术学报 可靠性研究 惯性仪表
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基于动量算法优化的BP神经网络HRG漂移补偿方法 被引量:1
9
作者 罗巍 魏博深 +2 位作者 陈刚 唐明浩 戴劼峰 中国惯性技术学报 北大核心 2025年第5期502-509,共8页
针对半球谐振陀螺(HRG)漂移传统分步标定补偿方法存在的补偿精度低与耗时长问题,提出一种基于动量算法优化的反向传播(BP)神经网络HRG漂移补偿方法。根据HRG误差模型分析了分步标定补偿方法的局限性,构建了基于BP神经网络的HRG漂移补偿... 针对半球谐振陀螺(HRG)漂移传统分步标定补偿方法存在的补偿精度低与耗时长问题,提出一种基于动量算法优化的反向传播(BP)神经网络HRG漂移补偿方法。根据HRG误差模型分析了分步标定补偿方法的局限性,构建了基于BP神经网络的HRG漂移补偿模型,并引入动量算法,提升BP神经网络训练效率,利用三只自研的HRG进行了实验验证。实验结果表明:所提方法能够有效提升陀螺精度,同时简化标定和补偿流程,提高陀螺漂移补偿工作效率,相比现有分步标定补偿法,陀螺精度提升36.1%,标定补偿效率提升32.1%。 展开更多
关键词 半球谐振陀螺 BP神经网络 陀螺漂移补偿
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《中国惯性技术学报》征稿简则
10
中国惯性技术学报 北大核心 2025年第5期F0003-F0003,共1页
《中国惯性技术学报》是由中国科协主管,中国惯性技术学会、天津航海仪器研究所共同主办的面向全国的专业性学术刊物。刊登内容主要包括惯性系统、组合导航、惯性仪表、控制与动力学、测试方法与设备、可靠性研究等方面的最新研究成果。
关键词 中国惯性技术学报 征稿简则 中国科协
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全维可观动态步长约束的单兵双足惯性定位方法
11
作者 赵辉 陈文彬 +1 位作者 刘宁 苏中 中国惯性技术学报 北大核心 2025年第8期743-750,共8页
针对单兵双足惯性定位系统中存在的状态可观测度低及双足约束距离不可调问题,提出一种全维可观动态步长约束的单兵双足惯性定位方法。通过引入零速状态下相邻时刻状态差分作为伪量测,实现位置误差、速度误差和姿态误差的全维可观;同时... 针对单兵双足惯性定位系统中存在的状态可观测度低及双足约束距离不可调问题,提出一种全维可观动态步长约束的单兵双足惯性定位方法。通过引入零速状态下相邻时刻状态差分作为伪量测,实现位置误差、速度误差和姿态误差的全维可观;同时建立基于非零速运动加速度模值的双足最大约束距离估计模型,实现不同运动模式下的动态阈值调整。利用消费级低精度惯性传感器开展多组双足定位实验,结果表明:在双足慢走定位实验中,所提方法的定位误差为总行程的0.39%,相较于传统双足惯性定位方法,定位精度提升了3倍。 展开更多
关键词 单兵定位 惯性定位 双足约束 动态步长 全维可观
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基于非线性模型预测控制的拖挂车系统泊车轨迹规划方法
12
作者 杨毅 贾博铂 +2 位作者 高亮 李岱伟 谢杉杉 中国惯性技术学报 北大核心 2025年第2期179-188,共10页
拖挂车是欠驱动与非完整约束高度耦合的非线性系统,具有状态维度高、约束复杂、内部稳定性差等特点,导致其泊车轨迹规划的求解时间长。因此,设计了一种基于非线性模型预测控制的拖挂车泊车轨迹规划方法,通过融合系统多元约束,构建优化问... 拖挂车是欠驱动与非完整约束高度耦合的非线性系统,具有状态维度高、约束复杂、内部稳定性差等特点,导致其泊车轨迹规划的求解时间长。因此,设计了一种基于非线性模型预测控制的拖挂车泊车轨迹规划方法,通过融合系统多元约束,构建优化问题,规划无碰撞的泊车轨迹。为加速优化问题的求解,首先,在系统的高维状态空间中使用结合Reed-Shepp(RS)曲线的改进快速扩展随机树(RRT*-RS)进行随机采样,以RS曲线满足反向行驶的特性,找到一条近似最优路径作为优化问题热启动的参考解。然后,在求解优化问题时,选用近似平均牛顿法以节约求解时间,提升系统实时性。最后,进行了倒库泊车、侧方泊车、多障碍物等场景实验仿真验证,仿真结果表明所提方法在不同场景下均可实现拖挂车泊车快速轨迹规划,求解时间与传统内点法和序列二次规划法相比均有40%以上的提升。 展开更多
关键词 拖挂车系统 自主泊车 轨迹规划 非线性模型预测控制 近似平均牛顿法
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静电平衡式加速度计阻尼系数的仿真与辨识
13
作者 刘吉利 刘燕锋 +2 位作者 马官营 韩璐 田亚男 中国惯性技术学报 北大核心 2025年第8期826-831,共6页
石英摆片与极板之间的阻尼设计是静电平衡式加速度计控制系统设计中非常重要的一环,针对该阻尼系数难以准确计算的问题,提出了一种静电平衡式加速度计阻尼系数辨识方法。首先采用简化的仿真方法得到了不同密封气压下加速度计的阻尼系数... 石英摆片与极板之间的阻尼设计是静电平衡式加速度计控制系统设计中非常重要的一环,针对该阻尼系数难以准确计算的问题,提出了一种静电平衡式加速度计阻尼系数辨识方法。首先采用简化的仿真方法得到了不同密封气压下加速度计的阻尼系数,密封气压从1个大气压变化到100 Pa时,阻尼系数降低了约24倍,然后在加速度计闭环电路的静电平衡力矩前,通过叠加不同频率的等幅正弦信号,得到了加速度计阻尼系数辨识系统的响应特性曲线,最后采用自定义的拟合函数辨识得到了加速度计的阻尼系数,仿真与实验得到的阻尼系数的最大误差约为20%,表明所提加速度计阻尼系数辨识方法的有效性。 展开更多
关键词 静电力平衡 加速度计 阻尼系数 仿真 辨识
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基于管件结构点云配准的激光SLAM算法
14
作者 朱江 游泽炀 +2 位作者 宋伟 朱世强 郑涛 中国惯性技术学报 北大核心 2025年第1期10-17,共8页
管道巡检机器人执行天然气管道内部任务的重要前提是具备定位建图能力。主流激光同步定位与地图构建(SLAM)技术在管道环境中面临两大问题:显著特征点数量不足和点云难以配准。这些问题导致SLAM算法定位精度降低,稳定性差。为了解决该问... 管道巡检机器人执行天然气管道内部任务的重要前提是具备定位建图能力。主流激光同步定位与地图构建(SLAM)技术在管道环境中面临两大问题:显著特征点数量不足和点云难以配准。这些问题导致SLAM算法定位精度降低,稳定性差。为了解决该问题,在FAST-LIO2的基础上提出了一种基于管件结构点云配准的激光SLAM算法。首先,针对特征点数量不足的问题,通过融合管件形状的几何先验,优化了特征提取算法。其次,针对管道中点云的几何特征配准退化问题,提出一种基于管件结构信息的配准优化方法,提取出管件的结构信息并根据管件类型进行配准。最后,通过实验结果证明所提算法较FAST-LIO2算法在管道环境下具有更好的定位精度和鲁棒性,定位精度(均方根误差)提升了30%,为管道机器人定位建图提供了一种可行的方案。 展开更多
关键词 激光SLAM 管件 退化环境 点云配准
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一种输入受限二阶水下无人系统自适应鲁棒滑模控制方法
15
作者 宋志国 张洪源 赵长见 中国惯性技术学报 北大核心 2025年第6期631-636,共6页
不同于传统降阶控制方法,在某输入受限水下无人系统二阶动力学模型的基础上,提出了一种自适应鲁棒滑模控制方法。在保留原始模型优良特性的同时,证明了滑模面趋近速率与控制系统鲁棒性能之间的等价关系。同时,将控制参数的选定问题转换... 不同于传统降阶控制方法,在某输入受限水下无人系统二阶动力学模型的基础上,提出了一种自适应鲁棒滑模控制方法。在保留原始模型优良特性的同时,证明了滑模面趋近速率与控制系统鲁棒性能之间的等价关系。同时,将控制参数的选定问题转换为寻优问题,通过实时自适应调节控制参数,在最小化滑模面到达时间、最大化控制系统鲁棒性能的同时,保证了控制输出满足执行机构的物理约束。数值仿真结果表明,所提出的鲁棒滑模控制方法能够在系统存在扰动的情况下有效跟踪期望信号,最大相对跟踪误差小于3‰,证明了所提方法的鲁棒性,同时,结合有限控制输出的仿真结果证明了所提出的有限输出参数自适应调节方法的可行性。 展开更多
关键词 输入受限控制 滑模控制 自适应控制 鲁棒控制 二阶系统
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重力仪加速度计振动整流误差改进方法
16
作者 齐国华 崔粲 +3 位作者 吴萌萌 聂鲁燕 孟兆海 张志涛 中国惯性技术学报 北大核心 2025年第3期279-283,308,共6页
石英挠性加速度计作为航空/海洋重力仪的重力敏感元件,在使用过程中经常会遭遇颠簸、风浪等振动条件,产生振动整流误差,影响重力仪测量精度。针对这一问题,对加速度计的振动整流误差机理进行了理论分析,并对影响加速度计输出非线性的因... 石英挠性加速度计作为航空/海洋重力仪的重力敏感元件,在使用过程中经常会遭遇颠簸、风浪等振动条件,产生振动整流误差,影响重力仪测量精度。针对这一问题,对加速度计的振动整流误差机理进行了理论分析,并对影响加速度计输出非线性的因素进行了仿真分析,经过实验验证,通过优化磁钢性能、提高磁路结构对称性等措施,加速度计振动整流误差可以降低到改进前的1/10~1/20,重力仪系统振动整流误差由原来的1 mGal降低到0.7 mGal,显著改善了重力仪的抗振性能。 展开更多
关键词 重力仪 加速度计 振动整流误差 磁场
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基于动不平衡补偿的加速度计二次项系数的精确标定方法
17
作者 李巍 李大庆 +1 位作者 汤莉 刘逸康 中国惯性技术学报 北大核心 2025年第3期293-300,共8页
针对精密离心机标定加速度计时其动不平衡误差将引入虚假二次项,导致加速度计二次项系数标定精度差,提出了一种基于动不平衡补偿的加速度计二次项系数精确标定方法。通过对称安装两只参考加速度计作为桥梁,提出轮询调度法和动不平衡误... 针对精密离心机标定加速度计时其动不平衡误差将引入虚假二次项,导致加速度计二次项系数标定精度差,提出了一种基于动不平衡补偿的加速度计二次项系数精确标定方法。通过对称安装两只参考加速度计作为桥梁,提出轮询调度法和动不平衡误差实时补偿技术,分离并抑制了离心机动不平衡误差对测试加速度计标定精度的影响,显著提升了二次项系数的标定准确性。参考加速度计表现出较稳定的不确定度,验证了其作为动不平衡实验基准器件的可行性。仿真结果表明,所提方法将加速度计二次项系数标定不确定度由2.59×10^(-6) g/g^(2)降低至5.83×10^(-8) g/g^(2),为高精度加速度计标定提供了技术支持和理论依据。 展开更多
关键词 精密离心机 动不平衡 加速度计 二次项系数 不确定度分析
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基于高斯勒让德-二分迭代的实际导航性能评估方法
18
作者 钟伦珑 袁旭 +1 位作者 董巧丽 王崇赓 中国惯性技术学报 北大核心 2025年第2期196-204,212,共10页
针对传统实际导航性能(ANP)迭代评估方法准确性和快速性难以均衡的问题,提出了一种基于高斯勒让德-二分迭代的ANP评估方法。首先,建立了ANP评估的数学模型,基于多传感器融合滤波理论,在位置估计协方差矩阵的特征值基础上,建立位置估计... 针对传统实际导航性能(ANP)迭代评估方法准确性和快速性难以均衡的问题,提出了一种基于高斯勒让德-二分迭代的ANP评估方法。首先,建立了ANP评估的数学模型,基于多传感器融合滤波理论,在位置估计协方差矩阵的特征值基础上,建立位置估计误差的二维概率密度函数,将组合导航的ANP评估建模成置信域表征参数求解问题。然后,应用高斯勒让德数值积分法减小每次迭代的运算量,同时结合二分迭代快速收缩搜索区间,减小方法迭代次数,避免动态积分区间带来的求积节点数选取困难问题,在保障准确性的同时提高快速性。仿真结果表明,与基于复化Simpson公式的传统方法相比,所提方法可在相同准确性要求下,将平均计算时间由15.69 ms减少到1.09 ms。 展开更多
关键词 多传感器融合 组合导航 实际导航性能 高斯勒让德 二分迭代
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修正相位缠绕误差的机载电离层异常监测方法
19
作者 赵琳 贺崟 +2 位作者 贾春 庞志超 李阳 中国惯性技术学报 北大核心 2025年第2期205-212,共8页
电离层异常是地基增强系统服务航空用户需要监测的重要风险源之一。传统机载码-载波偏离度(CCD)电离层异常监测方法需要低通滤波器平滑伪距噪声,这导致算法存在异常探测能力弱且响应时间长等问题。基于此,提出了一种基于修正相位缠绕误... 电离层异常是地基增强系统服务航空用户需要监测的重要风险源之一。传统机载码-载波偏离度(CCD)电离层异常监测方法需要低通滤波器平滑伪距噪声,这导致算法存在异常探测能力弱且响应时间长等问题。基于此,提出了一种基于修正相位缠绕误差的频间差分模型以监测电离层异常的方法。利用双频载波相位进行站间、频间和历元间的差分,以构建检测统计量,并针对检测统计量中残留的相位缠绕误差,构建了基于载波相位时间差分测速的修正模型。为验证所提方法的性能,在实测动态机载GNSS数据中加入两类典型电离层异常情况进行仿真测试。与CCD方法相比,所提方法能够实时反映机载电离层延迟误差的变化情况。针对Ⅰ型异常,具备与传统CCD方法相当的监测能力;针对Ⅱ型异常,可检测异常幅值降低76%,对幅值为5 m的Ⅱ型异常,响应时间缩短24%。 展开更多
关键词 卫星导航系统 地基增强系统 电离层异常 相位缠绕 频间差分
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一种小样本滚动轴承故障诊断算法
20
作者 宋存利 王子卓 时维国 中国惯性技术学报 北大核心 2025年第1期96-106,共11页
针对卷积神经网络在处理滚动轴承时域信号时难以充分提取特征、故障样本稀少及模型泛化性能不足的问题,提出一种基于注意力机制的增强卷积神经网络小样本故障诊断方法。首先,使用连续小波变换将轴承振动信号转化为二维时频图像,以便可... 针对卷积神经网络在处理滚动轴承时域信号时难以充分提取特征、故障样本稀少及模型泛化性能不足的问题,提出一种基于注意力机制的增强卷积神经网络小样本故障诊断方法。首先,使用连续小波变换将轴承振动信号转化为二维时频图像,以便可视化其特征。然后,通过数据增强扩充样本数据,提升模型在小样本情况下的泛化性。为提高特征提取和模型泛化能力,使用MixConv将ConvNeXt V2模型的7×7卷积层重构为不同大小的并行卷积核,增强多尺度特征提取效果;引入卷积注意力机制模块(CBAM)提升关键特征识别能力。该模型在凯斯西储大学、东南大学和渥太华大学的故障数据集上进行实验验证。实验结果表明,所提模型对不同故障的识别率均为100%,与目前常用的7个模型相比,在相同条件下故障识别准确率最高,具有较强的泛化性能。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 注意力机制 连续小波变换 卷积神经网络
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