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基于AEKF和Mahony滤波融合的姿态解算方法
1
作者 吴英 张燚鑫 +2 位作者 彭慧 宋睿敏 刘宇 《压电与声光》 北大核心 2025年第3期500-507,共8页
为了解决低成本惯性测量单元数据精度受限、噪声大和漂移严重的问题,提出了一种基于自适应扩展卡尔曼滤波与Mahony滤波融合的姿态解算方法。该方法通过Mahony滤波实时估算姿态,利用AEKF动态调整过程噪声和量测噪声,优化姿态估算结果。... 为了解决低成本惯性测量单元数据精度受限、噪声大和漂移严重的问题,提出了一种基于自适应扩展卡尔曼滤波与Mahony滤波融合的姿态解算方法。该方法通过Mahony滤波实时估算姿态,利用AEKF动态调整过程噪声和量测噪声,优化姿态估算结果。通过静态实验、姿态精度实验和实际场景实验验证了算法的有效性。实验结果表明,融合算法在俯仰角、横滚角和航向角的精度上优于基于EKF和Mahony滤波融合算法,实际场景闭环误差减少了52.8%。该方法能有效抑制噪声和漂移,提高姿态解算精度,为复杂环境下的高精度姿态解算提供了可靠的解决方案。 展开更多
关键词 惯性测量单元 惯性导航系统 自适应扩展卡尔曼滤波 互补滤波 姿态解算
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行人惯性定位新动态:基于神经网络的方法、性能与展望
2
作者 李岩 施忠臣 +6 位作者 侯燕青 戚煜华 谢良 陈伟 陈洪波 闫野 印二威 《自动化学报》 北大核心 2025年第2期271-286,共16页
行人惯性定位(Inertial positioning,IP)通过惯性测量单元(Inertial measurement unit,IMU)的测量序列来估计行人的位置,近年来已成为解决室内或卫星信号遮挡环境下行人自主定位的重要手段.然而,传统惯性定位方法在双重积分时易受误差... 行人惯性定位(Inertial positioning,IP)通过惯性测量单元(Inertial measurement unit,IMU)的测量序列来估计行人的位置,近年来已成为解决室内或卫星信号遮挡环境下行人自主定位的重要手段.然而,传统惯性定位方法在双重积分时易受误差源影响导致漂移问题,一定程度上限制了行人惯性定位在长时间长距离实际运动中的应用.幸运的是,基于神经网络(Neural network,NN)的方法能够仅从IMU历史数据中学习行人的运动模式并修正惯性测量值在积分时引起的漂移.为此,本文对近期基于深度神经网络(Deep neural network,DNN)的行人惯性定位进行全面综述.首先对传统的惯性定位方法进行了简要介绍;其次,按照是否融入领域知识分别介绍了端到端(End-to-end,ETE)的神经惯性定位方法和融合领域知识的神经惯性定位方法的研究动态;然后,概述了行人惯性定位的基准数据集和评价指标,并分析比较了其中一些代表性方法的优势和不足;最后,对该领域需要解决的关键难点问题进行了总结,并探讨基于DNN的行人惯性定位未来所面临的关键挑战与发展趋势,以期为后续的研究提供有益参考. 展开更多
关键词 惯性测量单元 位置跟踪 神经网络 行人航位推算 自主导航 移动设备
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基于点线特征与多惯性测量单元融合的SLAM算法
3
作者 张弼泽 潘龙飞 +1 位作者 侯勇胜 樊渊 《计算机应用》 北大核心 2025年第S1期309-316,共8页
在移动机器人和无人驾驶技术中,准确且高效的同时定位与地图构建(SLAM)算法至关重要。针对现有SLAM算法在处理复杂环境和动态场景时面临的精度和鲁棒性不足等问题,提出一种基于点线特征与多惯性测量单元(IMU)融合的SLAM算法。该算法利用... 在移动机器人和无人驾驶技术中,准确且高效的同时定位与地图构建(SLAM)算法至关重要。针对现有SLAM算法在处理复杂环境和动态场景时面临的精度和鲁棒性不足等问题,提出一种基于点线特征与多惯性测量单元(IMU)融合的SLAM算法。该算法利用多IMU融合技术从环境中提取点和线特征,这些几何特征能提供丰富的环境信息,有助于构建更详细和准确的地图。在点线特征提取过程中,采用基于优化的特征匹配算法确保特征提取的准确性和稳定性。此外,通过多IMU融合技术增强系统的运动估计能力。多IMU融合不仅能提高单一IMU在高动态环境下的鲁棒性,还能通过优化的传感器数据融合算法提供更精确的位姿估计。实验在多种典型的室内和室外环境(包括静态和动态场景)中进行。与传统算法相比,所提算法在复杂环境中的表现更优越,能有效应对环境中的变化和噪声干扰,在定位精度、建图质量以及实时性方面均有明显提升。 展开更多
关键词 同时定位与建图 点线特征 多惯性测量单元融合 自主导航 图优化 传感器融合 激光雷达 视觉传感器
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基于改进IMU预积分的视觉惯性导航算法
4
作者 刘明 梁凯 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第1期37-41,46,共6页
在视觉惯性同步定位与地图构建系统中,IMU的测量精度不足常常导致机器人的自主定位受限。针对此问题,提出了一种改进IMU预积分的算法。首先,采用四阶龙格-库塔法计算IMU预积分量;然后,将改进后的IMU预积分量与相机数据进行紧耦合融合,... 在视觉惯性同步定位与地图构建系统中,IMU的测量精度不足常常导致机器人的自主定位受限。针对此问题,提出了一种改进IMU预积分的算法。首先,采用四阶龙格-库塔法计算IMU预积分量;然后,将改进后的IMU预积分量与相机数据进行紧耦合融合,并将优化后的状态变量残差纳入滑动窗口优化框架中,以实现更准确的定位功能;最后,通过Euroc数据集,将优化后的算法与VINS-Fusion以及VIORB算法进行对比,经实验在不同的快速运动场景中,优化后的算法的定位精度相较于VIORB提高了55.1%,VINS-Fusion提高了52.3%,验证了优化后的算法通过改进位姿测量估计值提高定位精度的可行性。 展开更多
关键词 视觉惯性导航系统 惯性测量单元 IMU预积分 定位精度
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基于改进LSTM网络的无人机MEMS-IMU零偏在线标定方法 被引量：2
5
作者 程向红 吴昕怡 +1 位作者 刘丰宇 钟志伟 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期213-218,共6页
针对在卫星信号拒止、视觉系统退化场景中无人机MEMS-IMU零偏无法准确估计并补偿导致导航误差迅速发散的问题,提出一种基于改进长短时记忆(LSTM)网络的零偏在线标定方法。首先,为解决MEMS-IMU零偏数据非线性强、传统循环时间网络训练效... 针对在卫星信号拒止、视觉系统退化场景中无人机MEMS-IMU零偏无法准确估计并补偿导致导航误差迅速发散的问题,提出一种基于改进长短时记忆(LSTM)网络的零偏在线标定方法。首先,为解决MEMS-IMU零偏数据非线性强、传统循环时间网络训练效果差的问题,设计序列到序列的LSTM神经网络结构,引入教师强迫机制,提高了网络特征学习能力。然后,在导航过程中使用训练后的网络对MEMS-IMU零偏在线标定,补偿后的IMU量测与视觉信息联合优化,保证了导航定位精度。实验结果表明,在纯惯性导航实验中,所提方法的绝对位置误差比传统LSTM方法减小了6.5%;在EUROC数据集下进行的视觉惯性组合导航实验中,所提方法的平均绝对位置误差比传统LSTM方法减小了15%。 展开更多
关键词 无人机导航定位 微惯性测量单元 在线标定 长短时记忆神经网络
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GNSS/INS组合导航中IMU参数设定与优化 被引量：1
6
作者 姚东雨 聂桂根 +2 位作者 樊静 张全 牛小骥 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期154-164,共11页
针对惯性测量单元(IMU)参数设置不合理导致全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)组合导航无法充分发挥IMU性能的问题,提出了一套IMU参数设定与优化方案,建立了以GNSS短期中断期间导航漂移误差统计值、理论估计精度一致性以及IMU误... 针对惯性测量单元(IMU)参数设置不合理导致全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)组合导航无法充分发挥IMU性能的问题,提出了一套IMU参数设定与优化方案,建立了以GNSS短期中断期间导航漂移误差统计值、理论估计精度一致性以及IMU误差参数估计稳定性为评估对象的考核准则,使优化后的IMU参数可以确保GNSS/INS组合导航解算中状态预测方差阵的准确性,实现预测信息与观测信息权重合理分配,进而保障GNSS/INS组合导航最优性能。实测验证采用ADIS16465和ICM206022款典型车规级和消费级微机电(MEMS)IMU进行性能测试分析,测试结果表明:初始IMU参数与GNSS/INS组合导航算法适配度较低,无法得到最优组合导航结果;优化后,IMU参数在保障组合导航最优性能基础之上,也可实现理论估计精度与实际精度高度一致。 展开更多
关键词 组合导航 惯性测量单元(IMU) 参数优化 权重分配 全球卫星导航系统(GNSS) 惯性导航系统(INS)
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低轨卫星增强GNSS/MIMU紧组合定位性能分析 被引量：1
7
作者 丁虎山 陈帅 +1 位作者 宋华 丁鹏飞 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期70-75,共6页
针对智能手机内置低成本全球导航卫星系统(GNSS)存在的卫星信号衰减严重、伪距噪声大、抗干扰能力弱等问题,提出一种低轨(LEO)卫星增强GNSS/微惯性测量单元(MIMU)紧组合定位方法:基于智能手机采集的GNSS观测数据和MIMU的量测数据及开普... 针对智能手机内置低成本全球导航卫星系统(GNSS)存在的卫星信号衰减严重、伪距噪声大、抗干扰能力弱等问题,提出一种低轨(LEO)卫星增强GNSS/微惯性测量单元(MIMU)紧组合定位方法:基于智能手机采集的GNSS观测数据和MIMU的量测数据及开普勒轨道根数计算得到的LEO卫星观测数据构建紧组合算法模型;并对其定位性能进行分析。实验结果表明,增加LEO卫星观测量后,GNSS的位置精度因子(PDOP)可降低16.63%,组合导航系统水平和高程方向的定位精度提升至1.361 m和1.418 m;通过LEO卫星增强能够显著提升智能手机GNSS/MIMU紧组合定位性能。 展开更多
关键词 低轨(LEO)卫星 组合导航 智能手机 微惯性测量单元(MIMU) 全球卫星导航系统(GNSS)
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灰色组合预测辅助的列车自主定位方法
8
作者 边浩毅 付国平 +1 位作者 董家希 蔡煊 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第10期193-199,共7页
基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的列车定位方法是下一代列车运行控制系统列车定位技术的主要发展方向。从提高列车定位的安全性、自主性角度出发,并充分考虑组合定位系统的成本及异质传感器的互补性能... 基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的列车定位方法是下一代列车运行控制系统列车定位技术的主要发展方向。从提高列车定位的安全性、自主性角度出发,并充分考虑组合定位系统的成本及异质传感器的互补性能,采用北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)和惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)构建车载组合定位方案。针对BDS/IMU组合在隧道运行环境中,卫星信号受限导致定位失效情况下IMU单独导航定位误差累积发散问题,提出一种灰色组合预测模型辅助的列车定位精度保持方法;基于BDS失效前组合系统定位信息建立算法模型,当列车处于卫星信号受限环境中时,利用灰色组合模型预测的列车定位数据序列持续校正IMU累积误差,从而保障列车运行全过程中定位输出的可用性。在实验室环境下搭建的仿真平台上对所提出方法进行验证,结果表明,BDS/IMU组合在正常工作情况下能保持较高的定位精度,东向/北向位置误差均小于2 m,东向/北向速度误差均小于0.2 m/s;在BDS定位失效环境下通过灰色组合模型预测数据修正IMU累积误差,相对于IMU单独导航,东向/北向位置误差均降低85%以上,东向/北向速度误差均降低80%以上,定位精度能够满足列车运行控制系统对列车定位的指标要求。 展开更多
关键词 列车定位 自主定位 北斗卫星导航系统 惯性测量单元 灰色组合预测
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陆用捷联惯导系统/里程计自主式组合导航技术 被引量：25
9
作者 缪玲娟 李春明 +1 位作者 郭振西 杨勇 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期808-811,共4页
利用里程计辅助捷联惯导系统构成一种自主式组合导航系统.用捷联惯导系统解算出的速度和里程计所测量的速度之差作为观测量,利用闭环卡尔曼滤波技术进行误差估计与校正,并给出了仿真结果.仿真结果表明,该组合导航系统可有效地减小速率... 利用里程计辅助捷联惯导系统构成一种自主式组合导航系统.用捷联惯导系统解算出的速度和里程计所测量的速度之差作为观测量,利用闭环卡尔曼滤波技术进行误差估计与校正,并给出了仿真结果.仿真结果表明,该组合导航系统可有效地减小速率、经度和纬度、航向角和姿态角及航迹推算下的位置等导航参数的累积误差. 展开更多
关键词 捷联惯导 里程计 自主式组合导航 卡尔曼滤波
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IMU标定数学建模及误差分析 被引量：19
10
作者 赵桂玲 姜雨含 李松 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期886-891,共6页
惯性测量单元(IMU)标定路径设计和数据处理方法取决于IMU标定数学模型,安装误差是决定IMU标定模型的重要因素。针对工程中加速度计和陀螺相对载体安装方式的不同,提出一种通过坐标系转换矩阵建立IMU标定数学模型的方法,推导IMU标定模型... 惯性测量单元(IMU)标定路径设计和数据处理方法取决于IMU标定数学模型,安装误差是决定IMU标定模型的重要因素。针对工程中加速度计和陀螺相对载体安装方式的不同,提出一种通过坐标系转换矩阵建立IMU标定数学模型的方法,推导IMU标定模型误差与载体角速度和加速度之间的关系,分析IMU标定模型误差对捷联惯性导航系统导航参数的影响,并利用转台提供的位置信息设计IMU标定路径和数据处理方法。仿真和转台实验结果表明:IMU标定数学模型误差引起捷联惯性导航系统速度误差、位置误差和姿态误差;安装误差的表现形式决定了IMU标定模型误差对系统导航精度的影响。 展开更多
关键词 惯性测量单元 标定 数学建模 安装误差 捷联惯性导航系统
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基于新息自适应滤波的惯性测量单元误差在线标定方法研究 被引量：13
11
作者 王洁 熊智 +3 位作者 邢丽 戴怡洁 华冰 刘建业 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1203-1213,共11页
考虑到空天飞行器飞行环境和运动特性下导航传感器误差的噪声统计特性不可能完全精确已知,若使用常规卡尔曼滤波进行在线标定,将会导致滤波精度下降甚至发散。设计一种基于新息自适应滤波方法的惯性测量单元(IMU)误差在线标定方案和算法... 考虑到空天飞行器飞行环境和运动特性下导航传感器误差的噪声统计特性不可能完全精确已知,若使用常规卡尔曼滤波进行在线标定,将会导致滤波精度下降甚至发散。设计一种基于新息自适应滤波方法的惯性测量单元(IMU)误差在线标定方案和算法,克服常规卡尔曼滤波需预先知道噪声统计特性的不足,设计包含IMU安装误差、刻度因子误差和随机常值误差在内的27维高阶状态变量的误差标定模型,分析提出可同时对系统噪声和量测噪声协方差矩阵进行动态调整的新息自适应滤波在线标定算法。仿真验证实验表明,相较于采用常规卡尔曼滤波以及Salychev O自适应滤波算法进行在线标定,所设计的新息自适应滤波在线标定方法能更有效实现对IMU误差的动态标定及补偿,进一步提高了惯性导航系统精度。实物验证实验表明,该方法可有效标定IMU误差残差,提高导航精度,为工程应用带来较大便利。 展开更多
关键词 控制科学与技术 惯性导航系统 惯性测量单元误差 在线标定 自适应滤波
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基于GNSS/MIMU/DR的农业机械组合导航定位方法 被引量：19
12
作者 刘进一 杜岳峰 +3 位作者 张硕 朱忠祥 毛恩荣 陈雨 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期1-7,共7页
为解决实际农田环境中农业机械自动导航系统的位姿信息易受跟踪卫星数动态变化、天线遮挡、数据传输错误等因素影响,造成定位精度和稳定性变差的问题,采用全球导航卫星系统(GNSS)、微机械惯性测量单元(MIMU)及航位推算(DR)相融合的组合... 为解决实际农田环境中农业机械自动导航系统的位姿信息易受跟踪卫星数动态变化、天线遮挡、数据传输错误等因素影响,造成定位精度和稳定性变差的问题,采用全球导航卫星系统(GNSS)、微机械惯性测量单元(MIMU)及航位推算(DR)相融合的组合导航定位系统,建立了农业机械两轮运动学定位模型,针对系统状态噪声不稳定的因素,提出了一种根据当前估计值与预测值的偏差自适应地调节系统状态协方差阵的扩展卡尔曼滤波算法,并分别基于静止状态和直线导轨运动状态进行了试验验证。试验结果表明,在静止状态和直线导轨运动状态下,采用自适应滤波算法的航向角平均值绝对偏差分别为0.001 4°、0.024 5°,标准差分别为0.047 4°、0.251 1°;位置距离平均偏差分别为0.003 7 m、0.007 6 m,标准差分别为0.001 0 m、0.004 4 m,与固定值滤波算法相比,自适应滤波算法的各项评价指标得到了明显改善,进一步验证了算法改进的必要性和优越性。 展开更多
关键词 农业机械 导航 信息融合 全球导航卫星系统 微机械惯性单元 扩展卡尔曼滤波
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单轴旋转惯导系统载体航向隔离方法研究 被引量：14
13
作者 张伦东 练军想 +1 位作者 吴美平 胡小平 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1247-1253,共7页
有规律地旋转惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)可将惯性器件的慢变误差在导航系中调制成周期性变化的信号,通过积分运算抑制器件该类误差,有效提高惯性导航系统长时间导航精度。基于IMU的测量误差模型,分析了旋转调制技术(r... 有规律地旋转惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)可将惯性器件的慢变误差在导航系中调制成周期性变化的信号,通过积分运算抑制器件该类误差,有效提高惯性导航系统长时间导航精度。基于IMU的测量误差模型,分析了旋转调制技术(rotation modulation technique,RMT)的基本原理和载体航向运动对旋转调制效果的影响。针对载体航向运动降低旋转调制补偿效果这一问题,提出了一种基于载体姿态解算驱动IMU转台的方法,并对该方法进行了理论分析和数学仿真。理论分析和仿真结果表明:该方法可以有效抑制载体航向运动对旋转调制效果的影响。 展开更多
关键词 旋转调制技术 惯性导航系统 惯性测量单元 航向运动
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基于人体下肢运动学机理的行人导航方法 被引量：9
14
作者 钱伟行 曾庆化 +1 位作者 万骏炜 熊智 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期24-28,共5页
利用人体运动特征实现行人导航是近年来导航技术领域新兴的研究方向之一。针对惯性测量组件足部安装方式在人体较高过载的运动中无法有效实现零速修正的问题,研究了一种惯性测量组件在人体下肢分布式安装,基于人体下肢运动学机理构建虚... 利用人体运动特征实现行人导航是近年来导航技术领域新兴的研究方向之一。针对惯性测量组件足部安装方式在人体较高过载的运动中无法有效实现零速修正的问题,研究了一种惯性测量组件在人体下肢分布式安装,基于人体下肢运动学机理构建虚拟足部惯性测量组件,从而实现人体导航定位的方法。阐述了行人导航系统的结构与虚拟惯性传感组件的构建机理,研制了系统原理样机。实验结果表明所提出的方法在人体较高过载的行进中可有效克服测量信息超量程、冲击等因素对导航解算的影响,定位精度约为行进距离的6%,并通过分析总结了影响该类型行人导航系统性能的各项主要因素,为进一步研究提供了一定的理论与技术基础。 展开更多
关键词 行人导航 人体运动学 虚拟传感器 零力矩点 杆臂效应补偿
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载体角运动对旋转式惯导系统旋转调制效果的影响 被引量：15
15
作者 张伦东 练军想 胡小平 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期152-156,共5页
为了提高惯性导航系统长时间导航精度,采用旋转调制技术将惯性器件常值误差在导航系中调制成周期变化的信号,抑制系统误差发散。基于惯性测量单元误差模型,阐述了旋转调制技术的基本原理。理论分析了载体角运动对旋转调制效果的影响,推... 为了提高惯性导航系统长时间导航精度,采用旋转调制技术将惯性器件常值误差在导航系中调制成周期变化的信号,抑制系统误差发散。基于惯性测量单元误差模型,阐述了旋转调制技术的基本原理。理论分析了载体角运动对旋转调制效果的影响,推导了载体水平角运动下导航系中等效陀螺误差方程。进行了仿真和试验。理论分析、仿真和试验结果表明:载体水平角运动降低了旋转调制效果;角幅值和角速度越大,旋转调制效果越差,系统精度越低。分析结果为单轴旋转式惯导系统的导航精度分析和器件选型提供了参考。 展开更多
关键词 旋转调制技术 惯性导航系统 惯性测量单元 角运动
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微小型捷联惯性测量单元标定及补偿方法 被引量：6
16
作者 李建利 房建成 +1 位作者 盛蔚 陶冶 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期947-951,共5页
在MIMU(微小型惯性测量单元)角速度及加速度通道误差数学模型的基础上,提出一种利用三轴速率转台的MIMU快速高精度标定补偿方法,介绍了各参数的测量原理及误差系数的计算公式,得出了相应的误差数学模型及修正算法。利用三轴转台进行姿... 在MIMU(微小型惯性测量单元)角速度及加速度通道误差数学模型的基础上,提出一种利用三轴速率转台的MIMU快速高精度标定补偿方法,介绍了各参数的测量原理及误差系数的计算公式,得出了相应的误差数学模型及修正算法。利用三轴转台进行姿态运动试验,试验结果表明,补偿后系统捷联惯性导航解算的三方位姿态误差小于1.5度。该标定补偿方法对提高MIMU的工作精度具有现实意义及工程适用价值。 展开更多
关键词 微小型惯性测量单元 误差模型 标定 补偿 捷联惯导
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高精度光纤陀螺组件标定方法 被引量：7
17
作者 赵桂玲 高伟 +1 位作者 李仔冰 张鑫 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2012年第2期209-214,230,共7页
为了提高光纤陀螺组件的标定精度,从三轴惯导测试转台技术指标入手,根据惯导测试转台定位精度高的特点,设计了六位置静态分立式标定方案.通过设计一定的标定路径,利用地球转速和当地地理纬度,激励出陀螺的标度因数、安装误差和零位等12... 为了提高光纤陀螺组件的标定精度,从三轴惯导测试转台技术指标入手,根据惯导测试转台定位精度高的特点,设计了六位置静态分立式标定方案.通过设计一定的标定路径,利用地球转速和当地地理纬度,激励出陀螺的标度因数、安装误差和零位等12个参数,新的标定方案避免了标度因数和安装误差对零位的影响.对自研光纤陀螺捷联惯导系统在三轴惯导测试转台进行传统标定和六位置静态分立式标定,并将标定结果用于静态导航实验,多次实验结果表明,与采用传统标定结果的导航定位误差相比,采用六位置静态分立式标定结果的导航定位误差显著降低. 展开更多
关键词 光纤陀螺组件 三轴惯导测试转台 分立式标定 标度因数 安装误差 零位 捷联惯导系统 静态导航 .
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基于ARM的移动机器人组合导航系统设计与实现 被引量：15
18
作者 曹超 马磊 +1 位作者 赵舵 李应 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第2期102-104,共3页
为了实现室外自主移动机器人的导航定位需求,利用微惯性测量单元(MIMU)和全球卫星定位系统(GPS)接收机,设计并实现了一种基于ARM Cortex M4内核的SINS/GPS组合导航系统。详细介绍了系统硬件组成、软件结构,并在此基础上实现了Kalman滤波... 为了实现室外自主移动机器人的导航定位需求,利用微惯性测量单元(MIMU)和全球卫星定位系统(GPS)接收机,设计并实现了一种基于ARM Cortex M4内核的SINS/GPS组合导航系统。详细介绍了系统硬件组成、软件结构,并在此基础上实现了Kalman滤波的SINS/GPS组合导航算法。将该组合导航系统安装于旅行者II移动机器人,采用差分GPS对组合导航系统性能进行评估。实验结果表明:该系统具有较高的精度,达到了设计要求,具有良好的实用性。 展开更多
关键词 ARM 微惯性测量单元 组合导航 卡尔曼滤波
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基于IMU旋转的捷联惯导系统自补偿方法 被引量：43
19
作者 孙枫 孙伟 郭真 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2511-2517,共7页
为了有效地抑制惯性器件常值偏差对惯导系统导航精度的影响,提出了基于惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)旋转的自动补偿方法。由于旋转的引入,IMU中陀螺仪和加速度计的常值偏差被调制成正弦信号,通过积分运算可以有效地消... 为了有效地抑制惯性器件常值偏差对惯导系统导航精度的影响,提出了基于惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)旋转的自动补偿方法。由于旋转的引入,IMU中陀螺仪和加速度计的常值偏差被调制成正弦信号,通过积分运算可以有效地消除常值偏差对惯导系统导航精度的影响。在分析单、双轴旋转补偿原理的基础上,提出一种改进的单轴旋转调制方法并对该方法进行了理论证明和实验分析。与以往的单轴旋转方式及未采用旋转方式时的导航误差进行了比较,结果表明该方案可以消除所有方向上惯性器件常值偏差的影响,有效地提高系统的定位精度。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 惯性测量单元 自动补偿 旋转调制 常值偏差
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一种滑窗积分推算的行人惯性定位算法 被引量：5
20
作者 赵辉 陈文彬 +1 位作者 苏中 刘宁 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期228-236,共9页
针对当前行人惯性定位算法存在穿戴部位限制、运动适应性差、长时误差发散的问题,提出了一种滑窗积分推算的行人惯性定位算法。首先通过设置滑动窗口构建短时独立的捷联积分方式,抑制累积误差发散速度。然后融合滑窗内位移增量和航向信... 针对当前行人惯性定位算法存在穿戴部位限制、运动适应性差、长时误差发散的问题,提出了一种滑窗积分推算的行人惯性定位算法。首先通过设置滑动窗口构建短时独立的捷联积分方式,抑制累积误差发散速度。然后融合滑窗内位移增量和航向信息推算得到行人运动轨迹。利用公开数据集、智能手机、自研惯性传感器开展了多组行人惯性定位实验。实验结果表明,相较于传统的ZUPT和PDR算法,本文算法的定位误差小于总行程的1%,定位精度提升了50%以上,在穿戴方式、运动适应性和定位精度方面具有明显优势。 展开更多
关键词 行人导航 卫星拒止 惯性导航 滑窗积分 微惯性测量单元
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