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基于改进IMU预积分的视觉惯性导航算法
1
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
2
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
3
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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考虑设计姿态辅助IMU/ODO的轨道不平顺检测算法 被引量：1
4
作者 李松伟 乔书波 +2 位作者 马洪磊 杨显赐 彭华东 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期120-127,共8页
采用GNSS定位的轨道几何状态测量仪在隧道、地铁等GNSS拒止环境中无法工作.由于即使铁路轨道发生变形,其仍然接近设计线形,实际轨道位置与其设计值的差异始终保持在一定范围内.本文结合铁路设计参数与惯导/里程计信息,提出一种考虑设计... 采用GNSS定位的轨道几何状态测量仪在隧道、地铁等GNSS拒止环境中无法工作.由于即使铁路轨道发生变形,其仍然接近设计线形,实际轨道位置与其设计值的差异始终保持在一定范围内.本文结合铁路设计参数与惯导/里程计信息,提出一种考虑设计姿态辅助IMU/ODO的轨道不平顺检测算法,该方法将设计姿态与惯导解算姿态相结合进行卡尔曼滤波,并使用里程计速度进行航位推算.通过计算实验,分析了轨道设计姿态信息对轨道不平顺检测精度的提升作用.实验结果表明:铁路设计姿态信息能够显著提高轨道不平顺检测精度,所提方法较基于全站仪辅助的动态检测方法,在30 m弦轨道不平顺检测精度相当,且整体检测效率较高,可以满足日常轨道检测的需要. 展开更多
关键词 设计姿态 imu/ODO 轨道不平顺 卡尔曼滤波 动态检测
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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
5
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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基于单轴光学陀螺与MEMS IMU的室内移动机器人寻北 被引量：2
6
作者 谭彩铭 谢晓龙 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期132-138,共7页
三轴高精度光学陀螺成本高体积大,限制了陀螺寻北技术在移动机器人领域的应用。针对该问题,提出一种基于单轴光学陀螺和微机电系统(MEMS)惯性测量单元的室内移动机器人寻北方法,达到或者接近三轴光学陀螺的寻北精度,成本和体积降低约2/... 三轴高精度光学陀螺成本高体积大,限制了陀螺寻北技术在移动机器人领域的应用。针对该问题,提出一种基于单轴光学陀螺和微机电系统(MEMS)惯性测量单元的室内移动机器人寻北方法,达到或者接近三轴光学陀螺的寻北精度,成本和体积降低约2/3。移动机器人于第1位置静止时,根据单轴光学陀螺的输出与MEMS三轴加速度计的输出,获得两个可能方位角,以相同的方式获得移动机器人在第2位置的两个可能方位角,两个位置的方位角相减得到4个可能的方位角变化值,通过和MEMS捷联惯导系统所得方位角变化值比较,确定第2位置的唯一方位角。误差分析显示在方位角接近90°和270°时,所提出的方法接近三轴光学陀螺的寻北精度,仿真实验和跑车实验证实了所提出方法的有效性。 展开更多
关键词 陀螺寻北 捷联惯导 单轴光学陀螺 MEMS imu 室内移动机器人
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基于测距信息的行人惯性定位方法
7
作者 刘宇 刘小玮 +3 位作者 陈燕苹 黄江峰 邹梦强 彭慧 《压电与声光》 北大核心 2025年第2期368-375,共8页
行人惯性导航系统在解算过程中随时间产生累积误差,使定位结果发散,而使用传统的广义似然比检测(GLRT)的零速修正算法不能抑制定位误差的发散,因此提出了以低成本、高精度检测为目标,设计一种基于对地的超声波测距传感器辅助GLRT零速修... 行人惯性导航系统在解算过程中随时间产生累积误差,使定位结果发散,而使用传统的广义似然比检测(GLRT)的零速修正算法不能抑制定位误差的发散,因此提出了以低成本、高精度检测为目标,设计一种基于对地的超声波测距传感器辅助GLRT零速修正的方法(简称:UA-GLRT)。以标准篮球场为实验场地,利用5次独立重复性实验,将所设计的UA-GLRT算法与GLRT算法的有效性进行对比,且通过位置误差和闭环误差对两种零速检测算法进行评估。实验结果表明,UA-GLRT算法相比于GLRT算法,其终点与起点之间的位置误差平均值由1.02 m降至0.43 m,闭环误差平均值由1.19%D降至0.5%D。 展开更多
关键词 惯性导航 零速更新 卡尔曼滤波 超声波传感器 足绑式惯性测量单元
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基于AEKF和Mahony滤波融合的姿态解算方法
8
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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IMU标定数学建模及误差分析 被引量：19
9
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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基于三轴转台误差分析的IMU标定方法 被引量：15
10
作者 董春梅 任顺清 陈希军 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期895-901,共7页
为了减小三轴转台误差对惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)误差模型系数标定精度的影响,提高IMU在三轴转台上的标定精度,首先分析了三轴转台各误差源,给出了陀螺仪和加速度计的输出与转台的位置、姿态误差之间的关系。据此... 为了减小三轴转台误差对惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)误差模型系数标定精度的影响,提高IMU在三轴转台上的标定精度,首先分析了三轴转台各误差源,给出了陀螺仪和加速度计的输出与转台的位置、姿态误差之间的关系。据此设计了正十二面体-20点的位置和速率试验计划。该方法能同时辨识出IMU的误差模型系数以及转台误差源,自动补偿了三轴转台的误差,提高IMU误差模型系数的标定精度。最后对理论分析结果进行仿真验证,给出了转台误差与IMU误差模型系数标定误差之间的关系。 展开更多
关键词 惯性测量单元 陀螺 加速度计 三轴转台
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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
11
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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一种基于双IMU框架的室内个人导航方法（英文） 被引量：6
12
作者 徐元 陈熙源 +1 位作者 李庆华 唐建 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期714-717,共4页
为了实现低成本的室内行人导航,提出了一种双惯性测量单元(IMU)框架。在这种模式下,一个IMU固定于足部,另一个IMU固定于肩部。当行人在行走过程中处于静止状态时,卡尔曼滤波器利用测量得到的速度和角速度误差对足部IMU的解算误差进行预... 为了实现低成本的室内行人导航,提出了一种双惯性测量单元(IMU)框架。在这种模式下,一个IMU固定于足部,另一个IMU固定于肩部。当行人在行走过程中处于静止状态时,卡尔曼滤波器利用测量得到的速度和角速度误差对足部IMU的解算误差进行预估,与此同时,通过对足部IMU和肩部IMU测量得到的航向角做差完成对航向角误差的观测。在此基础上,双IMU框架结构采用了闭环模式。实验结果显示,采用该方法能够提供行人导航信息,平均位置误差与采用开环模式的方法相比降低了14.93%左右。 展开更多
关键词 室内行人导航 惯性导航系统 卡尔曼滤波 足部惯性测量单元
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一种高精度无定向的光纤陀螺IMU转停标定方法 被引量：10
13
作者 查峰 许江宁 覃方君 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期387-392,共6页
通过优化测试编排和设计数据处理算法提高光纤陀螺IMU标定的效率和精度。针对光纤陀螺IMU的误差模型,设计了一种基于双轴转台的无定向光纤陀螺IMU多位置转停标定及误差修正方法。将陀螺速率试验和加计24位置实验方案相结合,提出一种无... 通过优化测试编排和设计数据处理算法提高光纤陀螺IMU标定的效率和精度。针对光纤陀螺IMU的误差模型,设计了一种基于双轴转台的无定向光纤陀螺IMU多位置转停标定及误差修正方法。将陀螺速率试验和加计24位置实验方案相结合,提出一种无需北向基准条件下,IMU绕Z轴正反转一周后,分别绕X轴和Y轴以60°和120°为间隔的正、反转停方案,转动速率6(°)/s,各位置停止2 min。同时,基于上述标定方案设计了一种标定误差精确修正算法以修正标定后残差。实际测试结果表明,该方案具有传统的标定算法相当的精度,且测试时间由原来的4.5 h缩短到40 min。 展开更多
关键词 光纤陀螺 标定 误差修正 惯性测量组合imu
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基于简易IMU的低成本列车定位系统研究 被引量：5
14
作者 杨波 秦永元 柴艳 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期73-78,共6页
针对我国当前列车定位技术中存在的不足,并结合列车定位的使用环境和实际需要,忽略列车的海拔高度、天向速度和部分姿态角信息,对传统惯性导航系统进行了简化设计,提出了一种低成本的简易惯性测量装置(简易IMU)。文中仅采用一个单自由... 针对我国当前列车定位技术中存在的不足,并结合列车定位的使用环境和实际需要,忽略列车的海拔高度、天向速度和部分姿态角信息,对传统惯性导航系统进行了简化设计,提出了一种低成本的简易惯性测量装置(简易IMU)。文中仅采用一个单自由度陀螺仪和两个加速度计作为惯性测量器件,构成简易IMU,通过导航解算获得列车的即时速度和位置,从而实现列车的导航定位。文中设计了该简易IMU的系统结构,并经详细推导获得其导航定位解算方法。仿真结果表明,该简易IMU能够全天候地对列车进行连续可靠的自主导航定位,导航信息全面且定位精度较高,并显著地降低系统的成本、复杂性和计算量,为解决现有列车定位技术中存在的问题,进行了有益的尝试。 展开更多
关键词 列车定位系统 惯性导航系统(INS) 惯性测量装置(imu) 四元数
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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
15
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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直升机光纤陀螺IMU抗振设计及实时滤波方法 被引量：9
16
作者 任剡 房建成 许端 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期437-441,共5页
振动引起光纤陀螺(FOG,Fiber Optic Gyroscope)零偏误差,非线性、非高斯随机噪声及由其组成的惯性测量单元(IMU,Inertial Measurement Unit)非互易性解算误差,针对直升机航向姿态测量误差问题,提出了一种FOG IMU的机械减振与数据滤波相... 振动引起光纤陀螺(FOG,Fiber Optic Gyroscope)零偏误差,非线性、非高斯随机噪声及由其组成的惯性测量单元(IMU,Inertial Measurement Unit)非互易性解算误差,针对直升机航向姿态测量误差问题,提出了一种FOG IMU的机械减振与数据滤波相结合的振动抑制方法,建立了FOG IMU减振装置数学模型,通过优化设计实现线、角运动通道振动解耦,从物理上消除外界高频干扰振动源;研究实时小运算量、低时延数据滤波方法,抑制减振装置谐振干扰和惯性器件噪声,进而减小捷联解算非互易性误差.实验结果表明:采用该方法能有效地抑制外界干扰振动和系统噪声,保证FOG IMU工作稳定性和精度,为研制应用于直升机的高性能航姿导航信息与航向姿态参考系统奠定基础. 展开更多
关键词 光纤陀螺 惯性测量单元 噪声 减振 滤波
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IMU安装及标度因数误差动态参数辨识方法 被引量：8
17
作者 彭惠 熊智 +2 位作者 王融 刘建业 王洁 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期42-49,F0003,共9页
空间飞行器高动态运动特性可能导致惯性导航系统中惯性传感器(Inertial Measurement Unit,IMU)的安装误差和标度因数误差发生显著变化,若不采用动态参数辨识技术加以在线标定和补偿,将可能严重影响导航精度。文章设计了一种IMU安装误差... 空间飞行器高动态运动特性可能导致惯性导航系统中惯性传感器(Inertial Measurement Unit,IMU)的安装误差和标度因数误差发生显著变化,若不采用动态参数辨识技术加以在线标定和补偿,将可能严重影响导航精度。文章设计了一种IMU安装误差和标度因数误差参数的动态辨识方法,建立了包含安装误差和标度因数误差在内的IMU误差模型,设计了基于卡尔曼滤波的IMU安装误差和标度因数误差参数的动态辨识方案,分析了不同机动飞行方式下IMU安装误差和标度因数误差的可观测性。仿真结果表明,利用所设计的动态参数辨识方法能较为准确地对安装误差及标度因数误差进行在线标定和补偿校正,有效提高了惯性导航系统精度。 展开更多
关键词 惯性传感器 安装误差 标度因数误差 误差建模 动态辨识 导航
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基于一种简化Allan方差法的IMU误差分析 被引量：10
18
作者 赵思浩 陆明泉 冯振明 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第12期12-14,18,共4页
为了分析惯性测量单元(IMU)的随机误差项系数,采用了Allan方差分析方法,同时,针对大数据量情况,为了减小计算量并保持Allan方差分析的准确性,结合双对数曲线特点,给出了一种简化的Allan方差算法,并使用该算法对一种微机械(MEMS)惯性测... 为了分析惯性测量单元(IMU)的随机误差项系数,采用了Allan方差分析方法,同时,针对大数据量情况,为了减小计算量并保持Allan方差分析的准确性,结合双对数曲线特点,给出了一种简化的Allan方差算法,并使用该算法对一种微机械(MEMS)惯性测量单元的长时间静态数据进行了分析。结果表明:该方法可以有效地辨识出IMU各误差项系数。 展开更多
关键词 ALLAN方差 惯性测量单元 误差项系数 双对数曲线
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IMU转动角速度对旋转SINS的精度影响分析 被引量：3
19
作者 车莉娜 孙伟 徐爱功 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1041-1047,共7页
针对惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)旋转角速度变化过程对旋转调制型捷联系统(strapdown inertial nav-igation system,SINS)定位精度的影响进行分析和研究。例举IMU旋转方式并分析旋转自补偿技术调制惯性器件偏差的基本... 针对惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)旋转角速度变化过程对旋转调制型捷联系统(strapdown inertial nav-igation system,SINS)定位精度的影响进行分析和研究。例举IMU旋转方式并分析旋转自补偿技术调制惯性器件偏差的基本原理;详细推导了IMU运动状态变化过程对调制型捷联系统导航精度的影响并分析了IMU正反转方案的误差特性,最后根据仿真分析确定旋转角速度的选取依据。在理论分析的基础上进行了仿真实验。结果表明,IMU的旋转运动可以有效地调制惯性器件部分偏差,但是旋转角速度的大小及角速度变化过程依然会对调制型捷联系统的定位精度产生影响。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 惯性测量单元 旋转 自动补偿 角速度
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9轴MEMS-IMU实时姿态估算算法 被引量：10
20
作者 张金艺 徐德政 +2 位作者 李若涵 陈兴秀 徐秦乐 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期547-559,共13页
随着对微机电系统一惯性测量单元(micro-electro-mechanical system-inertial measurement unit,MEMS-IMU)在室内定位、动态追踪等应用领域中的需求日益迫切,使得具有高精度、低成本和实时性的MEMS-IMU模块设计成为研究热点.针对MEMS-IM... 随着对微机电系统一惯性测量单元(micro-electro-mechanical system-inertial measurement unit,MEMS-IMU)在室内定位、动态追踪等应用领域中的需求日益迫切,使得具有高精度、低成本和实时性的MEMS-IMU模块设计成为研究热点.针对MEMS-IMU的核心技术——姿态估算进行研究,设计了一种基于四元数的9轴MEMS-IMU实时姿态估算算法.该算法运用分解四元数算法处理加速度和磁感应强度数据,计算出静态四元数;通过角速度与四元数的微分关系估算动态四元数;运用卡尔曼滤波融合动、静态四元数,进而实现实时姿态估算.针对分解四元数算法中存在的奇异值问题,提出了转轴补偿方法对其修正,以实现全姿态估算;考虑动态情况下的非线性加速度分量对姿态估算精度的影响,设计了R自适应卡尔曼滤波器,以进一步提高姿态估算算法的精度.验证结果表明,R自适应卡尔曼滤波器能够有效抑制加速度噪声,提高姿态估算精度;同时,转轴补偿-分解四元数算法能够准确估算奇异值点的姿态信息,并且计算时间仅为原"借角"补偿方法的50%左右,有效提高了整体算法的实时性. 展开更多
关键词 微机电系统-惯性测量单元 姿态估算 分解四元数算法 奇异值补偿 卡尔曼滤波
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