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舰载姿态加角速度匹配传递对准方法研究 被引量:12
1
作者 黄昆 杨功流 刘玉峰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2006年第1期17-20,26,共5页
用于传递对准的测量参数匹配法极大地受限于舰船所处海况,为解决这一问题,提出了姿态加角速度匹配法。在三种典型的海况下,对这一传递对准方法中舰船甲板变形和陀螺常值漂移进行了KALMAN滤波估计及精度分析,并对陀螺漂移标定的可行性进... 用于传递对准的测量参数匹配法极大地受限于舰船所处海况,为解决这一问题,提出了姿态加角速度匹配法。在三种典型的海况下,对这一传递对准方法中舰船甲板变形和陀螺常值漂移进行了KALMAN滤波估计及精度分析,并对陀螺漂移标定的可行性进行了深入的分析。研究结果表明,姿态加角速度匹配法具有稳健的对准精度和快速性,陀螺漂移的标定依赖于舰船甲板动态变形的大小。 展开更多
关键词 舰载传递对准 姿态速度匹配 KALMAN滤波 甲板变形
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考虑飞机姿态角时倾斜航空相机像移速度计算 被引量:46
2
作者 翟林培 刘明 修吉宏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期490-494,共5页
飞机的飞行和姿态变化使航空相机在拍照时产生像移,必须通过像移补偿来提高照相分辨率。为获得飞机姿态角变化时在倾斜航空相机像面上的像移速度大小,首先建立姿态变化过程的数学模型,用坐标系的旋转来等同姿态角的变化,然后根据坐标系... 飞机的飞行和姿态变化使航空相机在拍照时产生像移,必须通过像移补偿来提高照相分辨率。为获得飞机姿态角变化时在倾斜航空相机像面上的像移速度大小,首先建立姿态变化过程的数学模型,用坐标系的旋转来等同姿态角的变化,然后根据坐标系旋转前后相同点坐标值之间的矩阵转换关系,推算出单个姿态角变化导致的像移速度,最后将此方法推广到三个姿态角都变化时像移速度的计算。实际应用证明了该方法是一种有效的斜视画幅式航空相机的像移速度计算法,且直观、简单易行,还可以扩展到星载相机上。 展开更多
关键词 航空相机 姿态 像移速度 像移补偿 坐标系旋转
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利用加速度计和角速度仪的笔杆运动姿态检测 被引量:11
3
作者 曹丽 刘扬 刘伟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期831-835,共5页
在笔杆上安装加速度和角速度传感器测量笔杆的运动姿态时,由于两种传感器的性质不同,再经过运算处理后,对测量结果精度的作用也不同。为此,本文利用3种卡尔曼滤波观测模型,分析比较了只利用加速度传感器、只利用角速度传感器以及同时利... 在笔杆上安装加速度和角速度传感器测量笔杆的运动姿态时,由于两种传感器的性质不同,再经过运算处理后,对测量结果精度的作用也不同。为此,本文利用3种卡尔曼滤波观测模型,分析比较了只利用加速度传感器、只利用角速度传感器以及同时利用加速度和角速度传感器数据3种情况下估计笔杆运动姿态的结果及特点。实验表明,角速度传感器可以较准确地确定角速度,但角度累计误差较大;加速度传感器的静态分量可以较准确地确定姿态角度,但对角度变化不灵敏,两者结合起来可以互相弥补欠缺,有利于笔杆的运动姿态检测。 展开更多
关键词 速度 陀螺仪 笔杆运动检测 姿态 姿态速率
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基于磁阻传感器与加速度计复合的姿态角检测技术 被引量:8
4
作者 唐玉发 张合 刘建敬 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第1期56-58,62,共4页
针对基于三维磁阻传感器解算姿态角时,解算结果会因符号变号出现较大解算误差,并需要已知其中一个姿态角方可解算另外2个姿态角,提出基于磁阻传感器与加速度计复合的姿态角解算算法,利用加速度计单独解算的倾斜角为地磁传感器解算提供... 针对基于三维磁阻传感器解算姿态角时,解算结果会因符号变号出现较大解算误差,并需要已知其中一个姿态角方可解算另外2个姿态角,提出基于磁阻传感器与加速度计复合的姿态角解算算法,利用加速度计单独解算的倾斜角为地磁传感器解算提供一个姿态角,在地磁俯仰角阈值处以加速度计解算的横滚角代替磁阻传感器解算的横滚角,从而能实现同时测量3个姿态角,并在实验室进行了试验,达到预期的效果,为特殊行业对象的姿态角定姿提供一种新的方法思路。 展开更多
关键词 磁阻传感器 速度 姿态 检测
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H_∞次优滤波在速度姿态匹配传递对准中的应用 被引量:7
5
作者 宋丽君 秦永元 严恭敏 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期49-52,共4页
针对速度+姿态匹配传递对准中量测中的不确定性干扰,采用H∞滤波方法进行速度+姿态匹配传递对准。并与卡尔曼滤波进行了比较,仿真结果表明,当系统噪声和量测噪声为白噪声时,卡尔曼滤波器和H∞滤波器均有效,而且卡尔曼滤波器优于H∞滤波... 针对速度+姿态匹配传递对准中量测中的不确定性干扰,采用H∞滤波方法进行速度+姿态匹配传递对准。并与卡尔曼滤波进行了比较,仿真结果表明,当系统噪声和量测噪声为白噪声时,卡尔曼滤波器和H∞滤波器均有效,而且卡尔曼滤波器优于H∞滤波器。但是,当系统噪声与量测噪声为有色噪声并且存在建模误差时,卡尔曼滤波收敛速度明显低于H∞滤波的收敛速度。H∞滤波更符合工程应用的实际情况,因而H∞滤波是一种非常有效的估计方法。 展开更多
关键词 传递对准 速度+姿态匹配 H∞滤波 卡尔曼滤波器
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一种更精确的带有杆臂补偿的速度加姿态匹配传递对准模型 被引量:3
6
作者 郭子伟 缪玲娟 沈军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2357-2364,共8页
针对捷联惯导系统的传递对准问题,提出了一种更精确的带有杆臂补偿和速度差乘积项的速度加姿态匹配的传递对准模型。对准模型中增加杆臂补偿项提高了系统的稳态精度;增加速度差乘积项改善了系统的动态响应,加快了滤波器收敛速度。采用&q... 针对捷联惯导系统的传递对准问题,提出了一种更精确的带有杆臂补偿和速度差乘积项的速度加姿态匹配的传递对准模型。对准模型中增加杆臂补偿项提高了系统的稳态精度;增加速度差乘积项改善了系统的动态响应,加快了滤波器收敛速度。采用"摇摆机动"的飞行轨迹,对传递对准滤波器进行了仿真;仿真结果证明了传递对准模型的有效性。 展开更多
关键词 传递对准 KALMAN滤波 速度匹配 姿态匹配 杆臂补偿
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敏捷卫星姿态对像移速度与偏流角的影响 被引量:6
7
作者 黄敏 葛玉君 +1 位作者 杨芳 黄群东 《航天器工程》 北大核心 2015年第3期34-39,共6页
针对敏捷卫星需要具备在复杂姿态下推扫成像的能力,建立了卫星在不同姿态下的像移速度和偏流角的数学模型,并进行了仿真分析,讨论了姿态改变对卫星成像带来的影响。仿真分析表明:姿态改变是影响像移速度和偏流角的最大因素,敏捷卫星从... 针对敏捷卫星需要具备在复杂姿态下推扫成像的能力,建立了卫星在不同姿态下的像移速度和偏流角的数学模型,并进行了仿真分析,讨论了姿态改变对卫星成像带来的影响。仿真分析表明:姿态改变是影响像移速度和偏流角的最大因素,敏捷卫星从一个姿态变化到另一个姿态成像时,需要根据预期的姿态调整相机的积分时间以满足成像质量要求,同时偏流角也需要做相应调整以补偿姿态改变带来的偏流角变化。 展开更多
关键词 像移速度 偏流 积分时间 敏捷卫星 姿态控制
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时间延迟对姿态角匹配传递对准的影响 被引量:3
8
作者 陈刚 周超 刘红光 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期172-176,共5页
姿态角匹配传递对准要求匹配信息在时间上统一。主子惯导之间存在传输延迟以及由于启动时间点随机性导致的解算点不匹配,造成信息在时间上不统一。分析了时间延迟对姿态角匹配传递对准的影响,并提出了一种将时间延迟分离并加以补偿处理... 姿态角匹配传递对准要求匹配信息在时间上统一。主子惯导之间存在传输延迟以及由于启动时间点随机性导致的解算点不匹配,造成信息在时间上不统一。分析了时间延迟对姿态角匹配传递对准的影响,并提出了一种将时间延迟分离并加以补偿处理的方法。采用滞后子惯导信息的方式预先补偿常值时延,而后采用状态增强的方式估计补偿随机启动时间点造成的随机时延,从而达到匹配信息时间统一的要求。试验结果表明,当主子惯导时间不同步,若不对时间延迟补偿,姿态角估计误差较大甚至不收敛;存在100 ms时间延迟时,相比于直接采用状态增强的方式估计补偿时间延迟,采用常值与随机时延分别补偿的方式卡尔曼滤波器收敛时间从28 s缩短至10 s,东向与北向水平估计精度分别提升至0.5'、0.3',航向估计精度相同。 展开更多
关键词 姿态匹配 时间延迟 卡尔曼滤波 对准性能
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一种基于速度加姿态匹配传递对准的稳瞄稳向方法 被引量:2
9
作者 高伟伟 王广龙 +2 位作者 高凤岐 高爽 乔中涛 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期19-22,共4页
针对战车稳瞄稳向系统中单一惯性测量组合(IMU)组建的姿态测量系统初始对准时间较长,测量精度随惯性器件漂移影响较大的问题,提出了基于速度加姿态匹配传递对准的稳瞄稳向方法。仿真结果表明,提出的新方法可在10s内实现光电设备IMU的初... 针对战车稳瞄稳向系统中单一惯性测量组合(IMU)组建的姿态测量系统初始对准时间较长,测量精度随惯性器件漂移影响较大的问题,提出了基于速度加姿态匹配传递对准的稳瞄稳向方法。仿真结果表明,提出的新方法可在10s内实现光电设备IMU的初始对准,并且能准确估计出光电设备IMU计算平台失准角。将结果用于解算姿态角的补偿,可大大提高稳瞄稳向精度。 展开更多
关键词 稳瞄稳向 传递对准 速度姿态匹配 卡尔曼滤波
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线加速度计辅助惯性姿态角测量的误差分析 被引量:3
10
作者 胡浩军 马佳光 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期284-287,共4页
通过对成对的线加速度计信号的二次积分,可以得到高精度、宽带宽的惯性姿态角信号。对线加速度计辅助惯性姿态角测量的误差分析表明,测量误差由加速度计噪声、二次积分离散化、信标噪声和加速度计频率特性误差组成。对于大角度振动信号... 通过对成对的线加速度计信号的二次积分,可以得到高精度、宽带宽的惯性姿态角信号。对线加速度计辅助惯性姿态角测量的误差分析表明,测量误差由加速度计噪声、二次积分离散化、信标噪声和加速度计频率特性误差组成。对于大角度振动信号,加速度计频率特性误差是误差的主要因素。数字补偿器对加速度计频率特性误差做出修正后,测量精度得到明显提高。对3角分30 Hz单频振动,当信标以200 Hz修正累积误差时,测量误差小于1角秒。 展开更多
关键词 速度 惯性 姿态 误差分析
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基于MEMS加速度计的倾斜姿态角传感器设计 被引量:4
11
作者 雷凌毅 唐恭富 姚毅 《兵工自动化》 2014年第6期71-73,77,共4页
针对应用领域中判断水平面及水平面夹角的问题,设计一种倾斜姿态角传感器。把 MEMS 加速度计SCA103T-D04与C8051F47单片机组合在一起,对MEMS加速度计输出信号进行调理和AD采集,单片机C8051F047完成数据分析和温度补偿,并通过CAN总... 针对应用领域中判断水平面及水平面夹角的问题,设计一种倾斜姿态角传感器。把 MEMS 加速度计SCA103T-D04与C8051F47单片机组合在一起,对MEMS加速度计输出信号进行调理和AD采集,单片机C8051F047完成数据分析和温度补偿,并通过CAN总线通讯接口和RS232通讯接口输出倾斜角度值,输出周期为200 ms。该倾斜姿态角传感器测量精度为0.03°,测量范围为-6°~6°,具有体积小、重量轻、精度高、温度适应范围宽的特性,可广泛应用于建筑、道路、桥梁及军用设备等领域。 展开更多
关键词 MEMS加速度 倾斜姿态传感器 单片机C8051F047 温度补偿
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基于快速模型匹配的飞行目标三维姿态角估计算法 被引量:1
12
作者 吉兵 单甘霖 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期656-659,共4页
采用动态模型匹配的基本原理,提出了一种基于二维图像序列的飞行目标三维姿态角估计算法。算法根据目标机动特点和姿态角约束关系,建立了降维动态模型库,在保证模型库完备性的同时减小了规模。根据相似性矩阵的分布规律提出了十字搜索法... 采用动态模型匹配的基本原理,提出了一种基于二维图像序列的飞行目标三维姿态角估计算法。算法根据目标机动特点和姿态角约束关系,建立了降维动态模型库,在保证模型库完备性的同时减小了规模。根据相似性矩阵的分布规律提出了十字搜索法,加快了最佳匹配模型的搜索速度。仿真表明,该算法具有较好的准确性和实时性,对提高机动目标跟踪性能具有一定的理论意义。 展开更多
关键词 模型匹配 动态模型库 十字搜索法 姿态
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船舶运动速度及姿态角监测系统 被引量:2
13
作者 陆蔼庆 赵永平 +1 位作者 陈永利 黄雅天 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 1994年第3期16-19,共4页
关键词 船舶 运动速度 姿态 监测系统
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传递对准中一种新的姿态匹配算法 被引量:7
14
作者 陈凯 鲁浩 闫杰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期691-694,共4页
根据Kain J E和Cloutier J R定义的量测失准角,设计了一种新的姿态匹配量测方程。通过与传统传递对准方程比较,推导出了这种姿态匹配量测方程。由推导出的量测方程,指出平台失准角、量测失准角和实际失准角三者之间的关系。该量测方程... 根据Kain J E和Cloutier J R定义的量测失准角,设计了一种新的姿态匹配量测方程。通过与传统传递对准方程比较,推导出了这种姿态匹配量测方程。由推导出的量测方程,指出平台失准角、量测失准角和实际失准角三者之间的关系。该量测方程使传递对准姿态量测方程形式简单,计算量减少。最后,采用"速度+姿态"匹配方法进行仿真,仿真结果表明:该方法与其它姿态角量测方法比较,在降低计算量的同时,仍然具有相同的估计精度。 展开更多
关键词 传递对准 姿态匹配量测方程 姿态匹配 速度匹配
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相对姿态匹配传递对准方法 被引量:6
15
作者 刘镇波 李四海 +1 位作者 王珏 张亚崇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期1619-1625,共7页
传统的姿态匹配传递对准需要主、子惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)分别惯导解算,得到两个姿态向量或姿态阵构造观测量。提出利用主、子IMU输出直接解算主、子IMU之间的相对姿态来构造匹配量的一种新的传递对准方法。首先... 传统的姿态匹配传递对准需要主、子惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)分别惯导解算,得到两个姿态向量或姿态阵构造观测量。提出利用主、子IMU输出直接解算主、子IMU之间的相对姿态来构造匹配量的一种新的传递对准方法。首先推导了主、子相对姿态矩阵微分方程,并给出求解方法,得到的相对姿态矩阵计算值与初始相对姿态矩阵相乘作为观测信息;然后推导建立了相对姿态的误差方程,由此给出了传递对准状态空间模型;最后讨论建立了仿真验证环境,仿真结果表明,子陀螺精度为1(°)/h时,子IMU对准精度可以达到3′以内,并在10s内迅速收敛。该方法同时适用于精确确定大角度或小角度的子IMU相对姿态,为关键位置实时高精度姿态基准的建立提供了技术参考。 展开更多
关键词 陀螺 惯性导航系统 对准 相对姿态匹配 大失准
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基于高分辨距离像的目标姿态角估计算法 被引量:6
16
作者 樊建鹏 范红旗 卢再奇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期2413-2417,共5页
目标的姿态角是目标运动状态的一个重要参数,在目标监控、目标跟踪、目标识别、导弹制导律设计等多个领域都有着很广泛的应用。不同于传统的利用图像传感器得到光学图像估计目标姿态角的方法,针对有翼导弹等弹体目标跟踪应用中的姿态角... 目标的姿态角是目标运动状态的一个重要参数,在目标监控、目标跟踪、目标识别、导弹制导律设计等多个领域都有着很广泛的应用。不同于传统的利用图像传感器得到光学图像估计目标姿态角的方法,针对有翼导弹等弹体目标跟踪应用中的姿态角估计问题,利用高分辨雷达得到的距离像,给出了姿态角估计的流程,提出了基于距离像匹配及运动状态滤波辅助的估计算法,并针对一个导弹末端机动场景实现了姿态角的连续跟踪,验证了本文提出的姿态角估计算法的可行性。 展开更多
关键词 姿态估计 高分辨距离像 距离像匹配 运动状态滤波
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一种用于InSAR/INS组合导航的姿态角反演方法 被引量:2
17
作者 蒋帅 汪丙南 +3 位作者 向茂生 付希凯 孙小凡 李银伟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期513-519,共7页
平台的姿态信息对导航十分重要,但合成孔径雷达辅助惯导系统无法获得平台的姿态信息,单天线GPS(Global Positioning System)无法完成姿态测量的需求.针对以上问题提出基于条纹匹配的干涉合成孔径雷达辅助惯导的组合导航方法,该导航方法... 平台的姿态信息对导航十分重要,但合成孔径雷达辅助惯导系统无法获得平台的姿态信息,单天线GPS(Global Positioning System)无法完成姿态测量的需求.针对以上问题提出基于条纹匹配的干涉合成孔径雷达辅助惯导的组合导航方法,该导航方法中干涉合成孔径雷达系统对平台的姿态角比较敏感,可以高精度地反演平台的姿态信息.本文通过分析平台的姿态误差对定位误差的影响,建立姿态角反演模型,根据条纹匹配得到的定位偏移结果,利用Levenberg-Marquardt(LM)算法求解非线性方程组完成平台姿态角的反演.最后通过仿真和干涉合成孔径雷达实际数据验证了姿态角反演模型的有效性. 展开更多
关键词 InSAR/INS组合导航 条纹匹配 姿态反演模型 LM算法
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一种基于惯性匹配的船体姿态基准传递方法 被引量:4
18
作者 袁二凯 杨功流 +1 位作者 于沛 唐改 《舰船科学技术》 北大核心 2013年第12期60-64,共5页
船体变形角的存在是造成船体局部姿态基准失准的根本原因。本文基于惯性姿态匹配法,提出一种抑制船体变形影响、实现高精度姿态基准传递的方法。首先对光学设备测得的船体变形角数据进行频域分析,实现船体变形角高精度建模。然后利用中... 船体变形角的存在是造成船体局部姿态基准失准的根本原因。本文基于惯性姿态匹配法,提出一种抑制船体变形影响、实现高精度姿态基准传递的方法。首先对光学设备测得的船体变形角数据进行频域分析,实现船体变形角高精度建模。然后利用中心主惯导和船体局部捷联惯导的姿态输出构建卡尔曼滤波方程,实现船体变形角的实时高精度估计。最后仿真验证了船体变形角建模方法和姿态匹配算法的可行性,为船体局部高精度姿态信息获取提供理论参考。 展开更多
关键词 船体变形 惯性姿态匹配 姿态基准 卡尔曼滤波
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静电悬浮加速度计轴间耦合误差角的在线测量 被引量:2
19
作者 刘爽 刘云峰 董景新 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期415-422,共8页
静电悬浮加速度计轴间耦合误差角与悬浮质量块的平行度误差有关,而常规方法很难测量其大小和方向,故本文提出了一种变预载轴间耦合误差角在线测量方法。通过分析悬浮质量块平行度误差、耦合误差角、姿态角与静电力耦合的关系,推导了变... 静电悬浮加速度计轴间耦合误差角与悬浮质量块的平行度误差有关,而常规方法很难测量其大小和方向,故本文提出了一种变预载轴间耦合误差角在线测量方法。通过分析悬浮质量块平行度误差、耦合误差角、姿态角与静电力耦合的关系,推导了变预载法进行在线耦合误差角精确测量的原理和公式。设计了静电悬浮加速度计原理样机,并利用该样机对提出的测量方法进行了实验验证。实验测得X向对Y/Z向耦合误差角分别为-5.10×10-4 rad和2.36×10-5rad,与理论分析相符。该方法同样适用于Y向对X/Z及Z向对X/Y的耦合误差角的在线测量。上述结果表明该方法可以有效、精确地完成静电悬浮加速度计不同轴之间耦合误差角的在线测量。 展开更多
关键词 静电悬浮加速度 耦合误差 姿态 变预载 在线测量
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基于角速率与角增量的捷联惯导姿态算法 被引量:1
20
作者 尹剑 邓宏林 +1 位作者 杨萌 张琬琳 《四川兵工学报》 CAS 2015年第11期101-104 111,111,共5页
对于捷联惯性姿态计算来说,目前存在着多种算法。这些算法如何归类、区分、如何在进行算法设计时根据具体应用进行算法选择,很容易给设计者造成困扰。针对这个问题,根据姿态算法所采用的角速率和角增量的采样方式,配合四元数算法和方向... 对于捷联惯性姿态计算来说,目前存在着多种算法。这些算法如何归类、区分、如何在进行算法设计时根据具体应用进行算法选择,很容易给设计者造成困扰。针对这个问题,根据姿态算法所采用的角速率和角增量的采样方式,配合四元数算法和方向余弦算法,采用仿真手段,对常用的捷联姿态计算进行了归纳和分析比较,给设计捷联姿态算法提供了参考。 展开更多
关键词 捷联惯性导航 姿态计算 速度 增量
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