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题名捷联惯导晃动基座四元数估计对准算法
被引量：14
- 1
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作者
高薪
卞鸿巍
傅中泽
张礼伟
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机构
海军工程大学电气工程学院
天津航海仪器研究所
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出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2014年第6期724-727,740,共5页
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基金
航空科学基金资助项目(920120816001)
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文摘
针对捷联惯导晃动基座下的初始对准问题,提出了一种基于四元数估计(QUEST)的抗干扰对准算法。将惯性系对准方法中,求取初始姿态阵的问题转化为基于观测矢量确定载体姿态的Wahba问题,利用四元数估计算法得到最小二乘意义下载体初始姿态的最优四元数解。阐述了四元数估计算法的基本原理,详细给出了基于四元数估计算法的捷联惯导晃动基座对准方案。进行了车载实验,实验结果表明:四元数估计对准算法姿态角误差的收敛速度优于双矢量定姿对准算法,同时可进一步提高对准精度。经120 s对准后,水平姿态误差在5″以内,航向误差在1.3′以内。
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关键词
捷联惯导
晃动基座
初始对准
Wahba问题
四元数估计算法
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Keywords
SINS
rocking base
initial alignment
Wahba problem
quaternion estimation algorithm
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分类号
U666.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名一种四元数更新算法的推导及仿真研究
被引量：9
- 2
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作者
张亚崇
孙国基
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机构
西安交通大学系统工程研究所
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出处
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
2002年第4期430-431,446,共3页
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文摘
在捷联惯导系统中,可以用四元数来表示姿态矩阵,而姿态矩阵的计算是捷联惯导系统的关键问题之一。本文引入四元数三阶泰勒展开递推式作为四元数的更新算法,着重进行了公式的推导,并对某陆地捷联惯导系统的实际测量数据进行了仿真,仿真结果表明了该算法的有效性。
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关键词
四元数更新算法
仿真
捷联惯导系统
方向余弦矩阵
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Keywords
quaternion
strapdown INS
simulation
attitude
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分类号
TN966
[电子电信—信号与信息处理]
TP391.9
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名四元数复数形式的最小均方算法
被引量：1
- 3
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作者
常文秀
陶建武
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机构
吉林大学通信工程学院
空军航空大学控制工程系
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出处
《信号处理》
CSCD
北大核心
2011年第10期1515-1519,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(60872088)
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文摘
目前,作为多维信号处理的一个重要工具,四元数代数理论已在各种领域有所应用,并取得了良好的效果。基于四元数的复数形式,本文提出了四元数复数形式的最小均方(LMS-QC)自适应滤波算法。首先推导了LMS-QC自适应滤波算法,并且对其性能进行了分析,给出了步长的选择范围。进一步针对某一机载简化矢量传感器阵列,给出了归一化LMS-QC波束形成算法。此算法克服了四元数实数形式的最小均方(QLMS)自适应滤波算法的局限性,更适合复信号的多维处理,并且加权矢量每次迭代的计算量仅为QLMS算法的一半。计算机仿真结果表明LMS-QC算法是收敛的。稳态时估计均方误差达到了最小值,权矢量的模值和输出信干噪比也接近最优值。在主要区间内,LMS-QC算法的性能优于QLMS算法。
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关键词
四元数最小均方自适应算法
四元数输出模型
波束形成
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Keywords
Quaternion least mean square adaptive algorithm
Quaternion output model
Beanforming
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分类号
TN911.7
[电子电信—通信与信息系统]
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题名基于四元数的两轮自平衡车控制系统研究
被引量：1
- 4
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作者
孔德肖
王甲一
李俊萩
张晴晖
强振平
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机构
西南林业大学大数据与智能工程学院
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出处
《电子测量技术》
北大核心
2023年第21期49-54,共6页
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基金
云南省农业联合专项(202301BD070001-127)
西南林业大学森林生态大数据国家林业和草原局重点实验室重点项目(2022-BDK-05)
云南省教育厅科学研究基金(2023Y0703)项目资助
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文摘
为了提高两轮自平衡控制系统的实时性和稳定性,提出了一种将四元数与PID相结合的两轮自平衡车控制机制。该机制基于四元数实现姿态角度的解算,基于PID算法实现平衡车的运动控制。该系统使用MPU-6050对平衡车的角速度和角加速度进行测量,使用编码器对电机转动速度进行测量,将这些测量数据作为平衡车控制系统的反馈,完成平衡车的控制,并可通过手机APP进行人机交互。在本文设计的控制算法下,平衡车在自平衡、载高度自平衡和载重自平衡三种场景下均可以保持良好的平衡性。采集了三种场景下平衡车俯仰角数据20000组,方差分别为0.013、0.084、0.065。在静置状态下与卡尔曼滤波算法和互补滤波算法进行了对比,在5000组的自平衡数据中平衡车的俯仰角方差为0.000239,相较于其他两种算法更小。上述实验结果表明了本研究提出的控制机制能够在满足平衡车控制实时性的同时实现平衡车的稳定控制。
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关键词
自平衡车
四元数算法
直立环
速度环
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Keywords
self-balancing vehicle
quaternion algorithm
upright loop
speed loop
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分类号
TP272
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名多信息融合的定向测姿方法的研究
被引量：15
- 5
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作者
吴建军
钱峰
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机构
上海交通大学仪器科学与工程系
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出处
《电子测量技术》
2012年第2期41-45,68,共6页
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文摘
针对双GPS定位定向系统和MEMS惯性传感器在姿态解算及导航系统中所呈现出的优点与不足,本文先后对惯性导航系统的四元数算法,基于MARG传感器(三轴陀螺、三轴加速度计和三轴磁阻)的航姿解算方法以及结合惯性导航系统和双GPS系统的航姿解算方法进行研究,通过计算机仿真实验证明了3种方案的可行性,并得出进一步的结论:采用组合导航的方式,由双GPS部分、IMU部分和数据处理部分组成的基于惯性导航和双GPS的多信息融合的航姿系统,具备更好的预测精度和可靠性。
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关键词
惯性导航系统
四元数算法
全球卫星定位系统
卡尔曼滤波器
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Keywords
inertial navigation system
quaternion algebra
global positioning system
Kalman filter
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分类号
V24
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名基于多传感融合的室内行径角度纠偏系统
被引量：2
- 6
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作者
熊璐琦
王玫
阮琨
罗丽燕
宋浠瑜
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机构
桂林电子科技大学信息与通信学院认知无线电与信息处理省部共建教育部重点实验室
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出处
《计算机工程与设计》
北大核心
2019年第3期731-736,754,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(61771157)
广西信息科学实验中心平台建设基金项目(PT1604)
+2 种基金
广西自然科学基金项目(2016GXNSFBA38014)
广西研究生教育创新计划基金项目(YCSW2017137)
中国博士后科学基金项目(2016M602921XB)
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文摘
针对室内定位系统易受手机姿态变化影响导致位置估计精度偏低的问题,提出一套行径角度纠偏的系列算法。将手机内通过四元数姿态解算后的数据,进行多传感器序贯式二阶卡尔曼滤波融合,对用户行径路线进行动态实时纠偏,使用户在行径过程中可随意摆动手机,不影响定位效果。实验结果表明,相比标准卡尔曼滤波,序贯分布式二阶卡尔曼滤波在手机转角纠偏方面更具有纠偏优势,利用优化后的转角进行多源融合定位能使用户行走方式更加随意,与地磁信息融合后更加明显地提高了室内定位的精度和稳定性。
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关键词
室内定位
序贯分布式二阶卡尔曼滤波算法
多传感器信息融合
四元数算法
地磁
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Keywords
indoor localization
sequential distributed two-stage Kalman filtering algorithm
multi-sensor information fusion
quaternion algorithm
geomagnetism
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名基于STM32与树莓派的视频采集智能车系统设计
被引量：12
- 7
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作者
孔德肖
张晴晖
李俊萩
邓祥忠
秦明明
钟丽辉
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机构
西南林业大学大数据与智能工程学院
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出处
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2020年第12期63-66,共4页
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基金
云南省科技厅生物资源数字化开发应用项目(202002AA10007)
云南省教育厅科学研究基金项目(2020J0402)
农业联合青年项目(2018FG001-108)。
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文摘
文中设计了一种由Android手机端控制的具有视频采集功能的智能车,STM32F103RCT6作为智能车主控板,树莓派实现视频采集,Android手机端可选择语音、按键、重力感应等模式对小车进行控制。提出了在小车行走过程中基于四元数算法获取每个时刻的偏航角,并配合PID算法,从而实现小车自动走直线的精确控制。经测试,系统软硬件配合良好,小车能及时执行Android手机端发送的各种控制指令,实时视频传输稳定。
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关键词
STM32
树莓派
智能车
四元数算法
实时视频
安卓
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Keywords
STM32
raspberry pie
intelligent car
quaternion algorithm
real-time video
Android
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分类号
TN915
[电子电信—通信与信息系统]
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题名机载SAR用的GPS/SINS组合导航系统研究
被引量：6
- 8
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作者
杨大烨
谢天怀
胡宝余
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机构
北京控制仪器研究所
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出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
2002年第4期19-23,共5页
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文摘
提出了进行SINS姿态校正的四元数补偿算法,采用闭环KF（卡尔曼滤波）技术实时校正惯性仪表误差,补偿四元数误差,修正位置、速度误差。GPS/SINS组合导航系统样机的试验结果表明:采用该文提出的算法后,组合导航精度较高,在组合导航过程中若去掉GPS信息,短时间内纯SINS的导航精度很高,能够满足SAR对运动补偿精度的要求,待恢复GPS信息后,组合导航系统继续正常工作。
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关键词
GPS/SINS
组合导航系统
捷联惯导系统
机载合成孔径雷达
卡尔曼滤波
运动补偿
四元数补偿算法
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Keywords
SINS
SAR
Kalman filter
motion compensation
quaternion compensation algorithm
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分类号
V249.328
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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