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运动加速度抑制的偏振光/MIMU组合导航SHKF姿态解算
1
作者
金仁成
裴森
+2 位作者
周梓健
刘忱
张然
《光学精密工程》
CSCD
北大核心
2024年第22期3277-3287,共11页
针对无人机受大运动加速度影响时,组合导航中加速度计输出信息关于有效重力加速度的占比减少,偏振光传感器会产生抖动现象,对姿态角求解模型的准确建立进行研究。首先,引入偏振光传感器组合导航,介绍了偏振光导航的定向原理。然后,以双...
针对无人机受大运动加速度影响时,组合导航中加速度计输出信息关于有效重力加速度的占比减少,偏振光传感器会产生抖动现象,对姿态角求解模型的准确建立进行研究。首先,引入偏振光传感器组合导航,介绍了偏振光导航的定向原理。然后,以双矢量高斯牛顿法和Sage-Husa Kalman (SHKF)算法构建级联式航姿解算算法,在多传感器的基础上观测无人机的姿态信息。最后,在分析运动加速度影响下加速度计测量结果准确性的基础上,提出信任因子解决运动加速度对姿态解算的影响,该算法可以抑制高速运动的无人机体产生的运动加速度产生的影响。为了验证该算法的可行性,基于偏振光/微型惯性测量单元(Miniature Inertial Measurement Unit,MIMU)组合导航平台进行实验,结果表明静态和动态环境中所提出算法相较于PI,EKF算法有30%左右的提升,运动加速度影响下抑制了由于非重力加速度的加入导致的姿态偏移。提高了无人机在运动加速度下的情况下的姿态解算精度,保证了无人机的正常飞行。
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关键词
偏振光传感器
运动加速度抑制
航姿解算
无人机
组合导航
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职称材料
改进扩展卡尔曼滤波的四旋翼姿态估计算法
被引量:
19
2
作者
王龙
章政
王立
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2017年第4期1122-1128,共7页
为了提高标准扩展卡尔曼姿态估计算法的精确度和快速性,将运动加速度抑制的动态步长梯度下降算法融入扩展卡尔曼中,提出一种改进扩展卡尔曼的四旋翼姿态估计算法。该算法在卡尔曼测量更新中采用梯度下降法进行非线性观测,消除标准扩展...
为了提高标准扩展卡尔曼姿态估计算法的精确度和快速性,将运动加速度抑制的动态步长梯度下降算法融入扩展卡尔曼中,提出一种改进扩展卡尔曼的四旋翼姿态估计算法。该算法在卡尔曼测量更新中采用梯度下降法进行非线性观测,消除标准扩展卡尔曼算法在线性化时带来的线性化误差,提高算法的准确性和快速性;对梯度下降法的梯度步长进行动态处理,使算法步长与四旋翼飞行器的运动合角速度成正比,增强微型四旋翼飞行器姿态解算的动态性能;对强机动运动过程中机体产生的运动加速度进行抑制处理,消除运动加速度对姿态解算的不利影响,提高了微型四旋翼飞行器姿态解算的跟踪精度。为了验证所设计算法的可行性和有效性,基于STM32单片机搭建四旋翼实验平台系统进行实时在线性能验证。结果表明,所设计算法能提高四旋翼飞行器在强机动、高速运动情况下的姿态跟踪精度、动态性能,增强姿态融合算法的抗干扰性,保证微型四旋翼飞行器的稳定飞行。
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关键词
四旋翼飞行器
扩展卡尔曼滤波器
运动加速度抑制
动态步长
梯度下降法
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职称材料
题名
运动加速度抑制的偏振光/MIMU组合导航SHKF姿态解算
1
作者
金仁成
裴森
周梓健
刘忱
张然
机构
大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室
出处
《光学精密工程》
CSCD
北大核心
2024年第22期3277-3287,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.52275281)。
文摘
针对无人机受大运动加速度影响时,组合导航中加速度计输出信息关于有效重力加速度的占比减少,偏振光传感器会产生抖动现象,对姿态角求解模型的准确建立进行研究。首先,引入偏振光传感器组合导航,介绍了偏振光导航的定向原理。然后,以双矢量高斯牛顿法和Sage-Husa Kalman (SHKF)算法构建级联式航姿解算算法,在多传感器的基础上观测无人机的姿态信息。最后,在分析运动加速度影响下加速度计测量结果准确性的基础上,提出信任因子解决运动加速度对姿态解算的影响,该算法可以抑制高速运动的无人机体产生的运动加速度产生的影响。为了验证该算法的可行性,基于偏振光/微型惯性测量单元(Miniature Inertial Measurement Unit,MIMU)组合导航平台进行实验,结果表明静态和动态环境中所提出算法相较于PI,EKF算法有30%左右的提升,运动加速度影响下抑制了由于非重力加速度的加入导致的姿态偏移。提高了无人机在运动加速度下的情况下的姿态解算精度,保证了无人机的正常飞行。
关键词
偏振光传感器
运动加速度抑制
航姿解算
无人机
组合导航
Keywords
polarized-light sensor
motion acceleration suppression
attitude determination
UAV
inte-grated navigation
分类号
V279 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
V249 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
O436.3 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
改进扩展卡尔曼滤波的四旋翼姿态估计算法
被引量:
19
2
作者
王龙
章政
王立
机构
武汉科技大学信息科学与工程学院
出处
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2017年第4期1122-1128,共7页
文摘
为了提高标准扩展卡尔曼姿态估计算法的精确度和快速性,将运动加速度抑制的动态步长梯度下降算法融入扩展卡尔曼中,提出一种改进扩展卡尔曼的四旋翼姿态估计算法。该算法在卡尔曼测量更新中采用梯度下降法进行非线性观测,消除标准扩展卡尔曼算法在线性化时带来的线性化误差,提高算法的准确性和快速性;对梯度下降法的梯度步长进行动态处理,使算法步长与四旋翼飞行器的运动合角速度成正比,增强微型四旋翼飞行器姿态解算的动态性能;对强机动运动过程中机体产生的运动加速度进行抑制处理,消除运动加速度对姿态解算的不利影响,提高了微型四旋翼飞行器姿态解算的跟踪精度。为了验证所设计算法的可行性和有效性,基于STM32单片机搭建四旋翼实验平台系统进行实时在线性能验证。结果表明,所设计算法能提高四旋翼飞行器在强机动、高速运动情况下的姿态跟踪精度、动态性能,增强姿态融合算法的抗干扰性,保证微型四旋翼飞行器的稳定飞行。
关键词
四旋翼飞行器
扩展卡尔曼滤波器
运动加速度抑制
动态步长
梯度下降法
Keywords
quadrotor
Extended Kalman Filter(EKF)
motion acceleration restraint
dynamic step
gradient descent algorithm
分类号
TP273.2 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
运动加速度抑制的偏振光/MIMU组合导航SHKF姿态解算
金仁成
裴森
周梓健
刘忱
张然
《光学精密工程》
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
改进扩展卡尔曼滤波的四旋翼姿态估计算法
王龙
章政
王立
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2017
19
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职称材料
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