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基于点线的视觉惯性导航系统初始化方法
1
作者 吴建峰 程向红 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期463-467,共5页
视觉惯性导航系统在初始化阶段解算出系统初始位姿、惯性测量单元(IMU)零偏以及单目尺度因子,能极大程度上保证系统收敛。为解决视觉惯性导航系统在点特征缺失环境下初始化效果差甚至失败的问题,提出了一种基于点线的视觉惯性导航系统... 视觉惯性导航系统在初始化阶段解算出系统初始位姿、惯性测量单元(IMU)零偏以及单目尺度因子,能极大程度上保证系统收敛。为解决视觉惯性导航系统在点特征缺失环境下初始化效果差甚至失败的问题,提出了一种基于点线的视觉惯性导航系统初始化方法。首先,通过几何方法在滑动窗口内构造了一个基于点线的结构,该结构相比于点结构具有更丰富的先验信息;其次,使用从运动中恢复结构(Sf M)的方法,恢复点线结构的运动状态;最后,以松组合的形式对齐结构的运动状态以及IMU预积分结果,求解出IMU零偏、重力加速度、速度和尺度因子等初始量。实验结果表明:在点特征缺失的公共数据集上,相较于基于点特征的初始化方法,所提方法的均方根定位误差减少6%,初始误差显著降低,同时具有更好的建图结果。 展开更多
关键词 视觉惯性导航系统 线特征 初始化
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基于惯导及水下声学辅助系统的AUV容错导航技术 被引量：19
2
作者 张涛 徐晓苏 +1 位作者 李瑶 宫淑萍 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期512-516,共5页
由于GPS和无线电信号在水下衰减很快而无法使用，因此以惯性导航为核心，加以其它声学辅助导航设备的组合导航系统正适合水下航行器的使用环境。以捷联惯性系统／超短基线／多普勒测速仪／磁航向仪组合导航系统为研究对象，给出了联邦... 由于GPS和无线电信号在水下衰减很快而无法使用，因此以惯性导航为核心，加以其它声学辅助导航设备的组合导航系统正适合水下航行器的使用环境。以捷联惯性系统／超短基线／多普勒测速仪／磁航向仪组合导航系统为研究对象，给出了联邦滤波结构，并利用X^2残差检测法诊断出子系统的故障并进行系统重构从而不影响系统性能，最后对组合系统进行了仿真，成功检测出了超短基线系统定位故障并及时进行了隔离。姿态误差和速度误差在故障发生和消失时刻由于系统重构有轻微跳动，其它时刻均保持较高精度，当故障消失时位置误差又恢复到正常量级（5～10m）。仿真结果表明，所提出的SINS／水下声学辅助设备组合导航系统能够提供水下航行器精确的速度、姿态及位置信息，并能够正确及时检测并隔离故障。 展开更多
关键词 水下航行器 捷联惯导 超短基线 组合导航 容错导航
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基于SINS/LBL紧组合的AUV水下导航定位技术 被引量：7
3
作者 张涛 石宏飞 徐晓苏 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期500-504,共5页
针对因水下环境的特殊性AUV难以实现精准导航的问题,设计了一种基于SINS/LBL紧组合的AUV水下导航定位系统。该系统具有定位精度高、鲁棒性好等优点,系统由SINS、LBL、DVL和MCP组成,根据LBL的TDOA定位原理建立了LBL斜距差模型,给出了SINS... 针对因水下环境的特殊性AUV难以实现精准导航的问题,设计了一种基于SINS/LBL紧组合的AUV水下导航定位系统。该系统具有定位精度高、鲁棒性好等优点,系统由SINS、LBL、DVL和MCP组成,根据LBL的TDOA定位原理建立了LBL斜距差模型,给出了SINS/LBL/DVL/MCP的状态方程和量测方程,利用集中kalman滤波器对组合导航系统进行最优估计。在相同的仿真条件下,对SINS/LBL松组合、紧组合进行了软件仿真,仿真结果表明:相对于松组合系统,基于SINS/LBL的紧组合系统导航精度更高,尤其是在由于AUV运动或受到外界干扰导致可用信号的水听器不足四个时,紧组合系统的可靠性和容错性更高。 展开更多
关键词 AUV 捷联惯导 长基线 紧组合 松组合
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基于数字锁相环控制的硅微陀螺仪驱动模态分析与实验 被引量：7
4
作者 王晓雷 张印强 +1 位作者 杨成 李宏生 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期747-752,共6页
为了有效控制硅微陀螺仪的驱动模态,采用基于数字锁相环的相位控制方案对驱动信号振动频率进行跟踪控制.首先,分析了硅微陀螺仪驱动模态的特点,提出了一种数字锁相环控制驱动信号频率的方法;其次,阐述了基于锁相环的硅微陀螺仪驱动模态... 为了有效控制硅微陀螺仪的驱动模态,采用基于数字锁相环的相位控制方案对驱动信号振动频率进行跟踪控制.首先,分析了硅微陀螺仪驱动模态的特点,提出了一种数字锁相环控制驱动信号频率的方法;其次,阐述了基于锁相环的硅微陀螺仪驱动模态闭环控制原理,并分析了锁相环频率控制的稳定性;然后,对锁相环控制的驱动模态频率变化和跟踪情况进行了仿真,验证了驱动频率动态跟踪特性;最后,设计了一种基于锁相环的FPGA数字电路控制方案,并制作成实际电路,同时,对硅微陀螺仪驱动模态的开环谐振频率驱动和闭环频率驱动进行了对比实验.结果表明,当温度在-40～60℃内变化时,该控制方案能够保证驱动频率时刻跟踪驱动模态谐振频率的变化,且跟踪相对误差为2.5×10-5. 展开更多
关键词 硅微陀螺仪 数字锁相环 驱动信号频率 频率跟踪
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基于低频调制激励的硅微陀螺仪自动模态匹配技术 被引量：6
5
作者 杨成 李宏生 +1 位作者 徐露 朱昆朋 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期542-547,560,共7页
根据二阶质量-弹簧-阻尼系统的幅频特性和相频特性关于谐振频率对称的特点,提出了一种低频振荡激励的实时模态匹配技术,根据检测模态的输出响应来判别驱动模态和检测模态的匹配程度。首先简要介绍了带频率调谐功能的双质量线振动硅微陀... 根据二阶质量-弹簧-阻尼系统的幅频特性和相频特性关于谐振频率对称的特点,提出了一种低频振荡激励的实时模态匹配技术,根据检测模态的输出响应来判别驱动模态和检测模态的匹配程度。首先简要介绍了带频率调谐功能的双质量线振动硅微陀螺仪,该陀螺利用负刚度效应来调节检测模态的谐振频率;然后通过理论推导以及系统仿真验证了基于低频调制激励的自动模态匹配技术的可行性和有效性;最后设计了一种基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)的数字控制电路,并且对同一测试陀螺进行了模态匹配和模态不匹配下的性能对比。试验结果表明,相比模态不匹配条件下,陀螺零偏稳定性从5.89(°)/h提高到1.26(°)/h,角度随机游走从0.36(°)/√h提高到0.079(°)/√h,性能分别提高了4.7倍和4.6倍。 展开更多
关键词 负刚度效应 硅微陀螺仪 低频振荡调制 模态匹配 自动频率调节
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粒子群算法在惯性/地磁组合导航航迹规划中的应用 被引量：8
6
作者 乔楠 王立辉 +2 位作者 孙德胜 马明珠 余乐 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期787-791,共5页
高效的航迹规划是水下运载器隐蔽航行的关键技术之一。结合水下航行器的地磁导航环境特征约束因素,建立了航迹代价评估模型,采用最短路径算法在约束区域内按路径长度的次序递增、迭代,规划出一条粗选航迹。在此基础上,采用粒子群优化算... 高效的航迹规划是水下运载器隐蔽航行的关键技术之一。结合水下航行器的地磁导航环境特征约束因素,建立了航迹代价评估模型,采用最短路径算法在约束区域内按路径长度的次序递增、迭代,规划出一条粗选航迹。在此基础上,采用粒子群优化算法将时间信息作为搜索空间的粒子,改进惯性权重值和编码方式,对粗选航迹进行优化,实现全局最优。仿真结果表明,粒子群优化算法缩小了搜索范围,提高了搜索效率,收敛更快,将适应度由49.211提高至43.304,所需代价更小,且所获取的航迹可以有效规避非适配区,保证了全局最优、局部最优。 展开更多
关键词 惯性/地磁组合导航 航迹规划 航迹代价模型 粒子群算法
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硅微阵列陀螺仪的信号滤波技术 被引量：6
7
作者 张印强 吉训生 王寿荣 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1222-1226,共5页
为了提高硅微陀螺仪的性能,基于四质量块结构形式,设计了一种全新的单芯片集成硅微阵列陀螺仪.根据Allan方差分析方法对漂移信号进行了研究,建立了系统的随机误差模型.利用冗余检测技术、信号差分技术、目标动态跟踪技术和粒子滤波算法... 为了提高硅微陀螺仪的性能,基于四质量块结构形式,设计了一种全新的单芯片集成硅微阵列陀螺仪.根据Allan方差分析方法对漂移信号进行了研究,建立了系统的随机误差模型.利用冗余检测技术、信号差分技术、目标动态跟踪技术和粒子滤波算法构建了系统的两级动态滤波器,分析了系统的状态方程和观测方程,并对测量信号进行了滤波研究.实验结果表明:根据该动态滤波器模型,对于转动角速度为50(°)/s的动态滤波实验,原始信号的标准差由0.481 0(°)/s减小为0.214 9(°)/s,动态测量信号的信噪比得到了有效提高,而经过动态滤波后的漂移信号的零偏不稳定性与原始漂移信号相比提高了2.54倍. 展开更多
关键词 硅微阵列陀螺仪 ALLAN方差 粒子滤波 数据融合
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基于约束粒子群优化的海底地形辅助惯性导航定位方法 被引量：8
8
作者 周玲 程向红 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期369-372,384,共5页
针对水下自主航行器长时间航行后惯性导航系统位置误差积累的问题,提出一种关于约束粒子群优化的海底地形辅助惯性导航定位方法。通过在等值域内进行粒子群初始化,改善粒子"早熟"问题。采用惯性导航和水深测量序列计算相邻测... 针对水下自主航行器长时间航行后惯性导航系统位置误差积累的问题,提出一种关于约束粒子群优化的海底地形辅助惯性导航定位方法。通过在等值域内进行粒子群初始化,改善粒子"早熟"问题。采用惯性导航和水深测量序列计算相邻测量点水平距离、航迹水平转向角和水深变化量三个匹配参数,同时利用待匹配航迹上的粒子群计算以上三个参数,将航迹水平转向角和水深变化量转换为各自等效的水平相对距离,最后采用对应于相同匹配参数的等效水平相对距离的平均绝对差之和构建适应度函数,采用约束粒子群优化进行地形匹配,辅助惯导系统准确定位。通过某海图内海底地形匹配进行仿真实验,结果表明当航行器初始位置误差较大时:在地形变化明显区,ICCP的定位精度为200 m,约束粒子群优化的定位精度提高到20 m以内;在地形变化平坦区,ICCP无法有效定位的情况下,约束粒子群优化的定位精度约为250 m。 展开更多
关键词 地形匹配 约束粒子群优化 地形辅助导航 水下地形导航 水下自主航行器
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一种自适应H_∞滤波的运动学约束惯性导航方法 被引量：9
9
作者 程向红 赵莹 田芸 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期295-300,共6页
纯捷联惯性导航系统的精度主要受限于传感器精度,为了在固有的传感器精度上进一步提高纯捷联惯性系统导航精度,提出了一种基于自适应H∞滤波的运动学约束辅助惯性导航算法。利用运动约束条件,将载体系中的侧向和上向速度作为量测量,将... 纯捷联惯性导航系统的精度主要受限于传感器精度,为了在固有的传感器精度上进一步提高纯捷联惯性系统导航精度,提出了一种基于自适应H∞滤波的运动学约束辅助惯性导航算法。利用运动约束条件,将载体系中的侧向和上向速度作为量测量,将纯捷联惯性导航系统输出的姿态误差、速度误差及传感器误差作为状态量,采用一种能够自动调节滤波器参数的自适应H∞滤波方法以提高系统性能。实验结果表明,所提出的自适应H∞滤波运动学约束算法与无约束纯惯导算法相比能够提高23.7%~81%的定位精度,与无自适应H∞滤波运动学约束算法相比能够提高16.3%~62.2%的定位精度。 展开更多
关键词 惯性导航 自适应算法 H∞滤波 运动学约束
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基于小波神经网络的组合导航系统初始对准技术
10
作者 张涛 徐晓苏 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期73-78,89,共7页
针对SINS/GPS/MCP组合导航系统初始对准中GPS失锁时系统精度下降的问题,引入基于神经网络和小波技术的解决方案,将相关特征量经小波去噪后作为神经网络的训练样本.基于该方案建立了系统滤波模型,包括捷联惯性系统失准角、速度和位置误... 针对SINS/GPS/MCP组合导航系统初始对准中GPS失锁时系统精度下降的问题,引入基于神经网络和小波技术的解决方案,将相关特征量经小波去噪后作为神经网络的训练样本.基于该方案建立了系统滤波模型,包括捷联惯性系统失准角、速度和位置误差方程以及速度航向匹配的状态方程和量测方程.为了验证该方案的有效性,分别对GPS失锁、加入神经网络修正和引入小波去噪技术3种情况进行了仿真,结果发现:神经网络修正可解决速度精度变差的问题;经小波去噪后对神经网络重新训练,各项指标都有所提高.可见,基于小波的神经网络方法可提高神经网络逼近模型的程度,进而提高对准精度. 展开更多
关键词 组合导航 初始对准 神经网络 小波分析
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极区间接横向惯性导航方法 被引量：16
11
作者 姚逸卿 徐晓苏 童金武 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期29-34,共6页
针对极区经线收敛引起的以真北向作为航向参考的导航算法失效问题,在横向惯性导航方法的基础上,提出了一种以游移方位坐标系为导航坐标系的间接横向惯性导航方法,以寻求全球导航时算法的内在统一性,保证平台惯导平稳切换时的流畅性。在... 针对极区经线收敛引起的以真北向作为航向参考的导航算法失效问题,在横向惯性导航方法的基础上,提出了一种以游移方位坐标系为导航坐标系的间接横向惯性导航方法,以寻求全球导航时算法的内在统一性,保证平台惯导平稳切换时的流畅性。在横向地球椭球模型下,推导了横向游移坐标编排,建立了误差模型,并进行了仿真分析,并给出了间接横向导航方法下的全球导航流程。结果表明,导航坐标系相同情况下指北编排与间接横向编排极区性能不同的本质原因在于游移角误差的不同;间接横向惯性导航方法能够满足极区导航与穿越极点航行要求,航向角误差小于0.1'/h。 展开更多
关键词 极区导航 间接横向惯性导航 地球椭球模型 横向游移坐标系
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基于弹载捷联惯性导航系统精确导航的双欧拉全姿态方法 被引量：15
12
作者 吕维维 程向红 邱伟 《上海航天》 CSCD 2019年第1期34-42,共9页
垂直发射的地空导弹在大机动飞行时,其四元数法姿态角输出存在奇异性。为解决该问题,提出了正、反欧拉角微分方程切换的双欧拉全姿态解算方法。对正、反欧拉角微分方程进行了详细推导,论述了正、反欧拉角微分方程精华区与奇异区的倒置... 垂直发射的地空导弹在大机动飞行时,其四元数法姿态角输出存在奇异性。为解决该问题,提出了正、反欧拉角微分方程切换的双欧拉全姿态解算方法。对正、反欧拉角微分方程进行了详细推导,论述了正、反欧拉角微分方程精华区与奇异区的倒置关系。在此基础上,建立了正、反欧拉角的转换公式。根据正欧拉角的俯仰角对正、反欧拉角无缝切换,有效解决了俯仰角在±90°附近时姿态奇异性问题。仿真和半物理试验的结果表明:双欧拉全姿态算法解算的实际姿态与理论姿态保持一致,在奇异点附近的姿态角仍能正常输出,未出现突变现象,该方法得出的导航精度比四元数法得出的导航精度提高了9.81%。 展开更多
关键词 大机动 正、反欧拉角 奇异性 全姿态 微分方程
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先验地图辅助的激光-惯性自适应定位算法
13
作者 潘树国 王向 +2 位作者 刘宏 高旺 蔚保国 《中国惯性技术学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期1218-1226,共9页
针对变化场景下地图过期等导致传统地图匹配算法易失效的问题,提出了一种先验地图辅助的激光-惯性自适应融合定位算法。首先,为获得准确的优化初值并减少误差,提出了基于轻量化激光-惯性里程计初始估计的全局匹配算法。其次,为适应部分... 针对变化场景下地图过期等导致传统地图匹配算法易失效的问题,提出了一种先验地图辅助的激光-惯性自适应融合定位算法。首先,为获得准确的优化初值并减少误差,提出了基于轻量化激光-惯性里程计初始估计的全局匹配算法。其次,为适应部分未知场景,设计了一种多模块自适应决策机制,并基于因子图融合维护全局优化位姿与关键帧队列。通过在NTU VIRAL数据集上的实验证明了所提算法的优越性,与传统的基于正态分布变换地图匹配算法和A-LOAM算法相比,所提算法的平均定位误差分别降低了21.96%、19.28%。同时在校园室内数据集上验证,所提算法的平均定位误差较A-LOAM算法降低了14.14%。 展开更多
关键词 同时定位与建图 地图匹配 多源融合 因子图
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基于双轴转台的捷联惯性导航系统8位置系统级标定方法(英文) 被引量：7
14
作者 王子卉 程向红 范时秒 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期23-31,共9页
惯性测量单元(IMU)是捷联惯性导航系统的核心设备,IMU的精度直接影响捷联惯性导航系统的精度。标定精度和速度是评价IMU标定方法的主要指标。传统标定方法是先进行温度补偿,再利用高精度三轴转台进行位置和速率实验,共需耗费约4天时间... 惯性测量单元(IMU)是捷联惯性导航系统的核心设备,IMU的精度直接影响捷联惯性导航系统的精度。标定精度和速度是评价IMU标定方法的主要指标。传统标定方法是先进行温度补偿,再利用高精度三轴转台进行位置和速率实验,共需耗费约4天时间。虽然能够保证IMU的标定精度,但该方法复杂耗时。为改善复杂耗时的传统标定方法并保证标定精度,以便于批量生产,提出了基于双轴转台的8位置系统级标定方法。该方法基于27维状态向量的卡尔曼滤波器,以导航速度误差为观测量。该方法基于带温箱双轴转台设计,每个温度点需40 min进行标定。仿真和试验结果表明,该方法能够标定21个IMU误差参数,且该标定方法与传统标定方法相比标定时间更短,导航精度更高。 展开更多
关键词 系统级标定方法 惯性测量单元 卡尔曼滤波 温度补偿 捷联惯性导航系统
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基于三角词袋回环检测的激光惯性SLAM算法
15
作者 徐晓苏 何宇明 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期898-906,917,共10页
回环检测是减少激光惯性同步定位与建图(SLAM)位姿漂移的有效方法,而回环检测的精度和速度是其能否被应用于SLAM的关键因素。基于此,提出了一种基于三角词袋回环检测的激光惯性SLAM算法。首先,通过激光点云的LinK3D特征生成三角描述符,... 回环检测是减少激光惯性同步定位与建图(SLAM)位姿漂移的有效方法,而回环检测的精度和速度是其能否被应用于SLAM的关键因素。基于此,提出了一种基于三角词袋回环检测的激光惯性SLAM算法。首先,通过激光点云的LinK3D特征生成三角描述符,使用三角描述符构建三角词袋,实现实时位置识别与六自由度回环位姿估计。其次,将LinK3D特征用于帧到帧的点云配准,与惯性测量装置(IMU)预积分相结合,实现精确鲁棒的帧间位姿估计。在KITTI数据集上的实验结果表明,与LIO-SAM算法相比,所提SLAM算法的帧间位姿估计方法更加鲁棒,轨迹的平均均方根误差减少29.79%,每次回环约束的平均耗时减少93.53%。实测实验结果表明,与LIO-SAM算法相比,所提算法每次回环约束的平均耗时减少85.15%,室外长距离实验的绝对轨迹误差的均方根误差减少84.36%。 展开更多
关键词 同步定位与建图 回环检测 词袋模型 点云配准
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车辆动力学模型辅助的惯性导航系统 被引量：6
16
作者 张月新 王立辉 汤新华 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期576-580,共5页
为提高车辆导航系统的精确度和可靠性,提出一种车辆动力学模型辅助惯性导航系统的方法。建立车辆非线性动力学模型,利用四阶龙格库塔法实时解算速度信息。以惯导误差方程为状态方程,动力学模型与惯性导航解算的速度差为观测量,设计了容... 为提高车辆导航系统的精确度和可靠性,提出一种车辆动力学模型辅助惯性导航系统的方法。建立车辆非线性动力学模型,利用四阶龙格库塔法实时解算速度信息。以惯导误差方程为状态方程,动力学模型与惯性导航解算的速度差为观测量,设计了容积卡尔曼滤波器,并用估计的状态误差对惯导进行校正。仿真结果表明,所提出的利用车辆动力学模型辅助惯导的方法能有效抑制惯导误差的发散,位置精度和速度精度比纯惯导系统提高了一个数量级,航向角精度提高了73%。 展开更多
关键词 惯性导航系统 车辆动力学模型 容积卡尔曼滤波 组合导航
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显微激光诱导电流技术研究进展
17
作者 吕磊 苏丹 +4 位作者 杨毅 王善江 周桓立 刘肇国 张彤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期201-212,共12页
随着光电器件的研究步入微米/纳米尺度,显微激光诱导电流(LBIC)技术作为一种半导体器件的无损、快速、可成像的表征技术得到迅速发展。显微LBIC技术可表征局域光照激励下器件的光电转换性能,起初被用于检测器件中的不均匀性或缺陷。近年... 随着光电器件的研究步入微米/纳米尺度,显微激光诱导电流(LBIC)技术作为一种半导体器件的无损、快速、可成像的表征技术得到迅速发展。显微LBIC技术可表征局域光照激励下器件的光电转换性能,起初被用于检测器件中的不均匀性或缺陷。近年来,将显微LBIC技术与其他显微成像技术相关联,进行器件多物理参量的综合表征,为研究微纳尺度上的材料-结构-器件性能关系提供了有效手段。基于这一表征手段的进步,光伏器件中微观晶体结构与性能的关系研究、全新机理的低维光伏/探测器件研究、以及微纳结构的光伏/探测增强研究等均得到了蓬勃发展。文中综述了显微LBIC技术的研究进展,首先介绍显微LBIC的基本模型及分类,随后聚焦于LBIC与其他多种显微成像的关联表征技术,并探讨该类技术在光伏器件和光电探测器件研究方面的应用。最后展望了显微LBIC及其关联成像技术的未来发展方向。 展开更多
关键词 激光诱导电流 微纳结构 光伏器件 光电探测器件
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Attention-GRU神经网络辅助的SINS/DVL组合导航算法
18
作者 王立辉 刘恩东 +3 位作者 吴璠 胡桥 郝程鹏 吴敏 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期565-571,共7页
针对多普勒测速仪(DVL)短时失效导致定位精度下降的问题,提出了一种注意力机制门控循环单元(Attention-GRU)辅助的捷联惯导(SINS)/DVL组合导航算法。当DVL测速有效时,使用SINS/DVL组合导航信息对Attention-GRU神经网络进行训练。当DVL... 针对多普勒测速仪(DVL)短时失效导致定位精度下降的问题,提出了一种注意力机制门控循环单元(Attention-GRU)辅助的捷联惯导(SINS)/DVL组合导航算法。当DVL测速有效时,使用SINS/DVL组合导航信息对Attention-GRU神经网络进行训练。当DVL故障时,使用训练完毕的Attention-GRU神经网络预测DVL速度辅助校正SINS。仿真结果表明:当DVL故障时,Attention-GRU相对纯惯性导航系统和GRU在匀速运动状态的平均速度误差分别减小了71.35%和3.48%,平均位置误差分别减小了34.76%和1.74%;在运动状态变化时平均速度误差分别减小了58.45%和14.67%,平均位置误差分别减小了9.82%和2.27%。 展开更多
关键词 组合导航 自适应卡尔曼滤波 DVL故障 门控循环单元 注意力机制
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微光栅加速度计温度控制研究
19
作者 周陆强 杨波 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期9-16,25,共9页
微光栅加速度计凭借着极高灵敏度和分辨率等优势成为近几年的研究热点,但外界环境温度的变化会影响其输出精度。为优化其温度特性,提出了一种两级内外温控系统。通过介绍微光栅加速度计的基本原理,分析了由于半导体激光器和MEMS敏感芯... 微光栅加速度计凭借着极高灵敏度和分辨率等优势成为近几年的研究热点,但外界环境温度的变化会影响其输出精度。为优化其温度特性,提出了一种两级内外温控系统。通过介绍微光栅加速度计的基本原理,分析了由于半导体激光器和MEMS敏感芯片的温度特性对其造成的影响。针对加速度计设计了温控电路,对其搭载两级内外温控系统,使其工作温度保持恒定,最后对该系统进行了实验测试。实验结果表明:在该温控系统下,加速度计的工作温度控制精度可达±0.02℃。对于加速度计的噪声性能而言,在0.01~10 Hz频段,相较于未加温控系统的加速度计,整体信噪比提高了20 dB。 展开更多
关键词 微光栅 加速度计 两级温度控制 温控电路 半导体激光器
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基于双目视觉惯性的同步定位与稠密场景重建方法
20
作者 张小国 沈德玉 +1 位作者 张梓涵 郑子豪 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1086-1094,1101,共10页
针对传统稠密同步定位与建图(SLAM)在高动态场景下位姿漂移且建图质量不佳的问题,提出了一种基于双目视觉惯性的同步定位与稠密场景重建方法。首先,针对位姿漂移问题,推导了双目相机提取三维路标点过程中的偏置信息方程,并采用惯性测量... 针对传统稠密同步定位与建图(SLAM)在高动态场景下位姿漂移且建图质量不佳的问题,提出了一种基于双目视觉惯性的同步定位与稠密场景重建方法。首先,针对位姿漂移问题,推导了双目相机提取三维路标点过程中的偏置信息方程,并采用惯性测量装置的观测量筛选路标点,提高系统的定位精度和鲁棒性。其次,针对建图效果不佳的问题,提出了一种CREStereo多视图视差估计网络与截断符号距离函数相结合的增量式地图构建方法,根据双目模型的有效视距剔除关键帧序列中错误的深度估计,并采用体素哈希方式动态构建全局一致的三维场景。最后,在EuRoC数据集下对算法的实时定位和三维重建性能进行对比测试。实验结果表明,高动态场景下所提算法的定位精度相较于VINS-Mono提高了9.20%,在高动态和弱纹理条件下能够实现高质量建图。 展开更多
关键词 稠密SLAM 视觉惯性里程计 深度估计 三维重建
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