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空间激光干涉引力波探测 被引量:78
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作者 罗子人 白姗 +18 位作者 边星 陈葛瑞 董鹏 董玉辉 高伟 龚雪飞 贺建武 李洪银 李向前 李玉琼 刘河山 邵明学 宋同消 孙保三 唐文林 徐鹏 徐生年 杨然 靳刚 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期415-447,共33页
为印证广义相对论和开拓引力波天文学窗口,引力波探测是当前国际研究热点.本文围绕空间激光干涉引力波探测,对其科学意义、发展状况、关键技术等进行了回顾.与地面激光干涉引力波探测相比,空间探测的工作频段更低,从104~10Hz,在工作距... 为印证广义相对论和开拓引力波天文学窗口,引力波探测是当前国际研究热点.本文围绕空间激光干涉引力波探测,对其科学意义、发展状况、关键技术等进行了回顾.与地面激光干涉引力波探测相比,空间探测的工作频段更低,从104~10Hz,在工作距离为百万公里量级上,预计能探测到双致密星系统、超大质量比双黑洞绕转系统、中等质量比双黑洞绕转系统,以及星系合并引起的超大质量黑洞并合等波源.为此,测距精度须达到皮米的量级,并且保证测距技术有效工作的无拖曳航天技术亦有很高的要求.本文以欧洲的空间激光引力波探测计划为例,主要对上述两项技术进行分析和阐述,并展望了空间引力波探测在我国的发展趋势和前景. 展开更多
关键词 引力波探测 激光干涉测距系统 无拖曳航天技术 惯性传感器 微推进器 引力波天文学
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基于惯性传感器和视觉里程计的机器人定位 被引量:65
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作者 夏凌楠 张波 +1 位作者 王营冠 魏建明 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期166-172,共7页
针对机器人快速运动下,由运动模糊而导致视觉里程计定位估计精度下降的问题,结合惯性传感器和视觉里程计提出一种定位算法。该方法以扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)为框架,利用惯性传感器的航位推算构建EKF的过程模型,视... 针对机器人快速运动下,由运动模糊而导致视觉里程计定位估计精度下降的问题,结合惯性传感器和视觉里程计提出一种定位算法。该方法以扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)为框架,利用惯性传感器的航位推算构建EKF的过程模型,视觉里程计作为相对线速度和相对角速度传感器用来建模观测方程,同时考虑到机器人运动在平面上,在垂直方向和侧向方向不会产生跳动和滑动,利用这两个方向上瞬时速度为零的约束构建另外一个观测方程。提出的定位方法能够克服视觉定位和惯性定位的缺点,提高了定位精度。基于机器人实测数据进行实验,结果表明提出的算法优于单独采用惯性传感器和视觉里程计。 展开更多
关键词 机器人定位 惯性传感器 视觉里程计 扩展卡尔曼滤波
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室内导航与定位技术发展综述 被引量:42
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作者 刘公绪 史凌峰 《导航定位学报》 CSCD 2018年第2期7-14,共8页
随着物联网的发展,强劲的市场需求为室内导航与定位系统提供了广阔的发展空间,对室内导航与定位技术的发展进行系统介绍,包括:基于无线信号的交汇定位,数据库匹配技术;基于MEMS惯性传感器的航向推算技术;多传感器融合技术。最后进行了... 随着物联网的发展,强劲的市场需求为室内导航与定位系统提供了广阔的发展空间,对室内导航与定位技术的发展进行系统介绍,包括:基于无线信号的交汇定位,数据库匹配技术;基于MEMS惯性传感器的航向推算技术;多传感器融合技术。最后进行了总结并展望了室内导航与定位技术的发展方向。 展开更多
关键词 室内导航与定位 无线电信号 数据库匹配 MEMS 惯性传感器
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微机械惯性传感器的技术现状及展望 被引量:35
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作者 刘危 解旭辉 李圣怡 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2003年第5期425-431,共7页
对微机械惯性传感器—微加速度计和微陀螺的技术现状进行了评述。根据其不同的技术实现,诸如制造过程、工作原理、控制系统、接口技术等对其进行了分类描述。这些微传感器的用途很广,而且相对于其传统器件来说有低成本、小尺寸、低功耗... 对微机械惯性传感器—微加速度计和微陀螺的技术现状进行了评述。根据其不同的技术实现,诸如制造过程、工作原理、控制系统、接口技术等对其进行了分类描述。这些微传感器的用途很广,而且相对于其传统器件来说有低成本、小尺寸、低功耗等特点,正在全世界范围内被广泛研究。最后,对微机械传感器领域的一些新的进展进行了讨论,并提出了展望。 展开更多
关键词 微机械 惯性传感器 微加速度计 微陀螺 技术现状
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MEMS微陀螺仪研究进展 被引量:31
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作者 成宇翔 张卫平 +3 位作者 陈文元 崔峰 刘武 吴校生 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2011年第5期277-285,共9页
回顾了MEMS微陀螺仪的研究进展,简单介绍了MEMS微陀螺仪的市场应用。微陀螺仪是MEMS器件中非常重要的一类器件。它的运用已经从单纯的航空领域逐渐转向汽车、消费电子行业等低端市场,这意味着微陀螺仪除了传统意义上的高精度高稳定性的... 回顾了MEMS微陀螺仪的研究进展,简单介绍了MEMS微陀螺仪的市场应用。微陀螺仪是MEMS器件中非常重要的一类器件。它的运用已经从单纯的航空领域逐渐转向汽车、消费电子行业等低端市场,这意味着微陀螺仪除了传统意义上的高精度高稳定性的要求,也可以向低精度商品化发展。传统的振动式陀螺,由于原理的局限性和加工技术的限制,很难达到战术级和惯性级的要求。导航级集成微陀螺(NGIMG)项目建议使用其他途径,以减少器件的可移动部件和降低工艺难度,从而提高其精度和抗干扰能力。各种设计方法近年来层出不穷,其中悬浮转子式微陀螺是目前精度最高的陀螺仪,微集成光学式陀螺也将在未来一段时间拥有巨大的研究潜力和发展空间。 展开更多
关键词 微电子机械系统(MEMS) 惯性传感器 微陀螺仪 零偏漂移 角随机游走 悬浮转子式微陀螺
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基于支持向量机的跌倒检测算法研究 被引量:29
6
作者 裴利然 姜萍萍 颜国正 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期182-187,共6页
实时跌倒检测能有效降低老人因跌倒导致的身心伤害,提高老人的独居能力和健康水平。为提高基于惯性传感器的跌倒检测系统的准确率,降低系统误报率和漏报率,提出了应用基于径向基函数的支持向量机算法实现跌倒判定。首先,应用佩戴在人体... 实时跌倒检测能有效降低老人因跌倒导致的身心伤害,提高老人的独居能力和健康水平。为提高基于惯性传感器的跌倒检测系统的准确率,降低系统误报率和漏报率,提出了应用基于径向基函数的支持向量机算法实现跌倒判定。首先,应用佩戴在人体腰间的便携式跌倒检测系统完成数据的采集;然后,利用基于径向基函数(RBF)的SVM分类器标记疑似跌倒行为,并利用粒子群算法完成分类算法中惩罚因子C和RBF参数g的优化。结果表明,在区分跌倒与类似跌倒的日常活动时,基于SVM算法的跌倒检测系统准确率、误报率和漏报率分别为97.67%,4.0%和0.67%。与传统的阈值方法相比,跌倒检测性能有很大提高,从而加强了该系统在老人跌倒检测中的应用。 展开更多
关键词 跌倒检测 惯性传感器 机器学习 支持向量机 粒子群优化 径向基函数
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石英挠性加速度计误差补偿模型的研究 被引量:21
7
作者 张鹏飞 龙兴武 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期1100-1102,1170,共4页
为了确保捷联惯导系统中加速度计的性能,研究了CHJN-2A石英挠性加速度计的静态输出特性。通过大量的重复性静态实验测试,分析了石英挠性加速度计的误差来源,并建立了影响导航系统定位精度的主要误差补偿的数学模型。结果表明,CHJN-2A石... 为了确保捷联惯导系统中加速度计的性能,研究了CHJN-2A石英挠性加速度计的静态输出特性。通过大量的重复性静态实验测试,分析了石英挠性加速度计的误差来源,并建立了影响导航系统定位精度的主要误差补偿的数学模型。结果表明,CHJN-2A石英挠性加速度计的输出特性具有较好的重复性,可以通过软件进行补偿提高它的精度。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 惯性传感器 石英挠性加速度计 误差补偿模型
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基于无线惯性传感器的人体动作捕获方法 被引量:22
8
作者 李启雷 金文光 耿卫东 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期280-285,共6页
为解决光学式动作捕捉设备成本高昂和操作复杂的问题,提出一种通过佩戴在用户身体上的无线惯性传感器进行人体动作数据捕获的方法.在用户身体的各个运动部位绑定多个由加速度和磁通传感器构成的无线惯性传感器单元,传感器通过无线信号... 为解决光学式动作捕捉设备成本高昂和操作复杂的问题,提出一种通过佩戴在用户身体上的无线惯性传感器进行人体动作数据捕获的方法.在用户身体的各个运动部位绑定多个由加速度和磁通传感器构成的无线惯性传感器单元,传感器通过无线信号发送运动传感数据到计算机端,应用优化算法计算惯性传感单元的三维朝向信息,最后将四元数与动画角色的骨骼绑定后生成人体动作数据.为了解决运动过程中的行走导致的骨架根节点移动问题,利用地形参数反向计算和调整角色骨架根节点位置,使生成的动作符合地形和环境要求,达到真实自然的运动效果.实验结果表明,使用无线惯性传感器进行人体动作捕获得到的动作数据准确度高,朝向计算方法运行速度快,能够满足实时性应用的要求,同时显著降低动作捕获的成本和使用复杂度. 展开更多
关键词 动作捕获 惯性传感器 无线网络 逆向动力学 动作重定向
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多MEMS传感器姿态测量系统的研究 被引量:20
9
作者 高宗余 李德胜 《电光与控制》 北大核心 2010年第3期68-70,97,共4页
提出利用多个MEMS传感器组合定姿的方法,该方法利用加速度计的输出判断载体运动状态,采用EKF滤波算法对其状态进行估计,并在滤波算法中应用加速度计和磁强计组合计算所得的姿态信息作为对陀螺漂移的补偿,最后通过数据融合修正其姿态角。
关键词 惯性传感器 EKF滤波 MEMS 漂移 数据融合
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微系统三维集成技术的新发展 被引量:21
10
作者 赵正平 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第1期1-10,共10页
进入新世纪,微电子的发展进入纳电子/集成微系统时代,人们在继续发展摩尔定律的同时,创新了超越摩尔定律的微系统三维集成技术。介绍了在成像传感、光集成微系统、惯性传感微系统、射频微系统、生物微系统和逻辑微系统的三维集成技术的... 进入新世纪,微电子的发展进入纳电子/集成微系统时代,人们在继续发展摩尔定律的同时,创新了超越摩尔定律的微系统三维集成技术。介绍了在成像传感、光集成微系统、惯性传感微系统、射频微系统、生物微系统和逻辑微系统的三维集成技术的新发展,包含MEMS和IC的3D异构集成、具有Si插入器的SiP3D集成和异质3D集成等技术和各自相应的特点,以及在各应用领域所产生的革命性成果。还介绍了微系统三维集成中有关TSV的可靠性研究的最新进展。 展开更多
关键词 微系统 3D集成 成像传感 光集成 惯性传感 射频(RF) 生物 多核逻辑电路 芯片上网络 可靠性 异构集成
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微小型惯性仪表发展现状、趋势以及对行业的影响 被引量:20
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作者 郑辛 刘飞 +1 位作者 雷明 王宝军 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期701-708,共8页
惯性仪表(包括陀螺和加速度计)是惯性技术的基础和核心,近年来,以高精度硅微机电陀螺、集成化微光纤陀螺、速率积分半球谐振陀螺、谐振式加速度计为代表的新型惯性仪表技术发展迅猛,相比传统惯性仪表,能够兼顾高精度和低SWa P+C(Size We... 惯性仪表(包括陀螺和加速度计)是惯性技术的基础和核心,近年来,以高精度硅微机电陀螺、集成化微光纤陀螺、速率积分半球谐振陀螺、谐振式加速度计为代表的新型惯性仪表技术发展迅猛,相比传统惯性仪表,能够兼顾高精度和低SWa P+C(Size Weight and Power,plus Cost,体积、重量、功耗和成本)指标,正推动惯性技术产生新变革。重点结合上述四种微小型惯性仪表,论述其国外最新进展,展望发展趋势,预测其对行业的影响,旨在为国内相关技术研究提供参考。 展开更多
关键词 惯性仪表 微机电陀螺 集成化微光纤陀螺 速率积分半球谐振陀螺 谐振式加速度计
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基于卡尔曼滤波的WiFi-PDR融合室内定位 被引量:18
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作者 周瑞 袁兴中 黄一鸣 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期399-404,共6页
为降低室内环境复杂性对WiFi指纹定位的影响,提出将支持向量机(SVM)分类与回归分析相结合的WiFi指纹定位算法,以提高定位精度。在基于智能手持设备惯性传感器的行走航位推算(PDR)中,为降低惯性传感器的误差及定位误差的累积,通过状态转... 为降低室内环境复杂性对WiFi指纹定位的影响,提出将支持向量机(SVM)分类与回归分析相结合的WiFi指纹定位算法,以提高定位精度。在基于智能手持设备惯性传感器的行走航位推算(PDR)中,为降低惯性传感器的误差及定位误差的累积,通过状态转换的方法识别行走周期并进行计步,提出对原始加速度数据进行预处理和根据实时加速度数据动态设置状态转换参数的算法。在改进的WiFi定位算法及PDR算法基础上,提出使用联邦卡尔曼滤波融合两种方法,并根据人体运动学确定各级滤波器的状态方程和量测方程。实验证明了该算法的有效性。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波 惯性传感器 多传感器融合 行走航位推算 定位 wiR指纹
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MEMS智能传感器技术的新进展 被引量:15
13
作者 赵正平 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第1期1-7,共7页
CMOS和MEMS结合所产生的MEMS智能传感器技术已成为智能传感器发展的主流,目前智能时代的开启已带动MEMS智能传感器技术进入快速发展阶段。综述了惯性、压力、温度和生化等典型的MEMS智能传感器,展现了MEMS智能传感器的应用需求、技术特... CMOS和MEMS结合所产生的MEMS智能传感器技术已成为智能传感器发展的主流,目前智能时代的开启已带动MEMS智能传感器技术进入快速发展阶段。综述了惯性、压力、温度和生化等典型的MEMS智能传感器,展现了MEMS智能传感器的应用需求、技术特点、传感器新材料和新结构、电子学新架构、设计拓扑、关键技术突破和测试结果。同时也对MEMS智能传感器的工艺和封装技术的最新进展进行了陈述。从设计、工艺和封装等方面分析了当前MEMS智能传感器总的发展趋势,并提取了主要技术创新亮点。 展开更多
关键词 智能传感 微电子机械系统(MEMS) 惯性传感 压力传感器 温度传感器 生化传感器
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采用惯性传感器的输电导线舞动监测系统 被引量:17
14
作者 黄新波 赵隆 +3 位作者 周柯宏 罗兵 李敏 张亚维 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1312-1319,共8页
为避免导线舞动扭转导致计算出的相对位移与实际运动偏差,设计了基于惯性传感器的导线舞动监测系统,对系统中的导线舞动无线监测传感器、导线舞动状态监测装置(CMD)、状态监测代理(CMA)等部分进行了硬件设计和舞动定位算法设计。利用惯... 为避免导线舞动扭转导致计算出的相对位移与实际运动偏差,设计了基于惯性传感器的导线舞动监测系统,对系统中的导线舞动无线监测传感器、导线舞动状态监测装置(CMD)、状态监测代理(CMA)等部分进行了硬件设计和舞动定位算法设计。利用惯性传感器设计,既考虑了导线自激振荡引起的舞动,也考虑了导线扭转运动引起的舞动。搭建了模拟导线舞动的测试平台,对系统可行性进行了测试,并对采用加速度传感器和惯性传感器2种方法进行比较,通过模拟实验结果表明:系统可有效对舞动进行监测,仅采用加速度传感器测量和计算的位移偏大,而利用惯性传感器测量和计算的位移更精确。此系统已在贵州电网山麻I回220 kV线路安装,目前运行良好。 展开更多
关键词 导线舞动 监测系统 惯性传感器 定位算法 输电线路 ZIGBEE
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面向手部康复应用的数据手套技术研究 被引量:16
15
作者 赵裕沛 费飞 +1 位作者 杨德华 陈超 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2415-2421,共7页
疾病或意外发生后经常会引起患者的手部功能障碍,但目前手部康复评估仍然依赖医生经验等主观判断,市场上现有的部分康复产品结构复杂、价格昂贵,而且无法长期记录病人的康复数据,不便于医生进行诊断和复查。提出了一种面向手部康复的多... 疾病或意外发生后经常会引起患者的手部功能障碍,但目前手部康复评估仍然依赖医生经验等主观判断,市场上现有的部分康复产品结构复杂、价格昂贵,而且无法长期记录病人的康复数据,不便于医生进行诊断和复查。提出了一种面向手部康复的多传感器数据融合手套,采用最小二乘法对加速度和地磁进行校正,利用互补滤波进行传感器数据融合,依据真实手骨模型进行虚拟手部建模,用数据手套获得的手部姿态驱动Unity3D中的手部模型。该系统可以准确地记录手的姿态信息,并在虚拟环境中进行实时还原,能高效地帮助医生进行康复评估和协助患者进行康复训练。 展开更多
关键词 手部康复 数据手套 惯性传感器 互补滤波 人机交互
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向高精度发展的干涉型光纤陀螺仪技术 被引量:4
16
作者 翁炬 田赤军 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第5期92-96,共5页
光纤陀螺仪是惯性系统中目前发展较快的全固态惯性敏感器。在光纤陀螺仪的发展过程中,先有开环式光纤陀螺仪用于战术级和大量民用,而后又发展成为全数字闭环干涉式光纤陀螺仪,逐渐用于导航级惯性系统。到20世纪90年代中期,人们看到了干... 光纤陀螺仪是惯性系统中目前发展较快的全固态惯性敏感器。在光纤陀螺仪的发展过程中,先有开环式光纤陀螺仪用于战术级和大量民用,而后又发展成为全数字闭环干涉式光纤陀螺仪,逐渐用于导航级惯性系统。到20世纪90年代中期,人们看到了干涉型光纤陀螺仪的高精度发展潜力,开始了精密级光纤陀螺仪及其系统技术的研究工作。从发展角度看,高精度光纤陀螺仪将成为21世纪前期的发展重点。 展开更多
关键词 惯性敏感器 光纤陀螺仪 掺饵光纤光源 光电器件
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MEMS惯性导航传感器 被引量:15
17
作者 周红进 钟云海 易成涛 《舰船科学技术》 北大核心 2014年第1期115-121,共7页
对大多数导航应用而言,精度并不是最重要的因素,在满足精度的前提下,尽可能降低成本、缩小体积才最重要。MEMS(Micro Electro Mechanical System)惯性传感器在民用市场已得到广泛应用,在战术级的导航中也开始逐渐应用,这主要受益于利用... 对大多数导航应用而言,精度并不是最重要的因素,在满足精度的前提下,尽可能降低成本、缩小体积才最重要。MEMS(Micro Electro Mechanical System)惯性传感器在民用市场已得到广泛应用,在战术级的导航中也开始逐渐应用,这主要受益于利用科里奥利效应制造的各种类型的MEMS陀螺。目前还没有达到战术级应用的环形激光陀螺和光纤陀螺的精度水平,但MEMS惯性传感器深具潜力。本文介绍当前MEMS陀螺和加速度计制造技术的发展,重点讨论MEMS传感器的设计及性能,并展望MEMS惯性传感器的发展前景。 展开更多
关键词 惯性导航 传感器 激光陀螺 光纤陀螺 MEMS惯性传感器
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基于行人航迹推算的室内定位算法研究 被引量:14
18
作者 王亚娜 蔡成林 +1 位作者 李思民 于洪刚 《电子技术应用》 北大核心 2017年第4期86-89,93,共5页
针对室内定位的实际应用需求,提出了基于行人航迹推算算法(PDR)的适用于手机采集数据的室内定位方法。不同于传统的数据采集方法,该种定位方法利用手机得到加速度、陀螺仪以及地磁原始数据,通过分析加速度信号实现步频探测和步长估计。... 针对室内定位的实际应用需求,提出了基于行人航迹推算算法(PDR)的适用于手机采集数据的室内定位方法。不同于传统的数据采集方法,该种定位方法利用手机得到加速度、陀螺仪以及地磁原始数据,通过分析加速度信号实现步频探测和步长估计。利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)融合各惯性传感器数据以提高方向角的解算精度。最后设计了基于Android平台的数据采集软件,可利用手机内置的传感器设备实现数据采集。经实验数据分析,该算法的定位精度优于2m,在实用的基础上具有较高的定位精度和较低的实现复杂度。 展开更多
关键词 行人航迹推算 扩展卡尔曼滤波 惯性传感器 室内定位 ANDROID
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微光机电(MOEMS)陀螺的技术及发展 被引量:12
19
作者 林恒 刘惠兰 +1 位作者 杨德伟 张春熹 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第2期85-88,共4页
提出微光机电(MOEMS)惯性器件技术,对其优势和研究价值进行了理论分析。介绍了国外MOEMS陀螺的工作原理、结构、性能指标及研究状况,初步探讨了微光机电陀螺的应用前景和技术发展途径,以及惯性器件的发展方向。
关键词 陀螺仪 微光机电系统 惯性器件 发展方向 性能指标
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微机械惯性仪表综述 被引量:9
20
作者 郭秀中 陈家斌 《测控技术》 CSCD 北大核心 1996年第2期6-10,共5页
介绍了当前国外微机械陀螺仪和微机械加速度计的典型方案,并对其工作原理进行了简要的分析。
关键词 惯性 传感器 微机械仪表 陀螺仪 加速度计
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