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基于磁阻和MEMS加速度传感器的电子罗盘设计及应用 被引量:17
1
作者 刘武发 蒋蓁 龚振邦 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期244-248,共5页
在简单介绍了姿态角和地磁场的基础上,分析了电子罗盘工作原理,设计了基于磁阻传感器、MEMS加速度传感器及SoC(System on Chip)MCU的电子罗盘。根据其构成的主要器件,分析、补偿和计算了系统误差。该电子罗盘具有体积小、重量轻、功耗... 在简单介绍了姿态角和地磁场的基础上,分析了电子罗盘工作原理,设计了基于磁阻传感器、MEMS加速度传感器及SoC(System on Chip)MCU的电子罗盘。根据其构成的主要器件,分析、补偿和计算了系统误差。该电子罗盘具有体积小、重量轻、功耗低、价格低和精度高等优点。试验结果表明其能够很好地用于微型和超小型飞行器的姿态控制与导航。 展开更多
关键词 飞行器控制 导航技术 姿态角 地磁场 磁阻传感器 MEMS加速度传感器 电子罗盘
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超声波果树冠层测量定位算法与试验 被引量:16
2
作者 张霖 赵祚喜 +2 位作者 俞龙 张智刚 黄健 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期192-197,共6页
本文利用姿态航向参考系统、RTK-DGPS和超声波传感器,研究超声波果树冠层扫描时探测点在大地坐标系下的定位问题,建立了定位算法以校正车身倾斜对测量点位置计算的影响。文中考虑了车体的位置和姿态角信息以及超声波传感器安装的位置角... 本文利用姿态航向参考系统、RTK-DGPS和超声波传感器,研究超声波果树冠层扫描时探测点在大地坐标系下的定位问题,建立了定位算法以校正车身倾斜对测量点位置计算的影响。文中考虑了车体的位置和姿态角信息以及超声波传感器安装的位置角度关系,利用一次、二次坐标转换建立算法模型,求解得到超声波探测点的绝对坐标位置。并利用农用拖拉机进行了直线行走试验和果树冠层扫描试验,其中的直线行走试验验证了校正模型的正确性。试验表明:通过姿态角和位置信息等建立的校正模型,消除了车体姿态角变化的影响,能正确解算作业车上任意点的大地坐标位置和冠层上超声波传感器探测点的大地坐标位置,使作业车辆在不平路面上工作时仍能准确地测绘出果树冠层形状。 展开更多
关键词 果树冠层 超声波 GPS 姿态角 方向余弦矩阵 校正模型
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姿态角随机测量误差对机载激光扫描成像的影响 被引量:15
3
作者 王建军 徐立军 李小路 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期220-228,共9页
研究了姿态角随机测量误差对机载激光雷达激光脚点定位精度和数字表面模型(DSM)精度的影响。分析了机载激光雷达的工作原理,推导了姿态角随机测量误差与激光脚点定位误差之间的传递关系。通过数值仿真,模拟了3种地形,研究了姿态角随... 研究了姿态角随机测量误差对机载激光雷达激光脚点定位精度和数字表面模型(DSM)精度的影响。分析了机载激光雷达的工作原理,推导了姿态角随机测量误差与激光脚点定位误差之间的传递关系。通过数值仿真,模拟了3种地形,研究了姿态角随机测量误差对点云及DSM的影响规律。通过半实物仿真实验,定量评价了姿态角随机测量误差对激光脚点定位精度和DSM精度的影响。仿真和实验结果表明,姿态角随机测量误差造成激光脚点定位精度和DSM精度降低。姿态角随机测量误差造成激光脚点平面坐标误差增加较大,是高程误差的4~5倍;当姿态角随机测量误差增大10倍时,激光点云三维坐标误差也增大约10倍,而DSM误差则增大40倍左右。 展开更多
关键词 遥感 误差分析 半实物仿真 姿态角 机载激光雷达 数字表面模型
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基于C8051F021的便携式姿态测量系统 被引量:4
4
作者 孙照鑫 赵忠 +1 位作者 李秉玺 孙肇伟 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2004年第11期37-38,共2页
介绍一种以C8051F021为核心的便携式姿态测量系统,详细论述了该系统的工作原理和软硬件设计,并介绍了一种有效的误差修正方法。系统不仅提供了俯仰角、横滚角、方向角等航姿参数直观的液晶显示,还为用户提供了多种数字量和模拟量的输出... 介绍一种以C8051F021为核心的便携式姿态测量系统,详细论述了该系统的工作原理和软硬件设计,并介绍了一种有效的误差修正方法。系统不仅提供了俯仰角、横滚角、方向角等航姿参数直观的液晶显示,还为用户提供了多种数字量和模拟量的输出。测试结果表明:系统输出准确,工作稳定。 展开更多
关键词 磁阻传感器 误差修正 姿态角
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姿态检测地磁传感器误差分析与补偿方法 被引量:8
5
作者 龙礼 张合 刘建敬 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期80-83,共4页
针对磁环境下的地磁传感器测量精度不足的问题,为了补偿地磁传感器存在的各种误差,在分析地磁传感器的自身误差和环境干扰误差的基础上,建立了地磁传感器误差校正模型,利用最大似然估计法将误差校正模型转化成多项式最小二乘拟合的基本... 针对磁环境下的地磁传感器测量精度不足的问题,为了补偿地磁传感器存在的各种误差,在分析地磁传感器的自身误差和环境干扰误差的基础上,建立了地磁传感器误差校正模型,利用最大似然估计法将误差校正模型转化成多项式最小二乘拟合的基本方程形式,提出了基于QR因子分解法的补偿系数快速解算方法。分别求取仿真误差模型和实验误差模型的补偿系数,然后对地磁场矢量进行校正。结果表明,校正后的磁场强度和实际磁场强度基本一致,滚转角精度提高了近5倍,能够满足相关需求。 展开更多
关键词 地磁传感器 姿态角 最小二乘法 最大似然估计 校正
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双矢量定姿在煤矿掘进机姿态测量中的应用
6
作者 徐叶倩 黄喆 +4 位作者 沈小玲 赵世艺 李佳雄 王浩森 肖恒 《电子科技》 2024年第4期8-15,共8页
针对现有巷道掘进机的姿态测量手段中普遍存在的高成本和误差累积等问题,文中提出了一种基于双矢量定姿原理的姿态测量算法。通过在巷道掘进环境中分别对重力矢量和光矢量进行构建与感知,利用惯性倾角测量和双目视觉测量技术,基于矢量... 针对现有巷道掘进机的姿态测量手段中普遍存在的高成本和误差累积等问题,文中提出了一种基于双矢量定姿原理的姿态测量算法。通过在巷道掘进环境中分别对重力矢量和光矢量进行构建与感知,利用惯性倾角测量和双目视觉测量技术,基于矢量元素分别在导航坐标系和掘进机载体坐标系中的数学表达,可实现掘进机载体坐标系相对于巷道导航坐标系的姿态解算。利用倾斜仪和双目相机组成的测量装置对指示激光和重力矢量进行测量,结合双矢量定姿算法即可完成掘进机机身的姿态解算。文中设计了静态重复性精度测量实验,结果表明该方法的姿态角重复性测量精度为0.0662°。利用蒙特卡洛方法对可能会引入的误差源进行仿真分析,结果表明误差对方位角、俯仰角以及滚转角的影响分别为0.7864°、0.4548°和0.4765°。 展开更多
关键词 双目视觉 姿态测量 双矢量定姿 倾斜仪 煤矿掘进机 姿态角 重复性实验 误差分析
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姿态检测地磁传感器静态校正技术 被引量:5
7
作者 刘建敬 张合 丁立波 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期127-131,共5页
为了消除三轴地磁传感器误差对基于地磁场的弹体姿态角检测系统的影响,采用地磁传感器的静态校正技术进行误差补偿。从灵敏度误差、偏移误差和非正交误差三个方面,建立了地磁传感器的误差校正模型,探讨了模型中9个误差系数的计算方法,... 为了消除三轴地磁传感器误差对基于地磁场的弹体姿态角检测系统的影响,采用地磁传感器的静态校正技术进行误差补偿。从灵敏度误差、偏移误差和非正交误差三个方面,建立了地磁传感器的误差校正模型,探讨了模型中9个误差系数的计算方法,并且构建了地磁传感器的误差校正系统。在没有环境因素对地磁场产生干扰的情况下,计算了地磁传感器误差校正模型中的9个误差系数,比较和分析了其对弹体姿态角检测系统的校正效果。实验结果表明,校正后弹体姿态角检测系统的精度提高了近一倍,误差校正模型有效地减小了地磁传感器的误差。 展开更多
关键词 地磁场 姿态角 地磁传感器 校正
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南极普里兹湾船载地磁三分量数据处理分析 被引量:4
8
作者 王文健 高金耀 +2 位作者 吴招才 许明炬 王威 《极地研究》 CAS CSCD 2017年第3期349-356,共8页
船载地磁三分量测量仪(STCM)具有易携带、无时空限制、多参数测量等特点,在极地恶劣环境下,显然比拖曳磁力仪更具优势。对第29次南极科学考察获得的船载地磁三分量数据进行船磁干扰场的校正分离,获得相应的三分量数据以及总场。校正后... 船载地磁三分量测量仪(STCM)具有易携带、无时空限制、多参数测量等特点,在极地恶劣环境下,显然比拖曳磁力仪更具优势。对第29次南极科学考察获得的船载地磁三分量数据进行船磁干扰场的校正分离,获得相应的三分量数据以及总场。校正后地磁三分量数据与拖曳磁力数据进行对比,其标准差为47.56 n T,表明其在极区内工作性能良好,数据质量可靠。计算结果为我国首次在极区海域内获得的地磁三分量磁异常,有关的技术流程方法将为今后中国极地科考实施船载地磁三分量测量提供有效的技术支持。 展开更多
关键词 地磁三分量 矢量测量 姿态角 船磁校正
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基于相关滤波算法的全姿态加速度计寻北方案 被引量:2
9
作者 李旭东 孟范伟 林玉荣 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第1期44-48,共5页
加速度计寻北仪由于其角速度测量原理采用的是动态测试方案。考虑到采用数据拟合的方法处理动态测试数据去噪效果不强,而相关滤波算法作为一种专门在动态测试中应用的相位检测算法,对随机噪声和谐波噪声都有很强的抑制作用,提出了利用... 加速度计寻北仪由于其角速度测量原理采用的是动态测试方案。考虑到采用数据拟合的方法处理动态测试数据去噪效果不强,而相关滤波算法作为一种专门在动态测试中应用的相位检测算法,对随机噪声和谐波噪声都有很强的抑制作用,提出了利用相关滤波算法进行信号去噪并提取北向角信息的思想;在此基础上,通过分析平台姿态角与寻北角之间的解析关系,推导了可以消除姿态影响的姿态补偿算法,该算法需要再增加两个加速度计敏感姿态角。仿真结果显示,相关滤波算法对加速度计中的各类噪声有很好的抑制作用,而经过姿态补偿改进后的相关滤波算法,消除了姿态角造成的原理性寻北误差,可以实现全姿态加速度计寻北,最终的等效调平误差仅为仪表误差所引起。 展开更多
关键词 加速度计寻北 姿态角 相关滤波算法 姿态补偿算法
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一种空中飞行目标空中姿态参数的算法 被引量:2
10
作者 孙少华 麻青梅 《地矿测绘》 2008年第1期6-8,共3页
要分析导弹等空中飞行目标的飞行轨迹,就需要求解弹道方程组。弹道中常见的物理量用数学形式表示即为矢量。基于此,介绍了利用光电经纬仪测量空中飞行目标姿态的一种新算法,详细推证了中轴线矢量法利用面面交会获取空中目标姿态的数学过... 要分析导弹等空中飞行目标的飞行轨迹,就需要求解弹道方程组。弹道中常见的物理量用数学形式表示即为矢量。基于此,介绍了利用光电经纬仪测量空中飞行目标姿态的一种新算法,详细推证了中轴线矢量法利用面面交会获取空中目标姿态的数学过程,并由此获得了中轴线矢量法求解空中飞行目标俯仰角和偏航角的数学公式。 展开更多
关键词 坐标 中轴线 姿态角 矢量 交会 光电经纬仪
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三轴地磁传感器参数的在线校正算法 被引量:2
11
作者 龙礼 张合 《测试技术学报》 2013年第3期223-226,共4页
针对复杂磁环境下传统的地磁传感器误差补偿算法效果不理想的问题,分析了地磁传感器各种误差来源,建立了完整的地磁传感器误差模型,提出了基于递推最小二乘的在线校正方法,实时求取椭球模型系数.利用椭球系数推导地磁传感器误差补偿系数... 针对复杂磁环境下传统的地磁传感器误差补偿算法效果不理想的问题,分析了地磁传感器各种误差来源,建立了完整的地磁传感器误差模型,提出了基于递推最小二乘的在线校正方法,实时求取椭球模型系数.利用椭球系数推导地磁传感器误差补偿系数.利用补偿系数对姿态测量系统输出的地磁矢量进行校正.实验结果表明,校正后的磁场强度和实际磁场强度基本一致,非盲区位置的滚转角误差减小到5°以内,基本可以满足简易制导弹药对姿态角解算的精度要求. 展开更多
关键词 地磁传感器 姿态角 递推最小二乘法 椭球拟合 校正
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基于多参数融合的行为安全监测研究
12
作者 李小奇 郑建立 《软件导刊》 2022年第6期125-128,共4页
为解决日益突出的老年人口居家养老和看护问题,设计了一种基于加速度传感器和高度传感器的可穿戴系统。通过将多传感器参数与卡尔曼滤波进行融合,结合四元数对人体姿态进行识别,实现跌倒检测,并实时监控异常行为。实验结果表明,基于多... 为解决日益突出的老年人口居家养老和看护问题,设计了一种基于加速度传感器和高度传感器的可穿戴系统。通过将多传感器参数与卡尔曼滤波进行融合,结合四元数对人体姿态进行识别,实现跌倒检测,并实时监控异常行为。实验结果表明,基于多传感器参数融合的卡尔曼滤波和Mahony姿态角的解析算法,在测试样本中检测跌倒的准确率为95%,具有检测精度高、计算量小、检测方便等特点,能更好解决居家养老和看护问题。 展开更多
关键词 可穿戴 多传感器 卡尔曼融合 四元数 姿态角
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轨道静检相对测量中长波计算方法的修正 被引量:1
13
作者 熊丽娟 朱洪涛 +2 位作者 吴维军 魏晖 曹娟华 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期326-334,共9页
轨道静检中的长波测量是铁路平顺性检测中非常关键的一环。现行的长波相对测量法为一测回法,其所作的长波计算是基于轨检仪的角速度积分而作,而非真正的平面曲线转角和竖曲线转角。为获取此2转角,必须计算轨检仪推行经过各测点的姿态角... 轨道静检中的长波测量是铁路平顺性检测中非常关键的一环。现行的长波相对测量法为一测回法,其所作的长波计算是基于轨检仪的角速度积分而作,而非真正的平面曲线转角和竖曲线转角。为获取此2转角,必须计算轨检仪推行经过各测点的姿态角,其中真方位角的增量即为平面曲线转角,而坡度角增量即竖曲线转角。本文使用多子样旋转矢量法以获取轨检仪推行过程中的实时姿态角,并修正原长波计算中小弦测值算法。线上实验表明,修正后一测回法的长波测值与原一测回法所测值在曲线半径较小时差异非常大,但即使在一般高铁曲线半径之下,其高低差异亦不容忽视。本文提出的修正方法对于现行的长波相对测量非常必要,能大大提高其测量精度。 展开更多
关键词 长波 一测回法 姿态角 多子样旋转矢量法 小弦测值
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潜艇垂直发射巡航导弹水中运动建模及仿真 被引量:1
14
作者 蒋兵兵 刘勇志 +1 位作者 王春健 刘丙杰 《战术导弹技术》 2013年第2期30-34,共5页
针对潜射巡航导弹垂直发射的水中运动特点,采用适当的姿态角定义和解算方法,分析了潜艇垂直发射导弹的水中受力情况,建立了导弹水中运动的数学模型。通过仿真,分析了不同推力、不同艇速以及波浪条件下导弹水中运动特点,可为潜射巡航导... 针对潜射巡航导弹垂直发射的水中运动特点,采用适当的姿态角定义和解算方法,分析了潜艇垂直发射导弹的水中受力情况,建立了导弹水中运动的数学模型。通过仿真,分析了不同推力、不同艇速以及波浪条件下导弹水中运动特点,可为潜射巡航导弹垂直发射提供一定的参考。 展开更多
关键词 姿态角 垂直发射 巡航导弹 建模仿真
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TBM推进机构位姿误差分析
15
作者 徐尤南 黄玮 +3 位作者 陈淑平 黄林昕 许心亮 邓文强 《机床与液压》 北大核心 2013年第21期12-14,18,共4页
运用并联机器人机构学理论及机构运动微分关系,建立了以给定推进机构位置参数、姿态角、结构参数及其误差为基本变量的推进机构位姿误差参数化分析模型。利用该参数化模型,导出各个参数及其误差对位姿误差的影响,揭示了它们之间的关系... 运用并联机器人机构学理论及机构运动微分关系,建立了以给定推进机构位置参数、姿态角、结构参数及其误差为基本变量的推进机构位姿误差参数化分析模型。利用该参数化模型,导出各个参数及其误差对位姿误差的影响,揭示了它们之间的关系。并对TBM推进机构误差进行实例计算,较为客观全面地总结出影响误差的主要因素。基于该分析模型,可对现有推进机构进行改进设计,有望提高现有推进机构的推进工作能力。 展开更多
关键词 推进机构 姿态角 位置参数 位姿误差
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基于IMU的主动伴舞机器人人机协作控制算法
16
作者 刘召 宋立滨 +3 位作者 于涛 郭凯 王增喜 耿美晓 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2018年第1期128-132,共5页
提出了基于惯性测量单元IMU的主动型伴舞机器人人机协作控制算法。机器人腰部安装具有一定刚度的弹簧,利用Kalman滤波将三轴加速度计数据与三轴陀螺仪数据进行融合,得到机器人在人类舞伴作用下的姿态角变化,采用阈值法滤除相对姿态角抖... 提出了基于惯性测量单元IMU的主动型伴舞机器人人机协作控制算法。机器人腰部安装具有一定刚度的弹簧,利用Kalman滤波将三轴加速度计数据与三轴陀螺仪数据进行融合,得到机器人在人类舞伴作用下的姿态角变化,采用阈值法滤除相对姿态角抖动误差,再结合当前机器人状态,综合判断得到相对姿态角到速度矢量的映射。将期望轨迹速度与人力产生的轨迹修正速度融合,得到人机协作下机器人的运动轨迹和剩余目标点的坐标修正值。将算法应用于华尔兹CCL舞步轨迹测试,实验结果表明算法效果良好。 展开更多
关键词 主动伴舞机器人 人机协作 卡尔曼滤波 姿态角
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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
17
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 姿态角
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一种电子罗盘的电路设计
18
作者 姚丽青 杨文杰 《湖北民族学院学报(自然科学版)》 CAS 2014年第4期463-466,共4页
利用磁阻传感器和加速度传感器设计了测定姿态角的电子罗盘,给出了电子罗盘的硬件设计和软件流程,电路具体准确.根据其构成的主要器件,分析了影响电子罗盘测量精度的误差来源,并采用基于最小二乘法位置罗差补偿法做了校正.
关键词 姿态角 电子罗盘 磁阻传感器 加速度传感器 误差校正
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陆地自主车姿态角误差分析
19
作者 张奇 顾伟康 《浙江大学学报(自然科学版)》 CSCD 1999年第5期525-530,共6页
建立了姿态角误差分布的正态概率模型,深入研究了姿态角误差在陆地自主车三维视觉处理中的传播特性.结果表明,当陆地自主车俯仰角或侧滚角不为零时。
关键词 陆地自主车 坐标变换 姿态角 误差分析
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克服欧拉方程奇异性的双欧法 被引量:30
20
作者 黄雪樵 《飞行力学》 CSCD 北大核心 1994年第4期28-37,共10页
论述一种解算飞机姿态角的新方法。它利用正、反欧拉方程间精华区倒挂关系进行分区接替运算,充分发挥二者的长处,把精华区扩展到全域,消除了奇异区,比其地方法具有解算准确、使用简便的显著优点。飞行仿真实践表明它根除了奇异性,... 论述一种解算飞机姿态角的新方法。它利用正、反欧拉方程间精华区倒挂关系进行分区接替运算,充分发挥二者的长处,把精华区扩展到全域,消除了奇异区,比其地方法具有解算准确、使用简便的显著优点。飞行仿真实践表明它根除了奇异性,是理想的全姿态方程。其原理对其他工程和物理领域都有广泛推广应用价值。 展开更多
关键词 双欧法 欧拉方程 奇异性 单欧法 飞机姿态角
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