基于微机械惯性器件和磁强计的姿态航向系统 被引量：3

1

作者 黄旭 王常虹 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第8期54-56,共3页

给出了一种基于微机械惯性器件和磁强计的姿态航向系统的设计方案,介绍了该系统的算法,并给出了该系统的硬件原理框图和软件流程图。与传统装置相比,该系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、长寿命等优点。

关键词 捷联导航 姿态航向系统 微机械陀螺 磁强计

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基于MEMS器件的姿态航向系统实现 被引量：2

2

作者 崔璐璐 郝应光 《电脑知识与技术》 2009年第11X期9527-9529,9533,共4页

针对目前捷联式姿态航向系统低成本、低功耗、高精度、微型化的发展趋势,提出一种基于MEMS器件的姿态航向系统的实现方案,介绍了该系统的方案设计与算法原理,实验证明该系统可以很好的测量出载体的姿态航向,可用于小型无人直升机的导航... 针对目前捷联式姿态航向系统低成本、低功耗、高精度、微型化的发展趋势,提出一种基于MEMS器件的姿态航向系统的实现方案,介绍了该系统的方案设计与算法原理,实验证明该系统可以很好的测量出载体的姿态航向,可用于小型无人直升机的导航控制中。 展开更多

关键词 姿态航向系统 MEMS器件 姿态算法 圆锥运动

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无人机微型姿态航向系统数据处理 被引量：15

3

作者 宋英麟 鲜斌 +1 位作者 茹滨超 曹美会 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期89-93,共5页

针对四旋翼无人机机体尺寸较小、带载荷能力有限的特点,设计基于低成本MEMS器件的微型姿态航向系统,以满足四旋翼无人机在系统控制方面的需求。针对低成本MEMS器件传感器漂移较大,不适用于载体动态姿态测量的应用问题,设计基于梯度下降... 针对四旋翼无人机机体尺寸较小、带载荷能力有限的特点,设计基于低成本MEMS器件的微型姿态航向系统,以满足四旋翼无人机在系统控制方面的需求。针对低成本MEMS器件传感器漂移较大,不适用于载体动态姿态测量的应用问题,设计基于梯度下降的四元数姿态补偿算法,用于微型AHRS系统的姿态数据解算,获取较高精度的动态姿态测量数据。实验结果表明,采用基于梯度下降的四元数姿态补偿算法,有效提高了微型AHRS系统的测量精度。 展开更多

关键词 微型姿态航向系统 MEMS传感器 四元数 梯度下降

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基于超声波的果树冠层三维重构与体积测量 被引量：31

4

作者 俞龙 洪添胜 +2 位作者 赵祚喜 黄健 张霖 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期204-208,共5页

为了克服地面不平整和拖拉机非线性行驶对果树冠层参数测量的影响,该文在超声波传感器阵列测量果树冠层体积技术的基础上,使用RTK-DGPS空间定位技术和姿态航向参考系统,通过空间坐标的平移和旋转转换,直接获得以大地坐标表示的果树冠层... 为了克服地面不平整和拖拉机非线性行驶对果树冠层参数测量的影响,该文在超声波传感器阵列测量果树冠层体积技术的基础上,使用RTK-DGPS空间定位技术和姿态航向参考系统,通过空间坐标的平移和旋转转换,直接获得以大地坐标表示的果树冠层的三维点阵云图数据,通过PC机后台处理重构果树冠层三维轮廓和计算果树冠层体积,并详细介绍了系统的结构与工作原理。以果园荔枝树为试验对象,采用该系统对15棵不同高度和体积的果树进行了3次重复试验,另对56棵树的测量结果与人工测量结果进行了对比分析,试验结果表明该方法具有较好的重复性(R2>0.9341,RMSE<1.22m3),并与人工测量结果相一致(R2=0.8972,RMSE=1.766m3),能够用于果树冠层三维重构和体积测量。 展开更多

关键词 果树冠层 三维重构 体积测量 超声波传感器 姿态航向参考系统

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丘陵山地果树冠层体积激光测量方法与试验 被引量：24

5

作者 俞龙 黄健 +2 位作者 赵祚喜 张霖 孙道宗 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期224-228,共5页

树冠体积是农药变量喷施、肥料精准施用和果产预估等果园精细管理的重要因素。为了克服丘陵山地果园地面不平整和果树种植不规整等因素对果树冠层体积激光测量方法的影响,搭建了果树冠层体积激光测量平台,基于AHRS和DGPS实现定位定姿,... 树冠体积是农药变量喷施、肥料精准施用和果产预估等果园精细管理的重要因素。为了克服丘陵山地果园地面不平整和果树种植不规整等因素对果树冠层体积激光测量方法的影响,搭建了果树冠层体积激光测量平台,基于AHRS和DGPS实现定位定姿,通过空间坐标转换直接求取果树冠层激光扫描点在大地坐标系下的三维数据;并采用切片技术提取冠层点云的面、线信息,以累加方式计算果树冠层体积。测得的大地坐标系下的丘陵山地荔枝树冠层激光点云能较真实地反映果树冠层的形状特征;以3棵人工修剪的圆柱形绿篱树为靶标,冠层体积激光测量与人工测量相对误差约为5%。试验结果表明,依据果树冠层点云测量冠层体积具有较高的准确性和可靠性。 展开更多

关键词 丘陵山地 果树冠层 激光传感器 体积测量 姿态航向参考系统

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水田激光平地机平地铲姿态测量系统的设计 被引量：19

6

作者 黎永键 赵祚喜 《农机化研究》 北大核心 2012年第2期69-75,共7页

水田激光平地机水平控制作为农田激光平地技术的重要组成部分,其研究过程中首先要解决平地铲实时倾角测量问题。为提高倾角测量精度,设计了平地铲姿态测量系统,采用MEMS传感器集成模块ADIS16300作为惯性测量单元,通过卡尔曼滤波实现传... 水田激光平地机水平控制作为农田激光平地技术的重要组成部分,其研究过程中首先要解决平地铲实时倾角测量问题。为提高倾角测量精度,设计了平地铲姿态测量系统,采用MEMS传感器集成模块ADIS16300作为惯性测量单元,通过卡尔曼滤波实现传感器信息融合以计算平地铲倾角。分析了姿态测量系统的构成,阐述了两种传感器融合测量实时倾角的方法,基于ARM7 Cotex-M3微处理器设计了姿态测量系统硬件。采用AHRS500GA对该姿态测量系统性能进行了融合算法验证与ADIS16300测量平地铲倾角验证。测试结果表明,该姿态测量系统能在动态条件下准确地测定平地铲实时倾角,可以进一步应用于激光平地机的水平控制之中。 展开更多

关键词 激光平地机 姿态测量 传感器融合 姿态航向参考系统

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基于MEMS器件的姿态航向参考系统设计及应用 被引量：14

7

作者 张谦 裴海龙 罗沛 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2007年第3期631-634,共4页

在小型无人直升机的控制中,需要有高精度的运动测量信息作为导航状态输入,通常这些小型直升机因需要在特定的情况下工作而往往体积较小,因而也对导航设备提出了高精度、低功耗、微型化、低成本等多方面的苛刻要求。介绍一种基于MEMS器... 在小型无人直升机的控制中,需要有高精度的运动测量信息作为导航状态输入,通常这些小型直升机因需要在特定的情况下工作而往往体积较小,因而也对导航设备提出了高精度、低功耗、微型化、低成本等多方面的苛刻要求。介绍一种基于MEMS器件的小型姿态航向参考系统的设计及实现,该系统已应用于小型无人直升机的导航控制中。 展开更多

关键词 姿态航向参考系统 微电子机械系统 传感器 信息融合 KALMAN滤波

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GNSS双天线结合AHRS测量农田地形 被引量：11

8

作者 景云鹏 刘刚 金志坤 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第21期166-174,共9页

为减小GNSS农田平整过程中农田地势信息的采集误差,提高农田三维地形的测量精度,该文提出了一种基于GNSS双天线和姿态航向参考系统(attitude and heading reference system, AHRS)组合的地形测量方法。以GNSS平地系统为试验平台,利用AHR... 为减小GNSS农田平整过程中农田地势信息的采集误差,提高农田三维地形的测量精度,该文提出了一种基于GNSS双天线和姿态航向参考系统(attitude and heading reference system, AHRS)组合的地形测量方法。以GNSS平地系统为试验平台,利用AHRS获取平地铲的姿态角和三轴加速度信息,建立GNSS双天线的位置解算方程组;对采集过程中的误差源进行分析,使用最小二乘法和五点三次平滑法对振动误差进行趋势项消除和平滑处理,获得高精度的农田三维地形测量数据。水泥路面的试验结果表明:位置解算方程可以有效地对双天线的位置信息进行解算,通过误差处理后定位天线测量数据的波动范围减小了9.57%,定向天线测量数据的波动范围减小了8.42%。3块不同面积(35 m×50 m、35 m×100 m和35 m×200 m)的农田平地作业试验结果表明:与单天线地形测量方式相比,双天线测量得到农田平整度的准确性分别提高了14.286%、14.063%和10.084%,最大高程差的准确性分别提高了8.642%、8.333%和8.897%,高差分布列的准确性分别提高了1.536%、3.357%和2.991%。本文提出的地形测量方法可以有效降低采集数据的误差,可为农田平整作业提供高精度的地势信息。 展开更多

关键词 土地利用 测量 地形 GNSS双天线 姿态航向参考系统 位置解算 误差处理

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一种捷联姿态航向参考系统信息融合算法应用 被引量：6

9

作者 张谦 裴海龙 罗沛 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第15期230-233,237,共5页

小型无人直升机通常在特定的环境下进行工作,因此需要对其运动时的姿态进行控制。控制系统所需要的姿态信息通过各种惯性测量仪器得到原始数据。依据这些原始数据设计适当的信息融合算法可以构建高精度的姿态航向参考系统,从而满足控制... 小型无人直升机通常在特定的环境下进行工作,因此需要对其运动时的姿态进行控制。控制系统所需要的姿态信息通过各种惯性测量仪器得到原始数据。依据这些原始数据设计适当的信息融合算法可以构建高精度的姿态航向参考系统,从而满足控制系统的要求。该算法已应用于小型无人直升机的姿态控制中。 展开更多

关键词 姿态航向参考系统 信息融合 KALMAN滤波

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基于惯性传感器融合控制算法的聋哑手语识别 被引量：7

10

作者 冉孟元 刘礼 +1 位作者 李艳德 王珊珊 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2021年第2期231-237,共7页

聋哑人如何与外界进行有效沟通一直是一个备受关注的难点问题。文中提出了一种基于惯性传感器融合控制算法的手语识别方案,旨在实现高效准确的实时手语识别。该融合控制算法采用反馈控制思想,对两种传统的姿态信息计算方法进行融合,减... 聋哑人如何与外界进行有效沟通一直是一个备受关注的难点问题。文中提出了一种基于惯性传感器融合控制算法的手语识别方案,旨在实现高效准确的实时手语识别。该融合控制算法采用反馈控制思想,对两种传统的姿态信息计算方法进行融合,减少了环境对传感器的影响,可以准确获取被测对象在瞬时状态下的姿态信息。该算法通过对自采的聋哑手语数据进行数据融合、数据预处理和特征提取等处理,利用支持向量机、K-近邻法和前馈神经网络分类器自适应模型集成的分类方法进行分类。结果显示,所提传感器融合控制算法有效地得出了实时姿态,该手语识别方案对30种聋哑拼音手语的识别准确率达到96.5%。所提方案将为聋哑人手语识别打下坚实的基础,并为传感器融合控制的相关研究提供参考。 展开更多

关键词 传感器融合 姿态航向参考系统 聋哑手语识别 惯性传感器 动作捕捉

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MEMS惯性传感器融合的水平姿态解算方法 被引量：6

11

作者 黎永键 赵祚喜 高俊文 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2015年第2期20-26,共7页

为获取惯性导航系统的姿态信息,针对MEMS惯性测量单元,设计了基于多传感器信息融合的水平姿态解算方案.在此基础上,提出了一种基于卡尔曼滤波的解决方案:利用陀螺仪测得的角速度更新前一步的姿态角,利用加速度计对重力矢量的观测修正陀... 为获取惯性导航系统的姿态信息,针对MEMS惯性测量单元,设计了基于多传感器信息融合的水平姿态解算方案.在此基础上,提出了一种基于卡尔曼滤波的解决方案:利用陀螺仪测得的角速度更新前一步的姿态角,利用加速度计对重力矢量的观测修正陀螺仪给出的姿态角信息.设计了水平姿态解算试验平台以验证该算法,采用姿态航向参考系统AHRS500GA提供精确姿态角对解算结果进行对照,试验结果表明:在静态、动态条件下该算法均能准确地得到实时水平姿态角,其误差一般小于1°. 展开更多

关键词 MEMS惯性传感器 信息融合 卡尔曼滤波 姿态角 姿态航向参考系统

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无位置输入的民机姿态航向误差修正算法 被引量：5

12

作者 屈重君 雷宝权 +1 位作者 陈璞 陆志东 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1862-1866,共5页

姿态更新算法与姿态误差修正算法是捷联姿态航向参考系统中一项长期研究的关键技术。研究了在无位置输入和无法计算位置项引起地球自转分量无法补偿的情况下,针对姿态航向系统仍必须提供可靠的、正确的姿态航向信息这一突出问题,提出了... 姿态更新算法与姿态误差修正算法是捷联姿态航向参考系统中一项长期研究的关键技术。研究了在无位置输入和无法计算位置项引起地球自转分量无法补偿的情况下,针对姿态航向系统仍必须提供可靠的、正确的姿态航向信息这一突出问题,提出了忽略误差方程中微小量,利用飞机航线覆盖区域的中心纬度值替代误差方程中的纬度项,将简化后的算法引入的误差等效为陀螺漂移和加速度计零位的思想。设计了基于四元数的内阻尼卡尔曼滤波器,更新姿态四元数修正误差。结果显示对于漂移为10°/h的光纤陀螺构建的系统,修正后姿态精度优于0.3°,航向精度优于1°。 展开更多

关键词 姿态航向参考系统 姿态计算 航向计算 卡尔曼滤波 误差修正 内阻尼滤波

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基于伪距的GPS/INS滤波算法设计及仿真 被引量：6

13

作者 周磊 龚诚 王锐 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2009年第5期79-83,共5页

提出一种以伪距和伪距率作为观测量的GPS/INS组合导航算法,使其适用于嵌入式GPS/INS组合导航系统产品的开发。针对目前市面上的AHRS(姿态航向参考系统)的输出数据特性,以及课题组开发的GPS接收机的输出数据特性,提出一种简单易行的卡尔... 提出一种以伪距和伪距率作为观测量的GPS/INS组合导航算法,使其适用于嵌入式GPS/INS组合导航系统产品的开发。针对目前市面上的AHRS(姿态航向参考系统)的输出数据特性,以及课题组开发的GPS接收机的输出数据特性,提出一种简单易行的卡尔曼滤波算法。将姿态四元数递推方程与ECEF系下的位置、速度递推方程分别进行卡尔曼滤波,然后将滤波后得到的结果按照WGS-84模型转换为地理位置和速度。Matlab仿真与嵌入式系统运行结果表明设计的组合系统结构简单,稳定性好。避免了传统GPS/INS组合导航算法,要求惯性传感器精度高,计算量大,耗费硬件资源多的问题。 展开更多

关键词 伪距 伪距率 姿态航向参考系统 组合导航

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基于DGPS定位与双闭环转向控制的农业自动导航系统 被引量：4

14

作者 黎永键 赵祚喜 +2 位作者 高俊文 吴晓鹏 关伟 《农业现代化研究》 CSCD 北大核心 2016年第2期387-394,共8页

以东方红X-804拖拉机为平台,开发了一种基于RTK-DGPS定位和双闭环转向控制相组合的农业自动导航系统。系统主要包括RTK-DGPS接收机、姿态航向参考系统(AHRS)、转向控制器、电控液压转向装置和转向角检测传感器。设计了Kalman滤波器对定... 以东方红X-804拖拉机为平台,开发了一种基于RTK-DGPS定位和双闭环转向控制相组合的农业自动导航系统。系统主要包括RTK-DGPS接收机、姿态航向参考系统(AHRS)、转向控制器、电控液压转向装置和转向角检测传感器。设计了Kalman滤波器对定位数据进行平滑处理,同时实现航向角的校正。为实现自动转向,在拖拉机原有手动控制系统基础上加上电控比例液压阀,并设计电控单元。然后,推导了转向系统的数学模型,通过Matlab仿真工具箱得到传递函数的参数,设计了双闭环转向控制算法。最后,进行了算法验证试验和田间试验,结果表明,双闭环控制方法较好抑制了稳态时的震荡现象,方波信号的角度跟踪稳态时最大误差0.60°,平均误差0.40°,平均延时为0.20 s;设计的Kalman滤波器有助于提高定位系统的精度,横向跟踪误差不超过0.09 m,转向角度平均跟踪误差为0.43°,延时0.25 s。 展开更多

关键词 农业自动导航 载波相位差分全球定位系统 姿态航向参考系统 卡尔曼滤波 双闭环控制

原文传递

多旋翼无人机AHRS系统矢量乘积误差PI跟踪算法 被引量：3

15

作者 范崧伟 卞鸿巍 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2015年第3期104-108,共5页

针对多旋翼无人机对低成本姿态航向参考系统的实际需求,设计并实现了一种姿态航向参考系统。该系统采用陀螺仪积分出的载体姿态和已知的地球重力矢量,解算出地球重力矢量在载体系下的投影和加速度计测量出的地球重力矢量的矢量乘积结果... 针对多旋翼无人机对低成本姿态航向参考系统的实际需求,设计并实现了一种姿态航向参考系统。该系统采用陀螺仪积分出的载体姿态和已知的地球重力矢量,解算出地球重力矢量在载体系下的投影和加速度计测量出的地球重力矢量的矢量乘积结果作为水平姿态角的误差表征数值,并采用比例积分跟踪算法进行误差跟踪反馈,实现了准确的水平姿态角跟踪测量。利用陀螺仪积分出的姿态和已知的地球磁场信息,解出地球磁场矢量在载体系下的投影与磁力计测量的地球磁场矢量乘积结果作为航向误差角的误差表征数值,并采用比例积分跟踪算法进行误差跟踪反馈实现了对航向角的跟踪。转台实验表明:该系统水平姿态角跟踪精度约为1°,与EKF算法相比,运算速度提升了80%且精度好于EKF算法。 展开更多

关键词 姿态测量 矢量乘积误差 比例微分跟踪 姿态航向参考系统 无人机

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一种水田激光平地机平地铲水平控制系统设计研究 被引量：2

16

作者 黎永键 赵祚喜 高俊文 《农机化研究》 北大核心 2015年第7期83-88,共6页

为了使水田激光平地机作业中平地铲保持水平,设计了基于多传感器融合技术的水平控制系统。该系统基于MEMS惯性传感器ADIS16355信息融合测量平地铲倾角,通过脉宽控制液压电磁阀的方法实现水平控制。为此,介绍了控制系统的构成,阐述了三... 为了使水田激光平地机作业中平地铲保持水平,设计了基于多传感器融合技术的水平控制系统。该系统基于MEMS惯性传感器ADIS16355信息融合测量平地铲倾角,通过脉宽控制液压电磁阀的方法实现水平控制。为此,介绍了控制系统的构成,阐述了三轴加速度计与陀螺仪融合测量实时倾角原理,设计了基于卡尔曼滤波的多传感器融合算法;并基于ARM7 Cotex-M3微处理器设计了水平控制系统硬件,提出了适用于平地铲水平控制的位置控制算法。采用高精度姿态航向参考系统AHRS500GA对融合算法进行验证并进行田间试验,结果表明:该系统能在平地机作业过程中准确测量平地铲实时倾角,有较好的控制效果。 展开更多

关键词 水田激光平地机 水平控制 姿态角 传感器融合 姿态航向参考系统

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小型无人机姿态航向参考硬件系统 被引量：1

17

作者 代君 王晓璐 任淑红 《长春工业大学学报》 CAS 2016年第3期261-268,共8页

研究了姿态航向系统的硬件组成,包括单片机STM32F103、陀螺仪加速度计MPU6050和磁航向计HMC5883。进行了硬件系系统测试实验。

关键词 姿态航向参考系统 陀螺仪 加速度计 磁航向计

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基于MATLAB四旋翼姿态航向仿真 被引量：1

18

作者 代君 刘战合 王菁 《哈尔滨师范大学自然科学学报》 CAS 2016年第2期60-64,共5页

基于互补滤波下的信息融合算法,将实验获得的MTI小型姿态航向参考系统中惯性器件的实际数据进行仿真分析,在比较了陀螺仪积分、加速度计计算、互补滤波法得到的姿态角效果后,最终分析了互补滤波理论应用于姿态航向解算中的优化效果.

关键词 姿态航向参考系统 互补滤波 MTI

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基于ED-DTW算法的手势动作识别方法 被引量：1

19

作者 张庆宾 吴海波 《指挥信息系统与技术》 2018年第1期50-55,共6页

手势动作识别在人机交互和智能应用中发挥着重要作用。针对基于姿态航向参考系统(AHRS)的手势动作识别,提出了一种结合端点检测(ED)及动态时间规整(DTW)算法的手势动作识别方法。首先,根据任务目标定义了5种常用手势动作;然后,对手势动... 手势动作识别在人机交互和智能应用中发挥着重要作用。针对基于姿态航向参考系统(AHRS)的手势动作识别,提出了一种结合端点检测(ED)及动态时间规整(DTW)算法的手势动作识别方法。首先,根据任务目标定义了5种常用手势动作;然后,对手势动作序列进行ED,使用DTW算法进行模板匹配和分类,从而实现手势动作识别;结合手势动作特征,分别从参考模板建模、失真度计算和最优路径选取3方面提出了更利于提高手势动作识别率的设计原则;最后,试验结果表明,建立的手势动作模板库鲁棒性强,该方法具有较高的手势动作识别率。 展开更多

关键词 姿态航向参考系统 端点检测 动态时间规整算法 手势动作识别

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新机纵横

20

《航空科学技术》 1999年第6期43-44,共2页

利尔喷气31A大幅度改进 庞巴迪公司为了提高其轻型公务喷气机市场份额,拟对明年初开始交付的利尔喷气3lA大幅度改进。改进的目的是为了提升飞机的价值、改善灵活性、提高可靠性、降低维护和担保拥有成本。生产将从1997年的年产18架提高... 利尔喷气31A大幅度改进 庞巴迪公司为了提高其轻型公务喷气机市场份额,拟对明年初开始交付的利尔喷气3lA大幅度改进。改进的目的是为了提升飞机的价值、改善灵活性、提高可靠性、降低维护和担保拥有成本。生产将从1997年的年产18架提高到约25架, 展开更多

关键词 巴西航空工业公司 合成孔径雷达 最大起飞重量 姿态航向参考系统 空船 航空航天局 飞行管理系统 最大着陆重量 空对面导弹 数字电子控制

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