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基于三轴加速度传感器的人体跌倒检测系统设计与实现 被引量:75
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作者 王荣 章韵 陈建新 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2012年第5期1450-1452,1456,共4页
为了满足老年人的护理需求,减少老年人因跌倒造成的身心伤害,提出了一种基于三轴加速度传感器的人体跌倒检测系统。该系统主要基于姿态测量特性,利用姿态角作为跌倒判断标准;并且考虑到噪声影响和跌倒检测系统对检测正确率的高要求,利用... 为了满足老年人的护理需求,减少老年人因跌倒造成的身心伤害,提出了一种基于三轴加速度传感器的人体跌倒检测系统。该系统主要基于姿态测量特性,利用姿态角作为跌倒判断标准;并且考虑到噪声影响和跌倒检测系统对检测正确率的高要求,利用Kalman滤波算法来提高算法精确度。实验结果表明该系统在人体前后、侧向跌倒和跌倒后迅速站起的情况下可以100%报警,达到人体正常跌倒情况的检测标准。 展开更多
关键词 跌倒检测 三轴加速度传感器 姿态 卡尔曼滤波 远程监护
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考虑飞机姿态角时倾斜航空相机像移速度计算 被引量:46
2
作者 翟林培 刘明 修吉宏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期490-494,共5页
飞机的飞行和姿态变化使航空相机在拍照时产生像移,必须通过像移补偿来提高照相分辨率。为获得飞机姿态角变化时在倾斜航空相机像面上的像移速度大小,首先建立姿态变化过程的数学模型,用坐标系的旋转来等同姿态角的变化,然后根据坐标系... 飞机的飞行和姿态变化使航空相机在拍照时产生像移,必须通过像移补偿来提高照相分辨率。为获得飞机姿态角变化时在倾斜航空相机像面上的像移速度大小,首先建立姿态变化过程的数学模型,用坐标系的旋转来等同姿态角的变化,然后根据坐标系旋转前后相同点坐标值之间的矩阵转换关系,推算出单个姿态角变化导致的像移速度,最后将此方法推广到三个姿态角都变化时像移速度的计算。实际应用证明了该方法是一种有效的斜视画幅式航空相机的像移速度计算法,且直观、简单易行,还可以扩展到星载相机上。 展开更多
关键词 航空相机 姿态 像移速度 像移补偿 坐标系旋转
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三轴地磁传感器误差的自适应校正方法 被引量:41
3
作者 龙礼 张合 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期161-165,共5页
针对复杂磁环境下地磁传感器测量精度不足的问题,在分析地磁传感器各种误差来源的基础上,建立完整形式的地磁传感器椭球误差模型,通过最小二乘估计法拟合得到椭球模型系数,利用椭球模型系数推导地磁传感器误差矩阵和偏移矢量,最后对地... 针对复杂磁环境下地磁传感器测量精度不足的问题,在分析地磁传感器各种误差来源的基础上,建立完整形式的地磁传感器椭球误差模型,通过最小二乘估计法拟合得到椭球模型系数,利用椭球模型系数推导地磁传感器误差矩阵和偏移矢量,最后对地磁传感器磁环境下的输出数据进行校正。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,盲区附近滚转角误差减小到5°,俯仰角误差减小到4°,除了盲区附近的位置,滚转角误差减小到2°,俯仰角误差减小到1°,测量精度提高了近10倍,基本能够满足简易制导弹药弹道修正的需求。 展开更多
关键词 地磁传感器 姿态 最小二乘法 椭球拟合 校正
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基于递推最小二乘法的地磁测量误差校正方法 被引量:37
4
作者 龙礼 黄家才 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1440-1446,共7页
针对弹体地磁测量容易受到各种误差影响而导致地磁姿态测量精度降低的问题,在分析自身误差和环境误差的基础上,对椭球模型的地磁测量误差进行建模,采用最大似然估计解算静态误差补偿参数,以解算结果为初值,通过递推最小二乘法推到补偿... 针对弹体地磁测量容易受到各种误差影响而导致地磁姿态测量精度降低的问题,在分析自身误差和环境误差的基础上,对椭球模型的地磁测量误差进行建模,采用最大似然估计解算静态误差补偿参数,以解算结果为初值,通过递推最小二乘法推到补偿参数的实时更新算法,综合以上研究,形成用于地磁测量误差补偿的在线组合校正方法。仿真及实验结果表明,在接近盲区方向的最大姿态角误差小于5°,在线组合校正能够保证姿态检测系统在不同射向条件下的精度。 展开更多
关键词 地磁传感器 姿态 递推最小二乘 椭球拟合
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直角坐标系的欧拉旋转变换及动力学方程 被引量:31
5
作者 朱雷鸣 吴晓平 +1 位作者 李建伟 吴星 《海洋测绘》 2010年第3期20-22,40,共4页
讨论了在直角坐标系中12种欧拉旋转变换中的6种坐标变换方式,根据矩阵的运算性质,推导了坐标变换的欧拉旋转矩阵和动力学方程,并且用M atlab的矩阵运算功能对所有公式的推导过程进行了验证。
关键词 欧拉旋转变换 旋转矩阵 动力学方程 欧拉 姿态
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捷联惯导系统中四元素法求解姿态角仿真模拟 被引量:29
6
作者 孙冬梅 田增山 韩令军 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第1期51-53,60,共4页
在捷联惯导系统中,姿态矩阵的四元素微分方程求解一般采用四阶龙格-库塔法,从运算精度与速度上考虑,提出了另一种有效的四阶泰勒展开法。并在典型圆锥运动环境下,对两种算法进行了姿态角误差仿真。通过仿真分析,四阶泰勒展开法的计算精... 在捷联惯导系统中,姿态矩阵的四元素微分方程求解一般采用四阶龙格-库塔法,从运算精度与速度上考虑,提出了另一种有效的四阶泰勒展开法。并在典型圆锥运动环境下,对两种算法进行了姿态角误差仿真。通过仿真分析,四阶泰勒展开法的计算精度比四阶龙格-库塔法高出1~2个数量级,为改进捷联惯导系统姿态算法提供了理论参考依据。 展开更多
关键词 四元素 四阶龙格-库塔法 四阶泰勒展开法 姿态
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姿态融合滤波的无人机抗干扰控制算法 被引量:25
7
作者 陆兴华 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第7期116-119,共4页
提出一种基于姿态融合滤波的无人机(UAV)抗干扰控制算法。分析无人机飞行的运动模型,构建无人机在飞行的姿态参量约束下的运动方程,设计扩展卡尔曼滤波器进行干扰滤波,实现飞行姿态参量信息融合,以捷联惯导传输到执行器的姿态融合误差... 提出一种基于姿态融合滤波的无人机(UAV)抗干扰控制算法。分析无人机飞行的运动模型,构建无人机在飞行的姿态参量约束下的运动方程,设计扩展卡尔曼滤波器进行干扰滤波,实现飞行姿态参量信息融合,以捷联惯导传输到执行器的姿态融合误差为控制目标进行控制算法优化。仿真实验结果表明:采用该方法进行无人机的姿态信息融合和控制,输出的姿态信息参量具有较高的精度,误差收敛到最小,控制性能较好,抗干扰能力较强,保障了无人机的稳定飞行。 展开更多
关键词 无人机 飞行控制 姿态 滤波
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基于MPU6050传感器的哺乳期母猪姿态识别方法 被引量:23
8
作者 闫丽 沈明霞 +3 位作者 姚文 陆明洲 刘龙申 肖安磊 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期279-285,共7页
哺乳期母猪姿态是其哺乳意愿的外在表现,母猪哺乳时身体侧卧,拒绝哺乳时身体立卧或倾卧,哺乳期母猪侧卧时间可作为母性行为评价的重要指标。选用集MPU6050和蓝牙传输模块为一体的行为数据采集模块,采集母猪哺乳期内(28 d)的行为数据,统... 哺乳期母猪姿态是其哺乳意愿的外在表现,母猪哺乳时身体侧卧,拒绝哺乳时身体立卧或倾卧,哺乳期母猪侧卧时间可作为母性行为评价的重要指标。选用集MPU6050和蓝牙传输模块为一体的行为数据采集模块,采集母猪哺乳期内(28 d)的行为数据,统计母猪采食时间段的姿态角,计算节点偏转角度,实现偏转行为数据校正;利用Haar小波提取特征系数重构加速度曲线的基本轮廓,结合各姿态的数值特征,利用支持向量机实现母猪立、侧、倾姿态分类,及其侧、倾姿左右方向的识别。以江苏省地方猪小梅山母猪为试验对象,分析母猪的哺乳姿态,试验结果表明:行为数据校正算法可降低节点偏转的影响,小波变换实现了数据归一化,去除了高能运动干扰,姿态分类器识别左、右侧姿的正确率分别为65.8%、90.1%,立姿的正确识别率为75.4%,侧姿总体正确识别率达到83.3%,姿态识别可以有效反映母猪的哺乳意愿。 展开更多
关键词 母猪 哺乳姿态 MPU6050传感器 姿态
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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
9
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 地磁场 磁阻传感器 MEMS加速度传感器 电子罗盘
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顾及姿态角的多波束声线精确跟踪方法 被引量:18
10
作者 何林帮 赵建虎 +2 位作者 张红梅 王晓 严俊 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期46-50,共5页
传统声线跟踪方法中波束初始入射角的计算采用理想状态下多波束提供的波束分配角,未顾及或未完全顾及船体姿态角的影响进而导致波束海底投射点归位计算带入显著性误差问题。针对此问提出了一种顾及姿态角影响的声线精确跟踪方法,该方法... 传统声线跟踪方法中波束初始入射角的计算采用理想状态下多波束提供的波束分配角,未顾及或未完全顾及船体姿态角的影响进而导致波束海底投射点归位计算带入显著性误差问题。针对此问提出了一种顾及姿态角影响的声线精确跟踪方法,该方法通过研究船体姿态影响下的多波束换能器状态,给出了波束声线实际传播面,并推导出了传播面内波束声线的实际初始入射角,结合声速剖面,最终根据常梯度声线跟踪得到了准确的测深点三维坐标。通过实验比较传统声线跟踪方法和精确声线跟踪方法计算波束在海底投射点的坐标精度,验证了精确声线跟踪方法克服了传统声线跟踪的不足,显著地提高了多波束测深的精度。 展开更多
关键词 多波束测深系统 波束脚印 初始入射 姿态 常梯度声线跟踪
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基于四元数的空间全方位算法研究 被引量:12
11
作者 刘忠 梁晓庚 +1 位作者 曹秉刚 贾晓洪 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期618-620,共3页
基于误差四元教的概念,研究了四元数扰动对姿态角和四元数转换精度的影响,提出了姿态角和四元数的全方位转换算法.该算法将姿态角和四元数的转换范围由-90°~90°的传统转换空间拓展到-180°~180°空间,使基于全... 基于误差四元教的概念,研究了四元数扰动对姿态角和四元数转换精度的影响,提出了姿态角和四元数的全方位转换算法.该算法将姿态角和四元数的转换范围由-90°~90°的传统转换空间拓展到-180°~180°空间,使基于全角度算法的姿态控制比非全角度算法有抗扰动的能力,并通过论证和仿真证明了算法的正确性. 展开更多
关键词 四元数 姿态控制 姿态
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基于星敏感器的卫星瞬时姿态计算方法 被引量:13
12
作者 郑万波 夏亮 郝志航 《吉林大学学报(信息科学版)》 CAS 2003年第1期27-30,共4页
在分析星敏感器姿态测量原理的基础上,给出了利用方程组进行姿态计算和平差的方法并予以实现,且对仿真结果进行了分析。结果表明,该方法具有较快的计算速度(0.1ms以下),参与计算的星为5~8颗时满足星敏感器的精度要求,基于星敏感器的卫... 在分析星敏感器姿态测量原理的基础上,给出了利用方程组进行姿态计算和平差的方法并予以实现,且对仿真结果进行了分析。结果表明,该方法具有较快的计算速度(0.1ms以下),参与计算的星为5~8颗时满足星敏感器的精度要求,基于星敏感器的卫星瞬时姿态计算方法可以在实际中应用。 展开更多
关键词 星敏感器 卫星瞬时姿态 姿态测量 姿态计算 计算方法 姿态
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滚道控制理论与滚动体姿态角的确定 被引量:15
13
作者 丁长安 周福章 +1 位作者 朱均 张雷 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期58-61,65,共5页
滚道控制理论用于求解滚动体姿态角 ,该理论存在着一些不足 ,基于这一理论 ,人们对姿态角并不能得到一个清晰的认识。通过对球轴承滚动体平衡条件的分析 ,建立了新的姿态角计算方法 ,与滚道控制理论相比 ,新的方法能够适用于高、中、低... 滚道控制理论用于求解滚动体姿态角 ,该理论存在着一些不足 ,基于这一理论 ,人们对姿态角并不能得到一个清晰的认识。通过对球轴承滚动体平衡条件的分析 ,建立了新的姿态角计算方法 ,与滚道控制理论相比 ,新的方法能够适用于高、中、低各种转速 ,由于源于力学分析 ,因而计算比较合理 。 展开更多
关键词 滚动轴承 滚动体 滚道控制理论 动力学 姿态
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运用计算机视觉对空间飞行器交会对接中的位置和姿态的测量 被引量:9
14
作者 蔡喜平 戴永江 +1 位作者 赵远 王岩 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第4期80-84,共5页
本文叙述了一种测量空间飞行器交会对接过程中位置和姿态角的方法。这种方法简单所需的运算量也较少,通过测量能给出追踪飞行器相对于目标飞行器的位置和姿态角。
关键词 计算机视觉 交会对接 相对位置 姿态 航天器
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基于阈值分析法的人体跌倒检测系统 被引量:17
15
作者 李京慧 迟宗涛 李钟晓 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第8期80-82,86,共4页
为了在老年人跌倒时及时发现并进行救助,设计了一个跌倒检测、定位报警求救的智能系统。系统使用STM32F103ZET6作为微处理器,采用ADXL345三轴加速度传感器采集数据,并用ATK—NEO—6M实现全球定位,跌倒发生时,SIM900A发送包含位置信息的... 为了在老年人跌倒时及时发现并进行救助,设计了一个跌倒检测、定位报警求救的智能系统。系统使用STM32F103ZET6作为微处理器,采用ADXL345三轴加速度传感器采集数据,并用ATK—NEO—6M实现全球定位,跌倒发生时,SIM900A发送包含位置信息的求救短信给特定人员。提出了一种跌倒检测算法,根据设定的合加速度阈值和时间阈值,来检测失重、撞击、静止三个过程是否顺序发生,根据设定的姿态角阈值,检测人体姿态角是否超过正常范围,从而判断是否跌倒。测试结果表明:系统性能稳定,检测跌倒的准确率达到97%,满足人体跌倒检测的标准。 展开更多
关键词 跌倒检测 阈值分析 报警系统 ADXL345 姿态
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基于粒子滤波的无人机航迹预测方法研究 被引量:17
16
作者 刘志花 李淑芬 李宝安 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2010年第7期643-649,共7页
介绍了一种基于粒子滤波的无人机航迹预测的新方法。在对无人机航迹进行分析的基础上,选择了对航迹影响敏感的俯仰角、横滚角、偏航角等姿态角作为研究参数。通过对大量飞行姿态角数据的分析,建立了系统的状态空间方程。最后,运用粒子... 介绍了一种基于粒子滤波的无人机航迹预测的新方法。在对无人机航迹进行分析的基础上,选择了对航迹影响敏感的俯仰角、横滚角、偏航角等姿态角作为研究参数。通过对大量飞行姿态角数据的分析,建立了系统的状态空间方程。最后,运用粒子滤波算法,通过对姿态角的预测间接实现无人机航迹的预测。通过与飞行真实值的比较,验证了基于粒子滤波的航迹预测方法的有效性。 展开更多
关键词 无人机 航迹预测 姿态 粒子滤波
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制导炮弹飞行姿态角的一种组合测量方法 被引量:16
17
作者 史金光 韩艳 +1 位作者 刘世平 刘猛 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期37-42,共6页
为实时准确测量制导炮弹飞行姿态角以实现精确控制,针对制导炮弹的炮射环境等,将磁阻传感器与角速率陀螺组合使用,根据地磁场的基本性质、磁阻传感器测量姿态角的工作原理和制导炮弹的绕心运动学方程,提出了制导炮弹飞行姿态角的解算方... 为实时准确测量制导炮弹飞行姿态角以实现精确控制,针对制导炮弹的炮射环境等,将磁阻传感器与角速率陀螺组合使用,根据地磁场的基本性质、磁阻传感器测量姿态角的工作原理和制导炮弹的绕心运动学方程,提出了制导炮弹飞行姿态角的解算方法.以某制导炮弹为算例,采用增加测量噪声的三轴角速度数据作为姿态测量传感器的输出信号,利用文中方法对该模拟仿真信号进行了弹体飞行姿态角的计算.结果表明,采用三轴磁阻传感器和两轴角速率陀螺组合测量制导炮弹飞行姿态角的方法在理论上是可行的,对于信噪比大于等于5的仿真信号,姿态角的解算精度能够满足弹道精度控制的要求,为制导弹箭飞行姿态角的实时测量提供了一定的参考. 展开更多
关键词 制导炮弹 姿态 磁阻传感器 速率陀螺 组合测量
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管道地理坐标内检测的里程校正算法 被引量:16
18
作者 杨理践 杨洋 +1 位作者 高松巍 李瑞强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期26-31,共6页
利用管道清管器(pipeline cleaner,PIG)搭载捷联惯导(strap down intertial navigation system,SINS)器件实现管道地理坐标的定期测量。SINS计算的结果发散是测量系统实用化的瓶颈,为此将PIG里程校正的卡尔曼(Kalman)滤波方法应用于管... 利用管道清管器(pipeline cleaner,PIG)搭载捷联惯导(strap down intertial navigation system,SINS)器件实现管道地理坐标的定期测量。SINS计算的结果发散是测量系统实用化的瓶颈,为此将PIG里程校正的卡尔曼(Kalman)滤波方法应用于管道地理坐标测量中。根据管道内检测环境的需要选择霍尔式里程轮和采用微机电系统(micro-electromechanical systems,MEMS)的惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU);针对MEMS器件精度较低的问题,利用分离滤波方法减小信号的零偏噪声,使惯性信号满足Kalman滤波的需要;建立了9维状态误差的数学模型,将里程轮的速度与SINS计算的速度之差作为观测量,通过Kalman滤波对管道定位的状态误差进行估计和补偿;搭建实验装置进行实验验证。结果表明,校正算法解决了计算结果发散的问题,检测160 m长度的管道精度达到3.8%,具有一定的实用性。 展开更多
关键词 管道地理坐标 管道内检测 捷联惯导 卡尔曼滤波 姿态 误差模型 里程轮
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超声波果树冠层测量定位算法与试验 被引量:16
19
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 方向余弦矩阵 校正模型
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大量程高精度三维姿态角测量系统设计 被引量:14
20
作者 江洁 王英雷 王昊予 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1247-1252,共6页
基于针孔成像和双矢量定姿原理,设计一种使用单图像传感器实现大量程高精度三维姿态角测量的方法。根据系统要求设计双基准平行光源,采用FPGA单芯片实时实现图像传感器的驱动成像、光斑的分割与质心定位及与USB之间的快速通信,通过光斑... 基于针孔成像和双矢量定姿原理,设计一种使用单图像传感器实现大量程高精度三维姿态角测量的方法。根据系统要求设计双基准平行光源,采用FPGA单芯片实时实现图像传感器的驱动成像、光斑的分割与质心定位及与USB之间的快速通信,通过光斑质心坐标计算得到双基准平行光源的方向矢量,根据双矢量定姿原理计算姿态敏感器的旋转矩阵,得到三维姿态角;根据针孔成像模型,建立姿态敏感器的内外参数统一标定模型,对测量系统进行标定,标定结果和测量实验表明,三维姿态角测量系统的视场范围达到19.6°×19.6°,俯仰角、偏航角、滚动角的精度达到9.9″、9.3″、80.2″。 展开更多
关键词 姿态敏感器 视场 姿态 三轴姿态确定
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