3-RPS对称并联式机械腿误差模型及分析 被引量：14

1

作者 程刚 葛世荣 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期50-55,共6页

针对以2R1T对称并联机构中3-RPS并联机构为核心的机械腿,基于矩阵全微分理论,建立了机构位姿误差模型.通过数值仿真得知,相对机构误差对动平台X与Y向的影响,其对Z向的影响更大,将产生较大误差,达到0.308 mm;对应的Rodrigues参数中Φ2误... 针对以2R1T对称并联机构中3-RPS并联机构为核心的机械腿,基于矩阵全微分理论,建立了机构位姿误差模型.通过数值仿真得知,相对机构误差对动平台X与Y向的影响,其对Z向的影响更大,将产生较大误差,达到0.308 mm;对应的Rodrigues参数中Φ2误差相对于Φ1变化较大,达到7.1×10-5,参数Φ3保持为零.一些结构误差由于使末端位姿发生明显变化,在制造与装配工艺性方面应相应加强;在驱动杆件误差发生变化时,末端位置Z轴参数变化较大,在0.5mm范围内变化,末端姿态参数Φ2的误差分量约是相应Φ1变化值的2倍;各项误差导致的动平台位置误差呈非线性趋势变化,但变化较小,可近似为线性变化,可用软件方法进行补偿. 展开更多

关键词 并联机构 矩阵全微分理论 rodrigues参数 位姿误差模型

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基于标志点的测量数据自动拼接方法 被引量：14

2

作者 欧阳祥波 宗志坚 熊会元 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2008年第2期298-301,共4页

为了对测量数据进行自动拼接,提出了一种新的数据拼接方法。该方法根据标志点的空间拓扑关系,先利用关系匹配自动找出对应的标志点对,以降低数据拼接的操作复杂性;同时应用Rodrigues参数表示位姿变换矩阵,并引入中间参数进行分步求解。... 为了对测量数据进行自动拼接,提出了一种新的数据拼接方法。该方法根据标志点的空间拓扑关系,先利用关系匹配自动找出对应的标志点对,以降低数据拼接的操作复杂性;同时应用Rodrigues参数表示位姿变换矩阵,并引入中间参数进行分步求解。数据拼接实例的拼接结果表明,该方法计算过程简单、稳定性好。 展开更多

关键词 自动拼接 标志点 关系匹配 rodrigues参数

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基于Rodrigues参数的视觉相对位姿确定算法 被引量：14

3

作者 岳晓奎 侯小娟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期753-757,共5页

以Rodrigues参数作为姿态描述参数提出了一种视觉相对位姿确定算法。Rodrigues参数作为一种简洁、高效的姿态描述法,适用于实时性要求高的视觉相对位姿确定,但它本身的奇异性使其不能用于大角度的位姿确定。将视觉导航方法和无奇异姿态... 以Rodrigues参数作为姿态描述参数提出了一种视觉相对位姿确定算法。Rodrigues参数作为一种简洁、高效的姿态描述法,适用于实时性要求高的视觉相对位姿确定,但它本身的奇异性使其不能用于大角度的位姿确定。将视觉导航方法和无奇异姿态描述的Rodrigues参数切换理论结合起来,推导了基于Rodrigues参数的视觉相对位姿解算模型,并给出了这种相对位姿确定算法的流程。仿真结果表明该算法能很好地解决奇异问题,实现全姿态运动情形下的相对位姿确定。 展开更多

关键词 相对位姿 视觉导航 rodrigues参数 奇异性

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基于Rodrigues参数的姿态估计算法 被引量：11

4

作者 陈记争 袁建平 方群 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期960-965,共6页

以Rodrigues参数作为姿态描述参数提出一种快速的全姿态估计算法。Rodrigues参数具有简洁高效的特点,但它具有奇异性,不适用于大角度情况。首先将序贯旋转方法和Rodrigues参数相结合,提出了一种简洁、无奇异的姿态描述方法。然后应用该... 以Rodrigues参数作为姿态描述参数提出一种快速的全姿态估计算法。Rodrigues参数具有简洁高效的特点,但它具有奇异性,不适用于大角度情况。首先将序贯旋转方法和Rodrigues参数相结合,提出了一种简洁、无奇异的姿态描述方法。然后应用该姿态描述方法,针对"矢量观测+陀螺"这种典型的姿态测量方案,讨论飞行器的姿态估计问题。在姿态估计算法设计中,给出了陀螺模型和观测矢量模型,推导了状态和状态误差协方差阵的预测方程和量测更新方程,并提出了预测方程的一种高效积分方法。仿真结果表明在估计精度等同的条件下,该姿态估计算法比四元数算法效率大约提高10%。 展开更多

关键词 姿态估计 rodrigues参数 序贯旋转方法 奇异性 四元数

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SUKF在导弹姿态估计中的应用 被引量：8

5

作者 王新国 李爱华 许化龙 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期170-173,共4页

针对弹道导弹惯性星光复合制导系统(SINS/CNS)中的导弹姿态估计问题,设计了一种利用星光观测向量估计导弹姿态的SUKF滤波器。该滤波器中的导弹姿态运动学方程采用Rodrigues参数来描述,避免了利用四元数时的频繁正规化操作,利用四元数估... 针对弹道导弹惯性星光复合制导系统(SINS/CNS)中的导弹姿态估计问题,设计了一种利用星光观测向量估计导弹姿态的SUKF滤波器。该滤波器中的导弹姿态运动学方程采用Rodrigues参数来描述,避免了利用四元数时的频繁正规化操作,利用四元数估计方法(QUEST)建立了Rodrigues参数测量方程,并给出了滤波器各参数的设计方法。通过将该算法应用到某弹道模型的仿真中,检验了该方法的有效性。 展开更多

关键词 UKF rodrigues参数 姿态确定 制导

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基于Rodrigues参数的多线阵CCD外姿态测量系统的姿态解算 被引量：8

6

作者 李晶 袁峰 丁振良 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期858-863,共6页

提出了一种以Rodrigues参数作为姿态描述参数的线阵CCD外姿态解算算法用于多线阵CCD空间目标外姿态测量系统,以解决传统姿态解算算法约束条件多、计算量大、实时性差等缺点。利用Rodrigues参数简洁高效的特点,根据多点合作目标组成的线... 提出了一种以Rodrigues参数作为姿态描述参数的线阵CCD外姿态解算算法用于多线阵CCD空间目标外姿态测量系统,以解决传统姿态解算算法约束条件多、计算量大、实时性差等缺点。利用Rodrigues参数简洁高效的特点,根据多点合作目标组成的线段间的相交矢量关系推导出了一种新的基于Rodrigues参数的多线阵CCD外姿态解算模型。算法结合Rodrigues参数集切换理论避免了奇异性的发生,并给出了这种姿态解算方法的流程。仿真结果表明,与四元数算法相比,该算法在未损失计算精度的前提下,计算消耗时间减少了37.6%,实时性优于四元数法,并且避免了奇异性问题。 展开更多

关键词 外姿态测量 CCD测量系统 rodrigues参数 参数切换 奇异性

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基于Grassmann线几何理论的并联髋关节试验机奇异位形研究 被引量：7

7

作者 程刚 顾伟 蒋世磊 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第17期29-37,共9页

并联髋关节试验机的核心运动模块采用3SPS+1PS空间并联机构,由定、动平台及连接两平台的3根SPS支链和1根PS支链构成,具有3转动自由度和1平动自由度。并联机构的奇异特性对其工作性能有着重要影响,因而须对该髋关节试验机的相关性质进行... 并联髋关节试验机的核心运动模块采用3SPS+1PS空间并联机构,由定、动平台及连接两平台的3根SPS支链和1根PS支链构成,具有3转动自由度和1平动自由度。并联机构的奇异特性对其工作性能有着重要影响,因而须对该髋关节试验机的相关性质进行研究。建立基于Rodrigues参数的机构静力学模型,得到静力学转换矩阵的一般表达式,并推导出与6条用于Grassmann线几何分析的直线相对应的Plücker矢量。通过分析各线簇秩的空间分布特点,得到许多新颖的奇异位形,并推导出机构处于奇异位形时的各种约束方程。通过数值仿真,得到线簇秩从1到5的各奇异位形对应的奇异轨迹。髋关节试验机奇异位形的研究对其工作空间分析、机构尺寸优化和控制系统设计具有重要的意义。 展开更多

关键词 并联髋关节试验机 奇异位形 Grassmann线几何 rodrigues参数

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Rodrigues参数与四元数间的关系分析 被引量：6

8

作者 王勇军 秦永元 舒东亮 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2008年第3期71-73,共3页

介绍了Rodrigues参数,从投影的角度,详细阐述了四元数与经典Rodrigues参数及改进型Rodrigues参数的关系,推导了Rodrigues参数微分方程以及与姿态阵的关系,建立了等效旋转时避免奇异值出现的方法。以典型圆锥运动为背景,对以Rodrigues参... 介绍了Rodrigues参数,从投影的角度,详细阐述了四元数与经典Rodrigues参数及改进型Rodrigues参数的关系,推导了Rodrigues参数微分方程以及与姿态阵的关系,建立了等效旋转时避免奇异值出现的方法。以典型圆锥运动为背景,对以Rodrigues参数描述的导弹捷联姿态算法和以四元数描述的姿态算法在计算量和计算精度上做了详细的比较。 展开更多

关键词 rodrigues参数 四元数 捷联姿态算法

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Rodrigues参数的推广形式 被引量：3

9

作者 陈记争 袁建平 方群 《自然科学进展》 北大核心 2008年第5期488-492,共5页

介绍了国内外关于Rodrigues参数改进方法及其应用的研究现状.在此基础上,提出了Rodrigues参数的第一推广形式.现有的射影参数和广义Rodrigues参数都是其特例,为统一研究由Rodrigues参数推广而来的各种三参数姿态描述方法提供理论基础.然... 介绍了国内外关于Rodrigues参数改进方法及其应用的研究现状.在此基础上,提出了Rodrigues参数的第一推广形式.现有的射影参数和广义Rodrigues参数都是其特例,为统一研究由Rodrigues参数推广而来的各种三参数姿态描述方法提供理论基础.然后,从第一推广形式这一族姿态描述参数中选取一个子族,即Rodrigues参数的第二推广形式.文中给出了第二推广形式与四元数的关系及第二推广形式表示的姿态运动学方程,并讨论了解决Rodrigues参数的第二推广形式奇异性的方法,为飞行器姿态确定和控制算法设计提供了理论基础. 展开更多

关键词 rodrigues参数 射影参数 广义rodrigues参数 奇异性

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双Rodrigues参数方法及其在姿态确定中的应用 被引量：3

10

作者 陈记争 袁建平 方群 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期534-538,544,共6页

提出了一种利用Rodrigues参数序对描述刚体姿态运动的方法。首先证明了刚体的任一姿态可以由两个模不大于1的Rodrigues参数组成的序对来描述,采用"冻结"Rodrigues参数序对的第一个Rodrigues参数的方法将其变量的个数从6降低... 提出了一种利用Rodrigues参数序对描述刚体姿态运动的方法。首先证明了刚体的任一姿态可以由两个模不大于1的Rodrigues参数组成的序对来描述,采用"冻结"Rodrigues参数序对的第一个Rodrigues参数的方法将其变量的个数从6降低到刚体的转动自由度3,接着讨论Rodrigues参数序对与其它姿态描述参数的关系,然后建立了由Rodrigues参数序对表示的姿态运动学方程,最后给出这种姿态描述方法在飞行器姿态确定中的应用,仿真结果表明该方法的精度优于四元数算法。 展开更多

关键词 rodrigues参数 姿态描述 奇异性 四元数

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空间飞行器的姿态和扰动抑制控制器设计 被引量：4

11

作者 刘献平 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1637-1641,共5页

针对存在参数不确定性和外部干扰的刚性空间飞行器,采用Rodrigues参数描述的飞行器模型,利用自适应控制方法处理了参数不确定性,并且结合Backstepping和Lyapunov稳定性分析方法设计了基于内模的自适应状态反馈控制器.仿真结果验证了控... 针对存在参数不确定性和外部干扰的刚性空间飞行器,采用Rodrigues参数描述的飞行器模型,利用自适应控制方法处理了参数不确定性,并且结合Backstepping和Lyapunov稳定性分析方法设计了基于内模的自适应状态反馈控制器.仿真结果验证了控制器的有效性和可行性. 展开更多

关键词 空间飞行器 姿态 扰动抑制 rodrigues参数 自适应 内模

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广义Rodrigues参数姿态描述方法 被引量：3

12

作者 方群 陈记争 马卫华 《自然科学进展》 北大核心 2007年第5期672-677,共6页

提出了一种解决经典Rodrigues参数奇异性的方法．首先建立包括经典Rodrigues参数在内的四套姿态描述参数,然后对它们之间的关系、性质进行了探讨,建立了它们与其他姿态描述参数的转换关系,通过这四套参数相互切换解决了Rodrigues参数的... 提出了一种解决经典Rodrigues参数奇异性的方法．首先建立包括经典Rodrigues参数在内的四套姿态描述参数,然后对它们之间的关系、性质进行了探讨,建立了它们与其他姿态描述参数的转换关系,通过这四套参数相互切换解决了Rodrigues参数的奇异性问题,最后给出这种方法在捷联姿态解算中的应用,仿真结果表明利用该方法与四元数算法或利用修正Rodrigues参数构造的算法相比在不损失计算精度的条件下计算效率大约提高一倍． 展开更多

关键词 姿态描述 rodrigues参数 四元数 奇异性

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不同姿态表示方法下的姿态估计分析 被引量：3

13

作者 鲁鑫 高敬东 李开龙 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第3期137-141,共5页

在组合导航中,针对不同姿态表示方法构建的姿态估计算法在计算量和精度等方面存在性能差异较大等问题,分别对四元数无味估计器、基于修正罗德里格斯参数和高阶罗德里格斯参数所构成的姿态估计算法进行理论推导与性能比较分析。在数值实... 在组合导航中,针对不同姿态表示方法构建的姿态估计算法在计算量和精度等方面存在性能差异较大等问题,分别对四元数无味估计器、基于修正罗德里格斯参数和高阶罗德里格斯参数所构成的姿态估计算法进行理论推导与性能比较分析。在数值实验中,比较了3种姿态估计算法在计算量和精度等方面的优劣性,结果表明四元数无味估计器精度最优,但计算量较大,而基于高阶罗德里格斯参数的姿态估计算法计算量最小,相对精度较高。 展开更多

关键词 组合导航 姿态估计 四元数 rodrigues参数

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基于(w,z)参数描述的刚体航天器姿态运动 被引量：1

14

作者 吴永东 戈新生 《北京机械工业学院学报》 2008年第3期15-20,共6页

介绍了刚体航天器姿态运动的(w,z)参数描述方法和以(w,z)参数表示的姿态运动学方程,给出了(w,z)参数描述的方向余弦矩阵。推导出(w,z)参数与欧拉角、四元数、罗得里格斯参数常用姿态坐标之间转换关系,比较表明,(w,z)参数描述刚体具有简... 介绍了刚体航天器姿态运动的(w,z)参数描述方法和以(w,z)参数表示的姿态运动学方程,给出了(w,z)参数描述的方向余弦矩阵。推导出(w,z)参数与欧拉角、四元数、罗得里格斯参数常用姿态坐标之间转换关系,比较表明,(w,z)参数描述刚体具有简洁,直观的优点。 展开更多

关键词 (W Z)参数 方向余弦矩阵 rodrigues参数 欧拉角 四元数

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基于零动态设计原理的刚体姿态控制 被引量：1

15

作者 冯璐 龚诚 何长安 《火力与指挥控制》 CSCD 2000年第4期11-14,共4页

采用四元数 ,古典的 Rodrigues参数和修改的 Rodrigues参数来描述刚体旋转运动。基于微分几何中的零动态设计原理 ,首先构造一个输出映射 ,使系统具有相对阶 { 1,… ,1}且零动态渐近稳定。然后求出一类反馈控制器 ,使得系统部分线性化... 采用四元数 ,古典的 Rodrigues参数和修改的 Rodrigues参数来描述刚体旋转运动。基于微分几何中的零动态设计原理 ,首先构造一个输出映射 ,使系统具有相对阶 { 1,… ,1}且零动态渐近稳定。然后求出一类反馈控制器 ,使得系统部分线性化为一指数稳定的线性方程。仿真结果表明 ,所求控制器能使闭环系统稳定。 展开更多

关键词 零动态稳定 四元数 rodrigues参数 刚体姿态控制 旋转运动 航空火控系统

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基于Rodrigues参数和量测非线性的SINS/GPS动基座对准 被引量：2

16

作者 梅春波 秦永元 +1 位作者 付强文 严恭敏 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期739-745,共7页

对GPS辅助下,捷联惯导系统动基座对准问题进行了研究。利用姿态阵分解,将动态对准问题转换为一个常值姿态的估计,采用Rodrigues参数进行姿态描述,建立了系统方程线性,量测方程具有二阶非线性的对准模型,进而推导了基于二阶非线性量测完... 对GPS辅助下,捷联惯导系统动基座对准问题进行了研究。利用姿态阵分解,将动态对准问题转换为一个常值姿态的估计,采用Rodrigues参数进行姿态描述,建立了系统方程线性,量测方程具有二阶非线性的对准模型,进而推导了基于二阶非线性量测完整泰勒级数展开的滤波算法。同时,对Rodrigues参数描述姿态时的奇异点问题进行了详细地讨论,设计了能自动判别并规避奇异点的滤波对准方案。以车辆典型机动轨迹为对象进行了蒙特卡洛仿真,结果表明,所设计算法能够在5 s内实现奇异点的判别及处理,且当GPS速度误差为0.1 m/s,位置误差为3 m,更新率为1 s时,惯性级捷联惯导系统在120 s时间内,可以达到水平姿态误差角均方根小于10″,方位误差角均方根小于4′的对准精度。 展开更多

关键词 动基座对准 rodrigues参数 非线性量测 完整泰勒级数 奇异点

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基于公共特征点的三维测量数据拼接方法 被引量：1

17

作者 胡巍 莫建文 +1 位作者 王小兵 程乔 《微型机与应用》 2010年第6期39-42,共4页

针对大型物体和回转体的三维形貌视觉测量,提出了一种基于公共特征点的三维数据拼接方法。该方法首先把测量对象的表面划分成若干个子区域,并且确保相邻的子区域含有重合区域,然后采用一套双目立体视觉测量系统对各个子区域进行单独测量... 针对大型物体和回转体的三维形貌视觉测量,提出了一种基于公共特征点的三维数据拼接方法。该方法首先把测量对象的表面划分成若干个子区域,并且确保相邻的子区域含有重合区域,然后采用一套双目立体视觉测量系统对各个子区域进行单独测量,利用重合区域的公共特征点计算前后两次测量的空间变换矩阵,将三维点坐标转换到一个坐标系下完成拼接。变换矩阵的计算引入了Rodrigues参数,简化了运算过程,且具有较高的精度。该方法操作简单,非常适合于实际应用,实验结果证明了此方法的有效性。 展开更多

关键词 三维测量 双目视觉 三维拼接 公共特征点 rodrigues参数

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3-RPS对称并联支撑结构误差灵敏度研究 被引量：2

18

作者 程刚 万勇健 葛世荣 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期146-150,共5页

针对以3-RPS并联机构为核心的光电跟踪系统支撑结构,运用矩阵全微分理论,建立了基于Rodrigues参数的机构位姿误差模型。针对机构可达空间内各误差来源,提出了一种通过归一化描述灵敏度的新方法,并建立基于数学统计意义的灵敏度系数数学... 针对以3-RPS并联机构为核心的光电跟踪系统支撑结构,运用矩阵全微分理论,建立了基于Rodrigues参数的机构位姿误差模型。针对机构可达空间内各误差来源,提出了一种通过归一化描述灵敏度的新方法,并建立基于数学统计意义的灵敏度系数数学模型。通过此模型的数值仿真,可知在机构设计、加工以及装配过程中,对机构驱动误差与定平台上轴向误差需严格控制;当定、动平台结构比例系数改变时,其对整个运动空间各误差灵敏度系数百分比改变不大,即高灵敏度的误差源仍需严格控制。根据各误差的灵敏度系数可对其标定进行修正,达到有效减小误差灵敏度系数较高的运动学参数误差的目的,实现空中目标轨迹的实时跟踪瞄准。 展开更多

关键词 并联支撑结构 矩阵全微分理论 rodrigues参数 灵敏度模型

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基于Rodrigues参数交互模型航天器相对位姿测量技术 被引量：2

19

作者 田九玲 杨永菊 《计算机测量与控制》 2020年第9期19-22,33,共5页

针对传统测量技术测量航天器相对位姿准确度较低的问题,引用Rodrigues参数交互模型,研究了一种新的航天器相对位姿测量技术;利用Rodrigues参数建立航天器位姿采集模型,通过原向量、旋转轴、原向量和旋转轴的交叉积等向量作为标架,获得... 针对传统测量技术测量航天器相对位姿准确度较低的问题,引用Rodrigues参数交互模型,研究了一种新的航天器相对位姿测量技术;利用Rodrigues参数建立航天器位姿采集模型,通过原向量、旋转轴、原向量和旋转轴的交叉积等向量作为标架,获得航天器旋转以后的向量组,利用四元数定理来减少计算航天器旋转向量的计算量,在观察三维空间内的坐标系间的向量变化曲线规律后,测量出交互模型的航天器相对位姿,得出基于罗德里格旋转参数交互模型结构图,确定罗德里格旋转参数模型与航天器的距离H和地面接收到的航天器相位位姿的误差;通过Harris角点检测方法计算航天器模拟图像的每个像素和灰度,通过像素和灰度信息进行条件随机场计算,分析航天器相对位姿特征,在多次寻找三维坐标系中查找相似的最近临近点和次临近点后,合理匹配,确定航天器相对位姿;实验结果表明,基于Rodrigues参数交互模型航天器相对位姿测量技术测量的精准度比传统技术高出25.88%,实用性更强。 展开更多

关键词 rodrigues参数 交互模型 航天器 相对位姿测量

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基于Rodrigues参数的陀螺体受控运动 被引量：1

20

作者 刘延柱 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2004年第2期15-17,共3页

经典刚体动力学中表示刚体姿态的参数中,Euler角、Cardan角和Euler参数在工程技术中使用最为普遍.近期在航天器姿态控制问题中使用Rodrigues参数的报道也引起注意.Rodrigues参数以其表达形式简明和代数运算特点而具有独特优点.航天器姿... 经典刚体动力学中表示刚体姿态的参数中,Euler角、Cardan角和Euler参数在工程技术中使用最为普遍.近期在航天器姿态控制问题中使用Rodrigues参数的报道也引起注意.Rodrigues参数以其表达形式简明和代数运算特点而具有独特优点.航天器姿态控制系统必须具有自适应性以适应参数的变化.建立用Rodrigues参数表达的无力矩陀螺体受控运动方程,提出基于Rodrigues参数的自适应姿态控制方案,并应用Lyapunov定理证明受控运动的渐近稳定性. 展开更多

关键词 rodrigues参数 陀螺体 自适应控制 Lyapunov定理 航天器导航 Euler参数

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