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题名无人车/行人动态杆臂估计与协同导航方法
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作者
杨子傲
曲麒富
左健文
唐嘉乔
张佳荷
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机构
北京理工大学自动化学院
导航、制导与控制技术教育部工程研究中心
中国航天系统科学与工程研究院
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出处
《导航与控制》
2024年第4期25-38,共14页
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基金
国家自然科学基金(编号:62388101,62273051)。
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文摘
针对复杂动态环境下微惯导自身存在较大的器件噪声导致的定位误差随时间快速累积的问题,充分发挥了无人车/行人相对运动学的模型作用,研究了无人车/行人惯性基协同导航方法,实现了复杂运动条件下惯导系统误差抑制与精度提升。首先,建立了无人车/行人“速度+姿态”匹配模型;然后,充分考虑了行人的运动特点,建立了无人车/行人相对运动模型,并进行了两者间动态杆臂估计;最后,提出了无人车/行人协同导航方法,并开展了高可信的软件在环仿真实验。实验结果表明,在无人车/行人相对运动约束下,行人微惯导导航的定位精度大幅提升,支持不依赖卫星的无人车/行人相对导航与协同导航。
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关键词
协同导航
相对运动
误差补偿
传递对准
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Keywords
collaborative navigation
relative motion
error compensation
transfer alignment
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分类号
TN967.2
[电子电信—信号与信息处理]
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题名内嵌飞行动力学的高动态飞行器惯性基深耦合导航方法
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作者
杨子傲
曲麒富
孙海文
李烨
嵇振涛
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机构
北京理工大学自动化学院
导航、制导与控制技术教育部工程研究中心
中国航天系统科学与工程研究院
海军研究院
北方华安工业集团有限公司
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S02期240-250,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(U2341215)。
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文摘
为研究不依赖卫星的高动态飞行器自主导航方法,建立高动态飞行器的飞行动力学模型。采用数值积分法,解算出高动态飞行器轨迹信息,分析高动态飞行器飞行误差特性,并生成虚拟惯导数据。基于飞行误差特性,提出一种利用实测惯导数据与虚拟惯导数据动态加权的导航解算方法,并依靠“速度+姿态”匹配卡尔曼滤波方法进一步抑制导航误差。通过对内嵌飞行动力学的惯性基深耦合导航方法进行仿真,验证所提出的深耦合导航方法。仿真结果表明,新方法能够大幅度提升导航精度,在预置飞行轨迹偏差程度不同的情况下,新方法对导航效果的提升幅度分别达到97.1%、72.9%和40%。
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关键词
高动态飞行器
飞行动力学
惯性基深耦合
自主导航
误差特性
卡尔曼滤波
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Keywords
high dynamic flight vehicle
flight dynamics
inertial-based deep-coupling
autonomous navigation
error characteristics
Kalman filter
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分类号
V249.3
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名规模化无人集群共识模型与协同控制方法
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作者
李诗颖
丁应和
孙海文
许正
李烨
唐恩博
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机构
北京理工大学自动化学院
导航、制导与控制技术教育部工程研究中心
海军研究院
北方华安工业集团有限公司
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S02期113-122,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(62273051、U2341215、62388101)。
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文摘
针对无人系统难以应用于复杂任务场景的难题,将群体智能涌现作为研究出发点,以四旋翼无人机为研究对象,开展规模化无人集群共识模型与协同控制方法研究。设计感知视角空间剖分下的邻居优选机制和自吸引互排斥机制,生成集群空间构型,结合观点动力学中社会共识的形成机理构建观点综合机制,实现集群速度同步。提出自主分群、合群机制和主动规避与安全避障结合的避障方法,灵活调整集群规模以适应密集障碍物环境和多目标场景。验证结果表明,所提方法在仿真平台上可以应用于50架无人机的分布式集群,在多障碍物的室内、森林和城镇环境下,10架无人机集群能以5 m/s的飞行速度安全穿越障碍区;所提方法在实物平台上可以应用于4架无人机的分布式集群,同时安全穿越室内障碍物区域,验证了集群模型的有效性。
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关键词
无人集群
共识协同
主动规避
安全避障
观点综合
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Keywords
unmanned cluster
consensus coordination
active avoidance
safe obstacle avoidance
opinion synthesis
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分类号
V279.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名多刚体尾控弹的扰流片气动特性与控制机理研究
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作者
雒鑫瑞
张盟
邓志红
沈凯
姜志皓
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机构
北京理工大学自动化学院
导航、制导与控制技术教育部工程研究中心
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S02期259-270,共12页
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基金
国家自然科学基金项目(U2341215)。
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文摘
现代战争对远程打击精度要求提升,传统非制导武器已难以满足需求,制导武器越来越受关注。扰流片作为控制执行机构,对其在不同工况下的气动特性认识不足,控制机理尚不明确。通过数值模拟和弹道分析相结合的方式,深入研究扰流片在不同高度、跨度和轴向位置下的气动性能变化以及其原理。使用数据结合纹影图、流线图等手段,分析了不同马赫数下附加力和力矩变化的原因。研究结果表明,扰流片的不同参数对附加力、力矩和控阻比具有显著影响。其中,附加轴向力直接影响了弹丸射程,附加法向力与附加力矩影响了弹丸的修正能力。研究为未来的扰流片设计与控制系统的优化提供了重要参考。
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关键词
多刚体弹丸
计算流体动力学
扰流片
气动特性
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Keywords
multi-body projectile
computational fluid dynamics
spoiler
aerodynamic characteristics
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分类号
TJ301
[兵器科学与技术—火炮、自动武器与弹药工程]
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题名内嵌飞行动力学的高旋姿态精准解算方法
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作者
仇嘉泰
沈凯
杨子傲
戚文昊
彭昊成
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机构
北京理工大学自动化学院
导航、制导与控制技术教育部工程研究中心
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出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第11期1132-1141,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(62273051,U2341215)。
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文摘
高动态环境下高旋飞行体的运动具有强耦合性和复杂非线性,捷联于飞行体的姿态传感器难以获取准确的姿态信息,由此提出了一种内嵌飞行动力学的高旋姿态精准解算方法。首先,构建高旋飞行体双旋数学模型,获取预置动力学数据并划分弹道区间。其次,以预置动力学数据和角速率陀螺仪量测信息为输入,根据运动学模型约束,通过仿射旋转调制反演对滚转姿态进行解算。最后,根据动力学模型约束,设计无迹卡尔曼滤波算法用于俯仰与偏航姿态的解算。仿真实验结果表明,在常规风扰下,所提方法的滚转、俯仰与偏航姿态全程平均误差不超过1.84°、0.21°和0.22°,满足制导控制系统的精度需求,对高旋飞行体的智能化改造奠定了技术基础。
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关键词
高旋飞行体
内嵌飞行动力学
姿态解算
无迹卡尔曼滤波
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Keywords
high-spinning flying body
flight dynamics-informed
attitude determination
unscented Kalman filter
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分类号
V249.3
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名水下惯性/重力梯度匹配导航综述
被引量:2
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作者
王博
李天姣
李晓平
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机构
北京理工大学自动化学院导航制导与控制技术教育部工程研究中心
中国船舶集团有限公司第七〇七研究所
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出处
《战术导弹技术》
北大核心
2023年第4期1-12,I0004,共13页
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基金
国家自然科学基金(61673060)。
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文摘
水下惯性/重力梯度匹配导航是提高自主水下潜航器导航精度的重要手段。为深入了解水下惯性/重力梯度匹配导航技术的发展现状,综述了重力梯度仪等技术的研究进展,详细分析了惯性/重力梯度匹配导航的基准图构建、适配区选取、匹配算法以及综合校正等关键技术的难点与研究现状,总结了此领域的研究重点。预测了惯性/重力梯度匹配导航技术的发展趋势,指明了技术的耦合性、智能化及实用性是水下惯性/重力梯度匹配导航的重要研究思路,为水下自主导航技术的发展提供参考。
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关键词
惯性/重力梯度匹配
自主水下潜航器
重力梯度基准图
适配区选取
匹配算法
综合校正
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Keywords
inertial/gravity gradient matching
AUV
gravity gradient reference map
suitable match⁃ing area selection
matching algorithm
comprehensive calibration
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分类号
U666.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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