基于加权指数平滑的里程仪故障检测方法

车载定位定向系统行进过程中滑行或打滑时,里程仪输出故障会显著降低系统精度.文中将惯性导航系统与里程仪的速度之差映射至有限区间,利用加权指数平滑的思想设计了检测时间窗随故障幅值自适应调整的里程仪故障在线检测方法.仿真结果表明,里程仪短时故障时,文中方法能够有效检测并及时告警,利用惯性导航系统速度隔离里程仪输出;故障消除后又能迅速解除故障警戒,恢复正常组合导航,提高了系统精度和可靠性.     

里程仪刻度因子的动态标校

为进一步提高车载导航系统的定位精度,文中研究了SINS/里程仪组合中的刻度因子动态标校,推导了组合系统卡尔曼滤波方程并进行系统仿真.结果表明,该组合系统经过里程仪刻度系数误差动态标校后,里程仪刻度系数误差可从10-2提高到10-4量级,提高里程仪测量精度的同时,组合系统的定位精度也得到了提高.     

捷联惯性/里程仪组合定位定向系统方案设计及仿真计算

针对车载定位定向系统中存在的缺陷,设计了一种新的车载定位系统。完成了由低成本、高可靠性的捷联惯性参考系统与高分辨率里程仪组成的捷联惯性／里程仪组合定位、定向系统的方案设计及仿真计算。仿真结果表明,系统对姿态角、航向角等误差具有极高的在线对准及标定精度。组合系统无需停车,可进行零速校正。     

捷联惯导系统/GPS/里程仪组合导航的研究

利用里程仪辅助捷联惯导系统构成自主式组合导航系统,构造、设计捷联惯性/里程仪组合定位、定向系统卡尔曼滤波器和新算法.并给出了仿真结果,仿真结果表明,该组合导航系统可有效减小速度和位置等导航参数的累计误差.     

里程仪故障检测的小波多分辨分析方法

针对车辆滑动等情况下里程仪故障的特点，研究了采用小波多分辨分析的里程仪故障检测方法，并进行了实验数据分析。结果表明，经多分辨分析重构的信号可以很好地揭示原信号的奇异性，从而判断出里程仪的故障点。该方法不需要进行数据建模，而且具有一定的鲁棒性，适用性强，对难以建立解析数学模型的诊断对象非常有效。     

跟踪微分器在里程仪数据处理中的应用研究

对从里程仪输出的路程增量信号中提取载体运动速度的问题进行了研究.为了获得更高精度的载体运动速度,利用跟踪微分器将载体运动速度从里程仪输出的路程增量信号中提取出来,并与传统的一阶差分算法进行比较,结果表明前者可以有效的抑制噪声放大问题,并具有较强的抗干扰能力,且算法简单,参数调节方便,滤波效果良好.最后通过计算机仿真验证了该算法的有效性,为构建捷联惯导/里程仪组合导航系统奠定了基础.     

伪卫星/惯性/里程仪组合高精度地面车导航技术

为提高地面车定位/定向精度,文中研究一种基于伪卫星/惯性/里程仪组合的导航技术.系统以平台式惯性导航系统作为主惯导、高精度里程仪用来测速、两个伪卫星地面基站测得的伪距差作为测量,仿真结果表明：东向定位误差可达到2m（1σ）,北向定位误差可达到1m（1σ）,方位误差达到20角秒.     

INS/GNSS/CNS组合导航系统仿真研究

研究了INS／GNSS／CNS组合导航系统的原理和特点。分析并建立了组合导航系统的误差模型，采用了平台失准角、INS与GNSS的位置之差和速度之差作为观测量进行仿真计算。仿真结果表明：采用天文导航系统对弹道导弹的INS／GNSS组合导航系统进行辅助将大幅度提高导弹的导航精度，具有重要的实际意义。     

基于固定里程量测的车载捷联惯导/里程计组合导航算法

针对车载里程计小量微分引起噪声放大和脉冲计数截断误差造成里程增量误差,进而影响系统精度的问题,提出了基于固定里程量测的组合导航方法.该算法采用位置量测方案,将固定里程范围内捷联惯导解算的位置信息和里程计航位推算之差作为量测值进行组合导航,并提出了里程计脉冲计数截断误差修正方法.仿真表明,该方法可以快速分离组合导航系统各传感器误差,具有较高的定位定向精度和推广应用价值.     

INS／GPS组合导航模糊控制方案

提出了一种利用模糊控制原理实现INS／GPS组合导航的方案，利用INS的短时高精度和GPS的误差不随时间积累的特性，使用模糊控制原理对两者进行组合，实现提高导航精度的目的。     

霍尔里程计的设计与研制

为解决GPS短时间信号失锁所造成的导航精度下降问题，基于霍尔开关的原理和特点，设计与构建车载霍尔里程计。根据对象齿轮的参数并结合磁路设计的仿真优化结果，对磁钢外形和磁通量进行优化设计，确定磁铁规格尺寸的选型。基于霍尔效应及感应理论和技术，采用磁场有限元软件对磁场扰动进行仿真。优化结果表明：在小于4mm的距离范围内，磁场扰动量均能得到有效识别，提高车辆行驶里程计算的准确性，使得霍尔里程计的抗电磁干扰及抗温漂能力大大提高。     

里程计辅助的 SINS 行进间对准方法

为实现车载捷联惯导系统在行驶条件下的初始对准,提高车载武器系统的机动能力,提出一种里程计辅 助的捷联惯导系统行进间自主式对准方法。通过推导载体坐标系下的速度积分方程,利用姿态矩阵的链式法则,将 惯导初始对准转化为初始姿态的最优确定问题,进而采用 QUEST 算法求取初始姿态矩阵,并给出了算法的离散化递 推模型,实现了导航前一刻的行进间自主对准。仿真结果表明：该算法在无需任何先验姿态信息的条件下,能实现 捷联惯导系统的行进间快速高精度对准。     

基于单目/IMU/里程计融合的SLAM算法

常见的单目视觉-惯性SLAM算法,应用于以平面运动为主的轮式机器人时,由于存在额外不可观测度等原因常会导致导航定位精度下降。为解决该问题,提出一种能提高定位精度的视觉/IMU/里程计紧耦合的SLAM算法。在视觉前端部分,改进了原始图像金字塔LK光流法,将陀螺仪的旋转信息和里程计的平移信息作为先验,进行了可减少计算量的光流初值计算过程优化;引入车轮里程计信息,推导了IMU/里程计预积分;将里程计约束加入初始化过程和后端非线性优化中,实现视觉、IMU、里程计信息的充分融合利用。开源数据集测试和小车实验结果表明,新算法光流迭代次数减少约32.5%,定位误差均值相比VINS-Mono减少约40%。     

捷联惯导系统/里程计高精度紧组合导航算法

针对惯导系统/里程计构成的组合导航系统,通过对陀螺仪和加速度计零偏、里程计刻度因子、惯性导航系统和里程计之间的姿态误差进行实时估计,实现了惯性导航系统和里程计信息的相互校正,有效提高了系统测量精度;同时,针对复杂应用环境下里程计测量信息不准而导致的组合导航系统精度下降的问题,利用卡尔曼滤波信息实现故障检测和隔离,从而有效提高了系统导航精度。     

捷联惯导/里程计高精度组合导航算法

针对里程计(OD)刻度系数误差和惯导安装误差角对车载捷联惯导(SINS)/OD组合导航系统的影响,重新推导并建立了新的量测方程,在此基础上加入故障检测的方法,从而构成了新的组合导航算法。该组合导航算法能够有效地提高组合导航精度,及时准确地检测出量测故障;同时该组合导航算法同样适用于车辆运动学约束辅助导航模式,为OD发生故障时提供了一种容错方案。仿真结果验证了该算法的有效性。