磁罗盘的罗差分析与验证

针对基于最佳椭圆拟合的磁罗盘误差补偿算法,设计了一组模拟不同类型干扰磁场的数据采集与罗差分析实验。通过对磁罗盘在各种干扰磁场下表征测量数据特性的拟合椭圆参数与最终补偿效果的详细分析,对理论公式进行了比照与补充,同时探讨了软铁干扰磁场与硬铁干扰磁场的相互作用关系以及在综合磁航向误差中各自所产生的影响。     

AMR电子罗盘的设计及其误差补偿

该文介绍了磁阻式电子罗盘的工作原理,设计了一种利用磁阻传感器和加速度计测定航向角、俯仰角、侧滚角的电子罗盘测量系统。在分析电子罗盘误差形成的基础上,提出了相应的补偿方法。实验结果表明,利用这些补偿方法,可有效的减低由制造和安装等所引起的误差。同时,这种补偿方法也适用于其它3轴传感器系统。     

无航向基准时数字磁罗盘的自差校正

本文提出了适合于无外部航向基准时数字磁罗盘的自差校正方法。通过分析自差产生的原因以及硬铁和软铁磁力对自差的不同影响,把自差的形成过程假设为从圆到椭圆的变化过程（椭圆假设）,其逆过程就是自差补偿的过程。研究了基于椭圆假设求解自差系数算法和自差补偿方法。该方法使数字磁罗盘容易地实现了自动自差补偿和自动校准,扩展了现有的磁罗盘自差校正方法。     

动载体卫星天线稳定系统

提出了在动载体卫星通信系统中,一种以电子罗盘和角速度陀螺为核心的四轴座架结构的低成本控制系统方案,讲述了稳定系统的构成,阐述了系统稳定补偿策略,特别提出了对电子罗盘这一关键器件的保精度处理措施.最后对系统抗位置、速度和加速度扰动的能力分别进行了仿真分析,仿真结果表明该稳定系统抗扰动能力强,跟踪误差能达到系统技术要求.     

基于椭圆最小二乘法和圆度轮廓误差评定的椭圆提取方法

在对数字图像中的螺旋锥齿轮进行空间定位和三维重构过程中,为获取齿轮轴向参数,提出了最小二乘法与圆度轮廓误差评定原理;建立了锥齿轮数字图像仿真模型.来获取齿轮轴向参数;利用Matlab软件对数字图像进行图像增强、二值化、边界提取等操作,再结合最小二乘法对像素坐标进行椭圆拟合;通过利用圆度轮廓误差评定的方法,使拟合获得的椭圆误差最小.该方法能准确地拟合出椭圆,通过轮廓逼近算法有效地去除了噪声点,提高了椭圆拟合的精度,可为螺旋锥齿轮空间定位和三维重构提供准确的数据.     

基于分层模糊控制器的AGV路径规划

动态环境下的路径规划是AGV小车研究领域的一个难点问题.介绍了AGV全局定位和环境感知所用的传感器原理及其误差补偿方法.在电子罗盘和光电编码器的结合下利用航位推测法获得小车当前的位姿,采用多传感器感知外界环境信息.并在此基础上提出了基于分层模糊控制的路径规划方法.     

一种快速载体磁场补偿方法研究

在地磁导航应用中,地磁场的测量不可避免地会受到载体磁场的影响,降低了地磁导航的精度,因此必须对地磁测量数据中的载体磁场实时快速进行补偿.在详细分析载体上硬铁材料、软铁材料产生磁场在载体运动过程中的特性的基础上,提出了一种快速载体磁场标定及补偿方法.该方法本质上是将载体磁场补偿问题转化为椭圆拟合问题,利用带椭圆约束的最小二乘拟合方法对多于6个航向的捷联式三轴磁传感器测量数据进行椭圆拟合,进而实现载体磁场的快速标定和补偿.通过仿真试验表明,该方法具有简单快速,易于实现的特点,可以达到与磁传感器等精度的补偿效果,且在低信噪比情况下具有较强的鲁棒性.     

星载SAR LFM信号在轨相位预失真补偿方法

由于空间环境下星载合成孔径雷达(SAR)系统相位误差会发生漂移,影响线性调频(LFM)信号的脉冲压缩性能,因此本文提出一种基于多项式拟合的在轨相位预失真补偿方法.通过在轨定标可获得系统相位误差,在地面对其进行多项式拟合得到相位补偿参数,上注相位补偿参数,在轨运算生成具有补偿相位的线性调频信号.给出了该方法的理论依据和实现流程,分析了星上硬件资源需求和优缺点.通过相位预失真补偿仿真和真实系统试验,并与其它方法结果进行比较,证明该方法可以有效地改善线性调频信号的脉冲压缩性能.     

基于ATmega64单片机智能导盲系统设计

以ATmega 64单片机作为主控制器,设计了一种基于超声波、红外测距原理和GSM数据传输的多功能智能导盲系统.此系统包括超声波测距、红外测距、语音提示、电子罗盘、GSM模块等部分,采用超声波和红外传感器探测障碍物,采用电子罗盘检测行走方向,并将障碍物信息和方向信息以语音的方式提示给盲人,达到导盲作用.最后对测距误差和系统测障盲区进行了研究.     

基于EKF的移动机器人RFID定位系统研究

由于RFID读取器对标签的距离不可知, 基于RFID的定位会产生固有误差.为了减小RFID定位系统的固有误差, 研究了移动机器人融合RFID、超声波、电子罗盘和里程汁自定位的方法, 通过扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)解决RFID定位在位姿更新之间的误差累积, 提高定位的性能.通过Matlab仿真, 试验结果表明该算法可行且有效.     

基于MEMS与Android智能手机融合的 室内个人导航算法

针对微机电系统(micro-electro mechanical system,MEMS)惯性器件在导航解算中存在较大的累积误差问题,提出了一种基于MEMS惯性器件与Android智能手机融合的室内个人导航算法.导航算法在捷联惯性导航算法的基础上,根据人行走时的运动特点,引入了零速度检测与修正算法来检测人行走过程中的静止状态,并对行人静止时刻的速度和位置信息进行校正,以降低累积误差.导航解算中由于陀螺仪漂移导致获得的行人运动方向角误差较大,故采用MEMS陀螺仪输出姿态信息与Android智能手机中的电子罗盘方向角融合的行人运动方向校正算法来获取行人运动方向,并结合滑动均值滤波算法来进一步校正行人的运动方向,提高导航精度.最后通过实验结果验证了导航累积误差修正算法的可行性和有效性.     

自动仿真实时磁罗经软件设计

该文研究了一种基于磁三维向位传感器的导航平台设计。该设计是一种集合消磁、测定、存取、向位换算功能的智能导航系统。重点研究了自动仿真实时磁罗经、横滚仪、俯仰仪,并将它们集于同一个视屏的软件设计,阐述了整个软件的模块划分和实现结果。结果证明该软件结合专门装置可以满足现代导航系统中对载体定向、定位及操纵智能化的要求,并克服了传统磁罗经需进行繁琐向位换算的缺陷,同时还提高了指向、定位精度。     

Adaptive filter for a miniature MEMS based attitude and heading reference system

Attitude determination is often required in space-craft,aircraft,marine vessel,land vehicle,and mis-siles.These wide applications derive fromthe importantrole of determining attitude angles,which are the mainnavigation parameters that define the system's orienta-tion relative to a certain frame.For example,if the ac-celeration is measured in the body frame,but must becorrected for gravity in the local geodetic frame,a rota-tion fromthe body frame to the local geodetic frame willbe required.The…     

基于信息融合技术的车载组合导航定位系统

论述了一种采用磁罗经和轮解码器的车用GPS／DR组合导航定位系统．应用多传感器信息融合技术，降低了测量误差．仿真实验验证了上述方法的有效性．     

平台罗经框架结构的动力响应分析

平台罗经系统结构的动态性能决定其工作精度和可靠性,应用有限元数值计算方法,对某型号平台罗经框架结构系统进行了动力响应分析,得到了三环框架结构系统在承受正弦周期载荷时的响应曲线、谐振频率点的振型及最大振幅,建立了平台框架结构系统(横摇环-纵摇环-方位环)各部分位移和载荷响应的传递关系.通过分析计算,提出了提高结构系统的动态性能改进方法,为今后的改进和设计提供了理论依据.     

新型实用的电子磁罗盘设计

为提高罗盘精度,降低成本,携带方便,设计了一种新型实用的电子磁罗盘．当磁性材料趋于磁饱和后,电感自感系数与磁场强度成反比,在RL振荡电路中,振荡频率与自感系数成反比,所以振荡频率与磁场强度成正比．根据单片机测出RL振荡电路的频率,确定磁方位角．在液晶屏幕上显示实际测量角度值．用RL振荡电路正反充放电的方法消除了仪器本身引起的误差,并且用软件校正各种外界因素引起的误差．该罗盘用数字信号处理技术,抗干扰能力强,精度高,可靠性好．实际测试结果表明该仪器测量的数据误差小于1°,满足了实际应用的要求．     

外杆臂效应对于船用捷联惯导罗经对准影响分析

捷联惯导系统在动基座罗经对准中需要计程仪提供速度,然而计程仪(位于船底部)和捷联惯导系统(位于罗经室)之间存在的外杆臂效应使得计程仪提供的速度存在误差.为分析外杆臂效应对动基座罗经对准性能的影响,推导了船舶纵摇、横摇、转弯情况下,外杆臂效应导致的速度误差表达式,同时,建立了速度误差与罗经对准误差角之间的关系,进一步推得外杆臂效应速度误差对于罗经对准的影响.理论分析与仿真表明:外杆臂效应会引起罗经对准水平和方位对准误差,该误差与摇摆和转弯的幅度,外杆臂的长度构成递增关系.     

钻孔摄像测试围岩松动圈的机理与实践

利用全景钻孔数字摄像技术和数字图像处理与分析方法,研制了全景数字钻孔摄像煤矿巷道围岩松动圈测试系统,该系统由硬件和软件2大部分组成,硬件系统包括高压密封摄像定位磁性罗盘以及微型CCD摄像机等,软件系统则包括钻孔图像实时监视与实时处理(如图像无缝拼接、平面图展开、三维钻孔岩芯生成)以及松动圈的分析程序.在松动圈识别关键技术中,提出了用钻孔图像中围岩裂缝的圆形度指标作为判断围岩松动圈标准的新思路.首次将其应用于山东七五煤矿深井围岩松动圈的测试工作,获得了围岩松动圈厚度值在巷道断面不同部位有较大差异的分布规律,并和传统的围岩松动圈超声波测量法比较,误差在3.5%之内,验证了钻孔摄像技术测量松动圈的可靠性,为高应力地下工程围岩松动圈厚度值的测试提供了新的方法.     

基于地磁辅助惯性导航的状态反馈系统研究

针对MEMS技术的惯性传感器低精度的特点,提出一种高精度的组合导航算法,采用地磁辅助导航进行闭环校正,并对地磁的自差和航向角进行观测,以达到较高的惯性导航精度和更高的动态性能。实验证明,状态反馈的惯性导航系统能很好地克服惯导的误差累积,大幅度提高了地磁导航的抗干扰能力,得到较好的导航精度。     

基于光纤陀螺ARMA模型的罗经法自主对准工程实现

在完成光纤陀螺捷联惯导系统样机的罗经法初始对准基础上,为进一步提高初始对准的精度,建立3个光纤陀螺仪随机漂移数据的ARMA模型,采用卡尔曼滤波算法进行光纤陀螺仪随机漂移的精确估计.在三轴转台试验中分析了加入光纤陀螺随机漂移ARMA模型前后的罗经法对准精度,得出光纤陀螺ARMA模型能有效地提高初始对准的精度,验证了其在工程应用中的价值.