应用AR模型的IMU误差系数漂移预测研究

将影响IMU误差系数漂移并难于分离的多种因素综合为一种因素，假定IMU误差系数的漂移由一特定系统所引起，从而采用时间序列建模方法进行IMU误差系数漂移的预测。该方法具有消除各因素具体分析中的不确定性并减少其工作员的优点。文中描述了其原理，对某惯组的33个误差系数进行了时间序列建模与预测并得到有效的结果。最后还阐述了存在的问题及其解决方法。     

基于IMU与激光雷达紧耦合的混合匹配算法

针对线、面特征匹配的激光雷达测距与地图构建算法(Lightweight and Ground-Optimized Lidar Odometry And Mapping,LeGO-LOAM)在自动导引运输车(Automated Guided Vehicle,AGV)室内室外实时建图与定位时,易出现激光里程计累积误差大和旋转估计不准确等问题,本工作采用惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)与激光雷达紧耦合的LeGO-LOAM算法,通过IMU为激光雷达提供的初始位姿信息,构建IMU与激光雷达联合误差函数,实现位姿共同迭代优化.其中,对于室外结构化信息较少时,在点对点的迭代最近点算法(Iterative Closest Point,ICP)较高定位精度的基础上,结合LeGO-LOAM算法和ICP算法互补性,进一步提出基于IMU与激光雷达紧耦合的混合匹配算法:当环境中结构信息较多时,激光里程计采用LeGO-LOAM算法,而当环境中结构化信息较少时采用ICP算法.实验结果表明,基于IMU与激光雷达紧耦合的混合匹配算法可有效降低激光里程计相对位姿误差和累积误差,提高AGV小车定位精度以消除部分地图重影.     

随钻测量用微小型惯性测量单元设计

为满足随钻测量仪器在小口径油井、高频振动、强冲击等环境中的应用需求,使用光纤陀螺与石英挠性加速度计作为传感器组件,设计加速度计信号采样电路,小型化导航计算模块采用SOPC＋SDRAM＋FLASH,完成传感器信号采集、误差补偿、导航解算以及与上位机通信等功能。惯性测量单元（ IMU）集成了电源模块、传感器组件和导航计算机,最终制作成38 mm的随钻测量仪器。实验结果表明：当井斜角不小于5°时,样机能够达到系统姿态解算精度要求（井斜角误差小于±0.2°,方位角误差小于±2°,工具面角误差小于±0.2°）。     

基于分度台转位装置的惯性测量单元智能检测

针对惯性测量单元(IMU)批量检测效率低、人工劳动量大的现状,设计开发出一种基于分度台转位装置的IMU智能检测系统。其采用高精度分度台转位装置为IMU提供基准角度位置,利用工控机控制分度台转位装置、程控直流电源和IMU协调有序工作,通过上位机软件智能控制程控直流电源向IMU供电,以及自动发送、采集、分析和处理检测数据,实现对IMU的智能、高效、精确检测。实验结果表明,该系统可同时自动检测4套IMU 的参数指标,并自动计算、显示和保存检测数据,且检测精度、效率和智能化程度高,人工劳动量小,性价比高,此外,软件界面上所有功能均可手动触摸操控,操作十分便捷。     

一种小型惯性测量单元的精确标定技术

研究了一种基于MEMS陀螺和加速度计的惯性测量单元(IMU)的系统标定技术,建立了陀螺和加速度计的温度漂移和非线性误差模型,采用逐步线性回归法对以上模型进行了简化,并设计了补偿算法;实时补偿效果表明,在-40℃~60℃的温度变化范围内,惯性测量单元的零位偏值、偏值稳定性和非线性度都达到较高精度,这种误差标定方法可有效解决MEMS-IMU惯性器件误差的标定与补偿问题。     

Intelligently tuned wavelet parameters for GPS/INS error estimation

This paper presents a new algorithm for de-noising global positioning system (GPS) and inertial navigation system (INS) data and estimates the INS error using wavelet multi-resolution analysis algorithm (WMRA)-based genetic algorithm (GA) with a well-designed structure appropriate for practical and real time implementations because of its very short training time and elevated accuracy. Different techniques have been implemented to de-noise and estimate the INS and GPS errors. Wavelet de-noising is one of th...     

飞行仿真环境中惯性测量单元建模

准确的惯性测量单元(IMU)模型对飞行仿真至关重要,模型的准确性直接影响仿真试验的可靠性.为了在飞行仿真试验中能够提供有效的角速度和线加速度数据,需要建立准确的惯性测量单元仿真模型.在推导陀螺和加速度计数学模型的基础上,提出了建立陀螺及加速度计的仿真模型方法.为提高模型准确性,考虑了IMU误差影响.通过模拟AD公司的M...     

Nonlinear aircraft sensor fault reconstruction in the presence of disturbances validated by real flight data

This paper proposes an approach for Inertial Measurement Unit sensor fault reconstruction by exploiting a ground speed-based kinematic model of the aircraft flying in a rotating earth reference system. Two strategies for the validation of sensor fault reconstruction are presented: closed-loop validation and open-loop validation. Both strategies use the same kinematic model and a newly-developed Adaptive Two-Stage Extended Kalman Filter to estimate the states and faults of the aircraft. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed approach compared to an approach using an airspeed-based kinematic model. Furthermore, the major contribution is that the proposed approach is validated using real flight test data including the presence of external disturbances such as turbulence. Three flight scenarios are selected to test the performance of the proposed approach. It is shown that the proposed approach is robust to model uncertainties, unmodeled dynamics and disturbances such as time-varying wind and turbulence. Therefore, the proposed approach can be incorporated into aircraft Fault Detection and Isolation systems to enhance the performance of the aircraft.     

基于运动传感器的远程健康监护系统研究

摘要设计了一种基于惯性测量单元((IMU Inertial Measurement Unit)的远程健康监护系统。首先采集固定在人体上的4个惯性测量单元的加速度、地磁和角速度数据,然后对数据采用卡尔曼滤波器进行融合,最后将融合后的姿态数据写入I3VH文件后传输到远程医护人员的计算机,以便医护人员对病人进行监护。实验结果表明,系统能实时准确地采集到人体的姿态数据,并能实时地再现人体的动作。     

IMU/GPS/DCM组合导航系统全组合算法研究

通过分析姿态组合算法中平台误差角与姿态误差角物理意义的不同,推导并得到了二者之间的转换关系;利用联邦滤波技术,设计了弹载IMU/GPS/DCM组合导航系统,其中IMU为战术级捷联式惯导系统,GPS为普通民用级;仿真结果表明在元器件精度很低的情况下,使用文中的算法及系统设计依然可以实现高精度导航;组合导航系统的姿态误差角可控制在10角分左右,位置精度在3 m以内,具有较高的实际应用价值。