视觉导航用多功能路标设计与应用

优秀的路标设计,可以简化路标识别算法并提高机器人定位与导航的准确性和实时性。本文针对结构环境下的视觉导航系统,设计了一款多功能路标并给出了相应的应用算法。通过综合考虑拓扑结构、几何结构和色彩选取等的优化,设计的路标可以提供丰富的信息,而且具有较强的抗干扰能力。基于所设计的路标可以实现基于单帧图像中单个路标的机器人定位与导航,以及在大范围内基于序列路标的导航,并且可以准确估计序列路标中下一路标的位置。在具有较多干扰因素的大厅和走廊中进行的机器人定位与导航实验表明,即使采用未经校正的鱼眼镜头,机器人定位误差最大仍不超过5cm,示教再现导航误差最大不超过10cm;且在长距离导航实验中可实现方便、准确进行路标切换,有效提高导航的实时性和抗干扰性,证明了所设计路标的有效性。     

直升机高精度长航时自主定位方法研究

为满足武装直升机高精度长航时自主定位的要求,设计了一种多普勒雷达/光纤捷联惯导/气压高度表的组合导航系统.根据各传感器的误差特性建立了组合导航系统的数学模型,针对多普勒雷达系统的失锁、测速异常等问题设计了一种基于双层容错结构的卡尔曼滤波算法.最后对设计的组合导航原理样机进行了长航时的地面跑车试验,跑车结果表明该系统长航...     

基于陆标和脉冲星测量的自主导航方法

火星探测器经过近火点制动进入大椭圆环绕轨道后,要求能够自主确定探测器的位置、速度等导航信息。提出了一种基于陆标和X射线脉冲星测量的自主导航方法。该方法针对火星大气辅助减速的大椭圆轨道,提出在近火点使用陆标导航,在离开火星大气后的高轨道段使用脉冲星导航。利用星上光学敏感器获得火星陆标信息和X射线敏感器测量脉冲星信号,通过扩展卡尔曼滤波方法(EKF)进行滤波处理得到探测器位置。在现有导航敏感器水平下,该组合导航方法能够取得近火点100 m,远火点1 km的导航精度。该方法实现了两种导航方式优势互补且精度高,为火星环绕段自主导航提供了一种新思路。     

基于RSSI和惯性导航的融合室内定位算法

针对目前对高精度室内定位算法的需求,提出一种基于接收信号强度识别（RSSI）和惯性导航的融合室内定位算法。基于无线传感网中ZigBee节点的RSSI值,采用位置指纹识别算法,对网络中的未知节点进行定位。结合惯性传感单元（IMU）提供的惯性数据,对RSSI定位结果进行融合修正。利用Kalman滤波器,采用状态方程描述待定位节点位置坐标的动态变化规律,从而实现一种以无线传感网络定位为主、IMU为辅的融合定位方法。仿真结果表明,提出的融合定位算法既能改善单独使用RSSI定位受环境干扰较大的问题,又能避免单独使用惯性导航带来的累积误差,极大地提高了定位精度。     

惯导系统转位条件下的误差特性分析

捷联惯导传感器不像平台惯导传感器,固定在选定的坐标系中,需要承受运载体在其全程飞行轨迹上产生的航向和姿态变化,因此捷联惯导性能在很大程度上取决于运载体的动态激励.本文重点分析了捷联惯导方位转位条件下的误差传播特性,并从时域和频域两个角度阐述了捷联惯性导航系统性能与此类运动的相关性,具体说明了捷联惯导舒拉蹦效应与旋转调制...     

基于动态地标的在线室内平面图生成方法

在应急救援、商场导购、患者导医、参观引导等导航应用场景中,往往需要室内平面图作为先验知识,从而使得大量室内导航系统缺乏可扩展性和鲁棒性。针对该问题,该文提出基于动态地标的在线室内平面图生成方法,减少现有方法对先验知识的依赖。首先利用智能移动设备内置的惯导传感器数据和航位推算法获取粗粒度移动轨迹,继而提出一个同步静态地标(楼梯、电梯以及手扶电梯等)和动态地标(轨迹拐点)的识别方法;其次,利用这些地标信息提出多用户参与的轨迹自校正和组合方法实现室内平面图生成;最后,利用原型系统获取的数据评价所提方法。分析结果显示,该文方法的最大误差以及平均误差分别为1.90 m和0.90 m。     

光纤传感系统在海军舰潜方面的应用前景

光纤传感系统独特的特性引人注目。它无论在提供新型传感系统的潜力、价格和性能等方面都优于现有的检测系统。就处于海洋特殊环境中的舰潜而言,广泛应用光纤传感系统已是大势所趋,事不宜迟。 本文简要回顾光纤和光纤传感系统的构成特性。评述光纤传感系统在通信、数据多路传输、制导、惯性导航、水下通讯、探测与监控等方面的应用前景。     

复合式惯导系统

与平台式惯导系统相比,捷联式惯导系统具有体积小,成本低,启动时间快及可靠性高等优点。但其表现受到载体角运动的影响。结合捷联式惯导系统和平台式惯导系统的优点,该文研究了一种复合式惯导系统。首先,详细描述了该系统的原理;其次,推导出该系统的误差方程。从理论上分析了该系统的性能不会受到载体角运动的影响。仿真实验结果验证了该方法的有效性。     

地磁匹配导航的精度分析

针对一种新的导航系统一地磁匹配导航的精度进行了研究。在介绍了地磁匹配导航的基本原理的基础上,给出了地磁匹配系统的形式化模型。分析了影响地磁匹配导航精度的决定因素,最后从硬件和软件2个方面给出了提高其定位精度的途径。     

基于惯性传感器和改进Criminis算法的距离估计

针对距离估计问题,提出了一种新颖的利用惯性传感器和单目摄像机的距离估计系统,该系统通过结合惯性导航算法和图像处理算法来实现距离估计。首先通过移动单目摄像机,得到一个目标的两幅图像,并利用改进后的Criminis算法提取两个图像间的特征值,再利用惯性导航算法对摄像机的运动进行估计运算,计算出摄像机移动的基线估计,最后通过最小二乘法得到估计距离。同时为了减少误差,在摄像机移动的过程中利用了零速度更新。通过实际环境实验,我们对该算法的准确度进行了评估,在几米范围内,它的平均距离误差是3.9%。     

依托稳定平台的惯性导航教学探索

为提升“惯性导航”在军工行业背景中的特色教学效果,教学组对“惯性导航技术”的课程教学方法进行实践性改革：突出陆用惯性技术教学模块,开发实验性教学案例模块;依托稳定平台拓展课程教学实践,将“小、中、大”型稳定平台设计控制与“双创”赛事结合。实践表明,该课程教学改革可有效促进本科生对专业知识的理解,提高实践能力和创新素养。     

OTO电子商务中iBeacon技术应用可行性研究

电子商务是当前最受人们欢迎的一种商务模式,但是随着技术的更新和融合,电子商务模式正转型走向更加满足人们需求的OTO电子商务模式时代。文章将iBeacon技术引入OTO电子商务中,利用iBeacon的低功耗、微定位以及所带来的无缝体验的优势特征,对于其在OTO电子商务上的应用可行性进行分析研究,并提出了在应用中面临的挑战。最后,对前景进行总结和展望。     

基于粒子滤波的INS/TAN组合导航

将粒子滤波应用于INS／TAN组合导航系统中。仿真证明,该滤波方法有效地克服了地形的非线性特性和惯导误差对组合导航结果的影响。     

民用航空中组合导航的应用研究

本文首先分别介绍惯性导航与卫星导航两者的优缺点,随后提到当前我国民航系统使用组合导航的必要性,最后介绍组合导航的特点,通过本文的研究,以期能够为我国民用航空应用组合导航提供一定的借鉴。     

MEMS-INS室内行人定位三维地图匹配算法

提高基于微机械(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的室内行人三维定位精度一直是一个研究热点和难点,其中器件误差是影响MEMS-INS精度的一个棘手问题.由于器件误差产生的机理十分复杂,采用现有的修正技术无...     

高精度惯导速度信息辅助的导引头量测误差抑制方法

 针对利用惯导信息抑制末制导导引头量测随机误差的问题,提出了一种高精度惯导速度信息辅助的扩展卡尔曼滤波方法.利用高精度惯导速度信息描述导弹自身运动,采用一阶马尔科夫过程描述目标机动,构建基于弹目信息状态变量系统的弹目相对运动模型,通过扩展卡尔曼滤波方法实现对导引头测量随机误差的抑制.新方法实现了惯导信息、导引头量测信息的融合,克服了已有滤波方法运动模型建模时需考虑导弹制导控制因素的难点.仿真实验结果验证了该方法在导弹末制导过程中的有效性.     

基于Zynq7020的组合导航处理平台软硬件系统的设计与实现

提出一种基于Zynq处理平台的组合导航系统设计及实现方案,Zynq7020作为新近发展的可扩展处理平台,集成了大规模可编程逻辑器件(FPGA)、低功耗高性能先进ARM处理器,两者通过内部总线互联与通信,满足高集成度、高性能数据处理的应用需求.基于Zynq处理器设计并实现组合导航处理平台,替代原有的FPGA+DSP+ARM导航解算模式,单芯片完成IMU信号采集,信号处理和导航解算等功能,降低整机设计的复杂度和成本.     

Exploring the limits of PDR-based indoor localisation systems under realistic conditions

ABSTRACT

Pedestrian Dead Reckoning (PDR) plays an important role in many (hybrid) indoor positioning systems since it enables frequent, granular position updates. However, the accumulation of errors creates a need for external error correction. In this work, we explore the limits of PDR under realistic conditions using our graph-based system as an example. For this purpose, we collect sensor data while the user performs an actual navigation task using a navigation application on a smartphone. To assess the localisation performance, we introduce a task-oriented metric based on the idea of landmark navigation: instead of specifying the error metrically, we measure the ability to determine the correct segment of an indoor route, which in turn enables the navigation system to give correct instructions. We conduct offline simulations with the collected data in order to identify situations where position tracking fails and explore different options how to mitigate the issues, for example through detection of special features along the user’s path or through additional sensors. Our results show that the magnetic compass is often unreliable under realistic conditions and that resetting the position at strategically chosen decision points significantly improves positioning accuracy.     

MEMS流体陀螺的研究进展

随着微机电技术（MEMS）的快速发展,惯性器件微陀螺得到了广泛的发展和应用,其中微流体陀螺具有体积小、重量轻、成本低和抗高冲击等独特优点。根据陀螺原理的不同介绍了几种微流体陀螺,包括气体对流微陀螺、射流微陀螺、ECF流体微陀螺和超流体陀螺,气体对流陀螺和射流微陀螺属于常用的典型流体陀螺,而ECF流体陀螺和超流体陀螺属于新型的流体陀螺,分别分析了它们的原理和应用情况,并对它们的应用前景进行了展望,微流体陀螺将在惯性导航和自动控制等方面发挥越来越重要的作用。     

GPS制导武器的应用与发展

阐述了GPS制导武器在现代战争中的应用与发展,较为详细地论述了GPS精确制武器在现代战争中的主导地位以及未来发展前景。