基于微惯性测量单元的导航系统研究

随着半导体行业的发展,微机电系统(MEMS)的使用越来越广泛,已经开始进入消费电子市场.MEMS带来的操作、功耗和尺寸上的革命性变革是其成功进入消费类电子市场的关键.ADIS16350就是一个完整的三轴陀螺和三轴加速度计组成的惯性感应系统.该传感器包含AD公司微机械和混合信息处理技术,是一个高度集成的解决方案,提供校准后的数字惯性感应.本文就是在此基础上设计的一个导航系统,该系统不仅可以应用在航模上做导航控制,还可以往其他姿态测量、运动控制与稳定方向发展.     

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...     

基于微惯性测量单元的人体动作检测系统设计

提出了一种新型虚拟训练软件输入设备,以解决目前虚拟训练软件常用的输入设备逼真度不足的问题;系统将微惯性测量原理应用于人体姿态检测,选用微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)器件构建微惯性测量单元(Micro Inertial Measurement Unit,MIMU)作为人体训练动作的硬件采集设备;采用VC++设计上位机系统软件完成人体动作检测与识别,系统软件通过软件接口驱动虚拟训练软件;通过原理样机测试,系统运行稳定可靠,解算精度在3°以内,该研究拓展了MEMS器件的应用领域,极大增强了虚拟训练的真实感和训练效果。     

工件测量的CCD智能装置

工件测量的ＣＣＤ智能装置燕山大学常丹华，姚灵石，李斌祥１前言在生产线上，特别是冶金、钢铁、玻璃制品等热加工过程，如何实现产品工件尺寸的在线动态无损检测，一直是人们十分关注并努力予以解决的问题。恶劣的工况条件，使人们至今大多采用传统的离线、人工的检测手...     

基于神经网络的惯性测量单元误差标定

针对惯性测鼍单元非线性误差的标定问题,为保证导航精度,设计了多层前向神经网络的补偿模型.神经网络算法具有良好逼近非线性函数的能力,适合于非线性系统的建模.采用BP神经网络为主要逼近手段,对惯性测量单元的非线性误差函数进行精确逼近,弥补了常规建模方法的不足.将算法应用到某型MEMS惯性测量单元的非线性误差建模中,进行了仿真验证.结果表明,BP神经网络对原始信号的逼近误差在工程应用允许范围内,较传统的的最小二乘法建模方法有了显著的提高,保证有效地解决某型MEMS惯性测量单元误差大的问题.     

基于惯性测量单元的轮式机器人轨迹跟踪仿真

针对轮式机器人轨迹跟踪质量下降问题,提出基于惯性测量单元(IMU)的轮式移动机器人轨迹跟踪控制方法.通过两个惯性测量单元(IMU)来建立轮式机器人的速度、角速度计算模型,针对轮式移动机器人执行中的差动命令对轮式机器人实施闭环控制;设计轮式机器人工作轨迹参考量,结合动力学模型提出轮式机器人轨迹跟踪控制器,使轮式机器人可以...     

光纤陀螺在惯性测量装置中的应用

光纤陀螺技术发展迅速,估计在下一代先进的惯性测量装置中要使用它。概述了光纤陀螺的工作原理,并简要介绍了光纤陀螺用于试飞的情况,讨论了闭环干涉型光纤陀螺的工作过程。最后,对光纤陀螺的有关特点进行了讨论。     

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°）。     

MEMS随钻惯性测量单元设计与实现

针对基于磁通门随钻测量的局限性与惯性技术测量方案优势,结合随钻测量过程中强冲击、震动等环境特点,设计并实现了基于MEMS陀螺仪和加速度计的随钻惯性测量单元。对系统测试发现MEMS陀螺随机漂移误差较大,为此,采用改进时间序列分析法对巴特沃斯低通滤波后信号随机漂移进行建模。与传统时间序列方法建模相比,新方法降低了模型预测误差,滤除MEMS陀螺随机漂移误差更为明显,且在提高精度的同时保证了数据处理实时性。结果表明:系统能够实现近钻头安装,在钻进的同时完成相应参数的测量,达到设计要求。     

惯性测量单元姿态融合的动态分析

针对惯性测量单元背景噪声和器件漂移等问题,提出了一种基于梯度下降法、互补滤波和卡尔曼滤波的融合算法.首先,利用加速度计和磁力计的数据通过几何计算得出姿态角.其次,利用梯度下降法,将加速度计和陀螺仪的数据进行基于四元数法的数据融合,得出姿态角.接着,利用互补滤波法将姿态数据再次结合.最后,利用卡尔曼算法对结合后的数据进行...     

基于集中式智能控制系统上位机数据采集算法

将集中式智能控制系统常用的二层结构改进为智能化的三层结构的设计方案,即传感器、智能巡检仪和上位机;上位机既可以直接读取传感器的数据也可读取智能巡检仪的数据,通过一定的通讯方式与PLC执行计算机连接,读取数据,分析计算,并像执行的计算机发出指令的设备;此方案较好地解决了二层结构所出现的问题,并且也适合较大规模的其它类型的控制系统;这种设计方案存在当规模大时上位机采集数据出现丢失的现象;文章提出了利用数据库的历史数据及控制曲线的线性特征数据采集算法,较好地解决了数据丢失的问题;并以温控系统为例仿真了在较大规模控制环境下的试验结果,已经研制出相应的产品并应用于实际的工业生产和教学实验中.     

基于数据库的IMU自动化标定系统设计

惯性测量单元(IMU)标定是惯性导航的前提,标定结果将对导航精度产生直接影响。IMU标定过程测试项目多、周期长、工作量大,涉及到经常性大量的数据调用和计算,人工操作很难保证技术指标的要求。提出了一种基于数据库的IMU自动化标定系统设计,在LabVIEW平台下,实现了标定所需的各项功能要求,并将测试流程集成化、简单化,提高了工作效率。     

基于计算机视觉高速智能车辆的道路识别

论文研究了基于计算机视觉高速智能车辆的道路识别。通过对JLUIV-4智能高速车辆系统采集的图像进行中值滤波、边缘增强、最优阈值二值化,获得良好的梯度图像。根据道路特征采用Hough变换识别出道路边界。使用感兴趣区域,减少图像处理时间和提高道路识别的可靠性。JLUIV-4的高速导航实验表明,该算法具有良好的实时性、可靠性和鲁棒性。     

基于集中式智能控制系统上位机数据采集算法

将集中式控制系统常用的二层结构改进为智能化三层结构的设计方案,即传感器、智能巡检仪和上位机;上位机既可以直接读取传感器的数据也可读取智能巡检仪的采集数据;此方案较好地解决了二层结构所出现的问题,并且也适合较大规模的其它类型的控制系统;但这种设计方案存在当传感器数量规模较大时上位机所采集数据出现丢失现象;针对上述存在的问题,提出了一种新的利用数据库的历史数据及工艺控制曲线的线性特征的数据采集补赏算法,该算法可以较好地解决数据丢失的问题;最后文章以温控系统为例设计了仿真平台,仿真了在较大规模控制环境下提出的算法性能,从实验结果可以发现,文章提出的方法可以弥补数据丢失问题,具有一定的实用性能。     

金属纯度智能检测装置的研究

对于金属元素来说,纯度的改变会影响金属特性。当对一些金属进行纯度检测或者判断它的杂质含量时,不准确的检测结果也会直接影响对这些金属的性能评价,因此研究了一种金属纯度智能检测装置。用电极电导法测量金属-有机溶剂二元溶液体系,在恒流的情况下测量不同金属在浸溶液状态下的电压情况,采用Visual Basic编程语言设计软件,通过串行通信方式对电压和实时温度数据进行采集,对比电压数据曲线从而判断金属的纯度。经过实验测试表明,根据电压曲线区分金属、分析金属纯度的方法是可行的,所提出的分辨金属及检测金属纯度的方法实现了金属纯度检测的智能化、可视化。     

基于智能代理的分布式入侵检测系统模型

介绍了入侵检测系统在计算机及网络安全中的意义和现有入侵检测系统的局限性。在智能代理技术的基础上,提出了一种基于智能代理的分布式入侵检测系统模型(IADIDS),描述了系统的体系结构和详细设计,并给出了智能代理的结构模型。     

基于改进潜在语义分析的跨语言检索

该文采用基于SVD和NMF矩阵分解相结合的改进潜在语义分析的方法为生物医学文献双语摘要进行建模,该模型将英汉双语摘要映射到同一语义空间,不需要外部词典和知识库,建立不同语言之间的对应关系,便于在双语空间中进行检索。该文充分利用医学文献双语摘要语料中的锚信息,通过不同的k值构建多个检索模型,计算每个模型的信任度,使得多个模型都对查询和文本的相似度做出贡献。在语义空间上进行项与项、文本与文本、项与文本之间的相似度计算,实现了双语摘要的跨语言检索,取得了较好的实验效果。     

基于神经索引实例与知识推理的混合型智能CAPP策略

提出了一种新的基于耦合神经网络实例与知识的混合推理策略,采用面向对象的方法表达实例和知识,将神经索引模型引入实例推理中,在此基础上实现了ＣＡＰＰ的变异设计。同时,建立了基于零件及其工艺数据知识的分层知识表达与层次式推理机制,从而实现了ＣＡＰＰ的创成式设计。在给出这种知识化的ＣＡＰＰ系统的总体结构之后,详细讨论了基于神经网络的实例索引模型及实例推理和知识基推理的实现过程,由于吸收了派生法的类比设计思     

虚拟逆变装置电压故障检测系统的设计

电力电子逆变设备是工业生产中的关键设备。针对电力电子逆变设备的故障,设计了一种基于LabVIEW的逆变装置故障检测系统,构建了多功能操作界面,实现了5通道信息的实时采集及显示、频谱分析、故障检测及报警、历史数据查询等功能。所设计的检测系统经过测试,可以实时检测故障信号并记录故障信号的特征,对解决实际问题具有可行性和实用性。     

基于LabVIEW静压气体轴承性能检测装置的测控软件设计

采用LabVIEW设计了静压气体轴性能检测装置的测控软件.上位机软件通过串口与下位机进行指令传送和数据交换,控制检测装置运行,接收由AVR单片机采集的气体压力传感器、测力传感器和位移传感器的实验数据,同时对数据进行分析计算并实时显示和自动保存.实验结果表明,系统较好地实现了人机交互,自动化程度高、工作稳定性强、可操作性高.