基于偏振光传感器的全姿态角解算方法研究

针对小型无人机三维空间内姿态解算的问题,提出了一种仅利用偏振光传感器进行全姿态角的解算方法.利用偏振光传感器测量的偏振方位角,及通过观测位置和观测时间计算得到的太阳方位角,可以求得当前的航向角.利用太阳矢量在导航坐标系和载体坐标系中的投影,通过解算姿态方程解算出当前的俯仰角与横滚角,实现全姿态角的解算.通过仿真实验证明了该方法的有效性,解算出的姿态角误差在1°以内,能够有效地满足小型无人机的需求,为无人机导航提供一种全新的导航方法.     

基于MEMS传感器的风洞尾旋姿态测量研究

尾旋是飞机在失去控制后的一种极危险的飞行状态,陷入尾旋极易造成飞机的坠毁,在飞机研制过程中为了提高其机动性及抗尾旋能力,必须对这种极限飞行状态进行研究。在立式风洞中开展尾旋试验是目前效率最高,安全性最有保障的技术手段。试验测试的主要参数是飞机在尾旋及改出过程中的姿态角（包括俯仰角、偏航角和滚转角）。在此简要介绍了通过陀螺仪、加速度计和地磁计进行姿态数据融合的算法,以及采用了一种MEMS传感器进行尾旋姿态测量的试验技术,并且其姿态数据可由Zigbee无线数据模块实时传送到测量计算机。通过试验验证,该技术简单有效,不受现场环境限制,系统动态性能稳定可靠,角度测试精度为优于1°,满足了试验需求,提高了试验效率及数据质量。     

基于磁传感器的飞行器姿态测量方法

为近程自旋飞行器设计了一种基于地磁测量的姿态测量方法。根据此类飞行器飞行过程中偏航角较小,射程较近时偏航角可以忽略的特点,在偏航角可以忽略的情况下进行姿态角算法分析。由于第一种方法存在姿态角根取舍的问题,首先,利用空间转换矩阵推导出飞行器姿态角的表达式。然后,利用几何分析的方法推导出了飞行器姿态角表达式,并对该算法的误差进行仿真。仿真结果表明:误差在可接受范围。     

基于磁阻传感器与加速度计复合的姿态角检测技术

针对基于三维磁阻传感器解算姿态角时,解算结果会因符号变号出现较大解算误差,并需要已知其中一个姿态角方可解算另外2个姿态角,提出基于磁阻传感器与加速度计复合的姿态角解算算法,利用加速度计单独解算的倾斜角为地磁传感器解算提供一个姿态角,在地磁俯仰角阈值处以加速度计解算的横滚角代替磁阻传感器解算的横滚角,从而能实现同时测量3个姿态角,并在实验室进行了试验,达到预期的效果,为特殊行业对象的姿态角定姿提供一种新的方法思路。     

基于多传感器的姿态测量系统设计

本文针对姿态测量的自主性、低成本、微型化的要求,设计了三轴数字陀螺仪、三轴加速度计、三轴电子罗盘与ATmega128相结合的姿态测量系统,并且通过上位机显示姿态测量值。     

基于AMI602传感器的载体姿态测试系统

针对捷联式载体姿态测试系统中存在的抗干扰能力差、不能很好地消除坐标误差以及姿态角测量范围的局限性等缺陷,提出了一种基于集加速度、地磁于一体的6维AMI 602动作传感器的姿态测试系统。通过AMI 602动作传感器输出6维数据结合加速度和地磁2个常量来确定载体在空间中的姿态。测试表明:该系统能解决上述缺陷,且具有精度高、功耗低、小型化等特点,可应用于GPS、手机、游戏设备等姿态测量领域。     

基于MEMS和MR传感器的嵌入式系统姿态测量

本文介绍了一种基于新型MEMS加速度计和MR(磁阻)传感器的嵌入式姿态测量系统.通过本系统,可以获得载体的三个姿态参数:基于地球磁场的方位角,基于地球重力场的俯仰角和横滚角.     

基于MEMS传感器的脊柱形态检测系统设计

鉴于传统的脊柱检测普遍具有放射性,设计出基于MEMS传感器的无放射性脊柱形态检测系统。检测系统使用MEMS姿态传感器测量被测人背部脊柱姿态角度,由微处理器STM32进行数据读取、分析、处理后,在显示模块上显示检测结果,并将检测结果发送到上位机。检测系统可以分析被测人脊柱的Cobb角和轴向躯干旋转角度ATR,判断被测人脊柱是否畸形。     

基于磁阻传感器的旋转弹姿态测量算法研究

在旋转弹高速自旋的情况下,传统角速率陀螺测量滚转角时无法克服角速率量程和测量精度的矛盾,不能准确测量旋转弹弹体姿态。针对这一问题,在保证旋转弹的制导方式高度自主的前提下引入地磁信息,设计了一种高精度、适用于大动态范围的旋转弹姿态测量算法。着重针对滚转角的测量提出了一种新的解算思想,将滚转角以旋转弹横截面内的地磁矢量为界进行分解,并给出了结合地磁测量信息的偏航角、俯仰角计算公式。仿真结果表明:利用测量旋转弹姿态的算法是可行的,且精度高,值得推广。     

基于数字式红外传感器的姿态测量盲区补偿法

单轴红外姿态测量系统在测量小型无人机姿态角时存在盲区,通过增加一组与原轴线相垂直的红外传感器,形成双轴姿态测量系统,对盲区进行补偿。两组红外传感器一定有一组位于倾角可测区域,通过测试目标轴的输出温差的大小,判断位于可测区域的轴线,可实现对目标轴姿态角的解算。首次采用数字式输出红外热电堆传感器设计实现了180°无盲区的姿态角测量模块,经过测试,其静态误差小于2°。     

基于Android终端陀螺仪传感器的无人机飞行姿态控制

由于传统的无人机无线电操控方式在遥控距离、数据传输规模及操纵的灵活性等方面有较大限制,提出了基于An-droid智能终端控制飞行姿态的设计方案。在Android平台的传感器框架下对陀螺仪状态信息进行三维空间实时解析和监测,经过数据提取及变换,形成在线姿态模拟信息,编写操控界面,实现了无人机姿态控制。结果表明,基于Android智能终端在线控制具有直观、廉价、可移植性强等优越性,有助于进一步推动小型无人机操控方式的变革和发展。     

磁电式双转速传感器测量技术研究

本文通过分析瞬时转速测量误差,提出了一种精确测量发动机飞轮瞬时转速的方法--双传感器法,并进行了模拟试验,与传统转速测量方法作了对比.试验结果表明双传感器法可以消除齿圈加工及磨损造成的角度误差,并同时使圆周齿数相对增加一倍,提高了瞬时转速测量分辨率.     

姿态传感器采集测试系统的设计与实现

设计了一套基于STM32单片机的姿态传感器无线采集测试系统,大大方便了姿态传感器的研究与应用。首先设计了姿态传感器采集测试系统的整体框架;接着对测试系统的各部分硬件电路进行了说明,描述了ADXL204加速度和ADXRS150陀螺仪传感器的电路和计算公式,并说明了STM32单片机和PC上位机程序的结构和流程;最后利用本测试系统对ADXL204和ADXRS150传感器进行了测试和分析;通过对这两种传感器数据进行卡尔曼滤波,消除陀螺仪的漂移,同时减少了加速度传感器有害的噪声,从而得到精确的角度。     

全方位水平姿态传感器零位稳定性的研究

本文叙述了气流式全方位水平姿态传感器的工作原理，分析了影响其零位输出的因素，并提出了相应的解决方法。     

基于星敏感器的姿态优化估计算法

对于采用星敏感器的航天器姿态确定问题,提出了一种快速的姿态优化估计方法;首先,根据Rodrigues参数和观测向量之间的线性关系,引入四元数,构造了不同的非奇异的优化准则;其次,借助四元数,求解了基于该准则的姿态优化算法;误差协方差分析和数值仿真结果表明,该算法与著名的QUaternion ESTmation(QUEST)算法相比,在相同的操作系统环境下,具有相同的姿态估计精度,但计算速度更快,对两种算法选取间隔为2000次的仿真步长,统计数据长度为100个采样点,最后对结果加权求平均值,统计结果显示仅为QUEST的三分之一;这种姿态优化估计方法具有一定的工程应用价值。     

基于多视场星敏感器的姿态确定方法

星敏感器是目前航天器姿态测量精度最高的器件,与传统的单视场星敏感器相比,多视场星敏感器可以实现三轴同样高精度的姿态测量,提高姿态测量精度;针对单视场星敏感器姿态确定问题,推导了以最小代价函数为指标的QUEST姿态确定算法;对于多视场星敏感器,通过坐标变换方法将多个视场的导航星矢量转换到同一视场中,再利用QUEST算法得到航天器姿态;最后仿真结果表明,坐标变换后进行姿态确定得到的姿态数据与单个视场所得的姿态数据相同,验证了方法的正确性。     

基于MEMS传感器的三维鼠标设计与实现

许多应用场合如床上、长途汽车座位上没有桌面存在,此时传统的光电鼠标就不方便应用。针对该问题,提出一种基于微机电系统惯性传感器的鼠标设计方法,利用传感器倾斜角和方位角测量特性控制鼠标在三维空间中自由运动,并在Windows平台上做了测试。结果表明,该设计方法可以部分消除噪声对MEMS加速度传感器测量值的影响,从而提高测量准确性。