基于S3C44B0X的航姿测量系统的设计与实现

航向和姿态是空中机器人中的重要参数。从硬件和软件两个方面论述了以S3C44B0X微处理器为核心的航向姿态测量系统的设计,着重介绍了基于μC/OS-II实时操作系统在该系统中的实现过程,并对该系统进行了性能测试。测试结果表明,该航姿测量系统的测角精度为±0.5°(横滚和俯仰)、±1°(航向),基本满足空中机器人飞行控制对航姿测量的要求。     

基于DSP的小型捷联航姿系统的设计与仿真

针对以捷联惯导为中制导的战术导弹,设计了一种基于数字信号处理器（DSP）的小型数字化捷联航姿应用系统,并对捷联航姿系统的算法及器件误差补偿进行了分析与仿真。首先针对捷联航姿系统提出了器件误差的简化模型,然后通过对比四阶增量法和四阶龙格库塔法解四元数微分方程,提出了以四阶增量法为基础构建快速执行算法。最后采用一组实测信号对系统进行了仿真验证。结果表明,传感器的精度对仿真结果具有明显的影响,对惯性器件的实时误差补偿是非常必要的。所选算法的计算量与存储量都不大,在实际计算中可以选用。该系统具有运算速度快、精度适当等特点,不仅可用于小型战术导弹,也可用于其它低成本的小型导航领域。     

掘进设备自动导向及标定校准系统的设计与实现

针对目前掘进设备掘进精度不高、半自动化等问题,提出了一种新型掘进设备自动导向及其标定校准系统。系统结合激光光斑定位与航姿参考系统对掘进设备的姿态参数进行有效、实时测量,并进一步使用全站仪进行标定校准。系统采用摄像头获取掘进设备的位移参数、航姿仪测量姿态角参数,全站仪对航姿仪所测姿态角进行标定,并使用控制算法对其校准。对姿态测量数据进行了误差分析实验,验证了系统的精确性。     

MEMS惯性传感器ADIS16355在姿态测量中应用研究

为了实现惯性导航控制,需获取控制对象的姿态角信息,设计了基于MEMS惯性传感器集成模块ADIS16355的姿态测量系统。该姿态测量系统采用ADIS16355作为惯性测量单元,利用加速度计对重力向量的观测来修正陀螺给出的姿态信息,卡尔曼滤波实现传感器信息融合以计算运动载体的姿态角。介绍了ADIS16355的基本功能模块,阐述了两种传感器融合测量实时姿态角的方法并给出了卡尔曼滤波算法迭代过程,基于ARMv7架构的Cotex-M3微处理器设计了姿态测量系统硬件。采用AHRS500GA对该姿态测量系统性能进行了测量姿态角的验证实验,测试结果表明,该姿态测量系统能在动态条件下准确地测定运动物体实时姿态角,其误差一般在?1?左右。     

基于FPGA_ARM的车载导航系统设计与实现

针对由航向参考系统(AHRS)和全球定位系统(GPS)构成的车载组合导航系统在接收多通道异步收发器(UART)的数据帧时容易被截断或丢失问题,设计了一种基于FPGA和ARM处理器的车载导航系统。采用FPGA实现系统各单元间逻辑控制、UART数据接收、参数解算和SD卡存储设计,ARM处理器更关注于参数融合估计和导航计算。从而降低了数据接收和参数解算的时间延迟,使得导航系统在执行参数估计和导航控制的同时,完成了多通道异步串口实时接收、解算和存储任务。车载实验表明,该系统能够完成车辆自主导航,提高了导航精度。     

人工神经网络改进的AHRS/GPS紧耦合滤波算法

以陆用AHRS/GPS紧耦合系统为研究对象,建立了基于伪距-伪距率-航向角的组合观测数学模型,采用RBF网络辅助的EKF导航滤波器,逼近组合系统的非线性特性,实现自适应的导航参数解算.仿真结果表明:方法可快速、准确地逼近系统非线性模型,估算的姿态角误差均方差较标准EKF减小了约5.9%～22.8%.在传感器精度有限的情况下,所获得的导航精度和动态性能均有提高.     

基于ARM与低成本MEMS器件的AHRS设计

自平衡机器人、多旋翼无人飞行器的控制需要高精度的姿态运动信息作为反馈输入,要求测量模块具有响应快、体积小和功耗低的特点。采用低成本的MEMS器件与STM32单片机构建了航向姿态参考系统硬件平台。针对传感器的特点,设计了基于扩展卡尔曼滤波算法的双矢量校正方法,并给出了陀螺仪的温度补偿、磁传感器的校正方法。     

基于MEMS的吊车系统摆角无线测量

提出并实现一种基于微机电系统(MEMS)的吊车系统摆角无线测量方案。测量系统包含2套具有无线通信功能的基于MEMS的航姿参考系统(AHRS)模块,一套安装在吊车本体用于检测吊车本体的空间姿态,另一套安装于吊钩用于检测负载的空间姿态,以吊车本体姿态为基准校核负载的空间姿态,计算得到负载相对吊车本体的空间摆角。对提出的吊车系统摆角测量技术搭建了实验装置进行验证,实验模块集成Zig Bee无线通信和基于MEMS的AHRS。实验结果表明:装置能够有效实现吊车系统摆角的有效测量。     

伪距、伪距率、航向角观测模型的AHRS/GPS QEKF算法

以微小型航姿参考系统/GPS紧耦合导航系统为研究对象,建立了基于伪距、伪距率、航向角的组合观测数学模型.针对微惯性传感器漂移过大的缺点,引入二阶EKF(QEKF) 方法,代替传统的EKF算法.根据Taylor展开原理,通过对Hessian矩阵的求解,补偿系统观测方程线性化的二阶截断误差.仿真表明,QEKF所建模型符合实际导航系统要求,可使姿态角、位置误差均方差分别控制在90 s和3 m以内,优于相同条件下标准EKF所解算的导航参数.     

光纤陀螺的研究现状与发展趋势

论述了光纤陀螺的基本原理，性能特征和优势。介绍了光纤陀螺在军用民用领域的应用，分析了光纤陀螺的研制水平，进展，以及技术市场的发展趋势。