基于多传感信息融合的轨道线形检测

多传感信息融合是实现轨道线形高精度检测的重要方法,而加速度计和陀螺仪是多传感信息融合中的关键传感器。为了解决加速度计和陀螺仪存在累积误差导致测量精度较低的问题,提出一种基于多传感信息融合的轨道线形检测方法。基于捷联惯性系统和双目视觉的测量原理,建立了双目视觉与惯性测量结合的多传感数据融合模型,并利用扩展卡尔曼滤波实现了双目视觉、加速度计和陀螺仪测量信息的融合,提高轨道线形检测精度。通过实验进行验证,结果表明：基于多传感信息融合方法的测量精度比惯性测量方法提高了近9倍,且测量所得坐标在三个方向上的最大位移绝对误差不超过0.536mm,可有效实现高精度轨道线形检测。     

惯性基准法在地铁轨道检测中的应用

地铁的使用寿命与地铁轨道的损耗状况有关,及时地发现轨道问题,并加以修复可以有效提高地铁使用寿命,为了提升城市地铁的使用寿命,研究构建了一个基于惯性基准法的地铁轨道波磨损耗检测系统,该系统以惯性基准法为核心,配合加速度计,及检测车辆,对地铁轨道的波磨损耗情况进行检测。结果显示,基于惯性基准法的检测系统的检测成本为65324元,基于弦测法的检测系统的检测成本为78681元,基于惯性基准法的检测系统的检测结果与实际情况基本一致。研究构建的地铁轨道波磨损耗检测系统的检测成本更低,且检测精度符合实际应用需求。     

基于STM32的轨道方向不平顺检测系统设计

轨道不平顺是影响列车乘坐舒适性和平稳性的主要激励源,对轨道不平顺信号进行准确检测和有效的分析处理,以尽可能提高铁路维修效率,保障高速列车行车安全。为了准确检测轨道方向不平顺信号,基于惯性基准法原理,研制了以STM32F103 Cortex-M3 ARM处理器为控制核心的自动化检测系统。系统调理采集包括伺服加速度计、陀螺仪、倾角仪等多路传感器转换而来的模拟信号,然后传输到车载服务器中分析处理。检测结果以实时波形图的形式显示,能够准确有效地判断不平顺状态。     

基于PSD的平台漂移自动化测试仪设计与实现

针对惯性平台漂移测试人工操作误差大、自动化程度低的问题,研发了一台基于新型半导体位置敏感探测器的平台漂移自动化测试仪.该测试仪采用了一种新的光学测量方法,结合先进的半导体光电技术进行设计.分析了系统误差,并对系统误差进行修正.试验表明,该测试仪实现了自动化测试,操作简单,能够达到较高的测量精度,满足了惯性平台漂移误差±...     

基于MEMS惯性传感器的机器人姿态检测系统的研究

提出了一种基于MEMS惯性传感器的机器人姿态检测系统,并对检测系统的原理,组成以及数据采集进行了研究.并对陀螺仪和加速度计的影响因素进行说明,利用硬件对采集的数据进行滤波处理.通过卡尔曼滤波方法实现数据融合,充分地利用惯性传感器的信息,从而有效地提高姿态检测系统的检测精度.仿真试验表明了卡尔曼滤波方法对于提高检测精度是切实有效的.在实际的试验中也取得了很好的效果,并应用于实际的机器人姿态检测.     

微惯性测量单元设计及其误差补偿模型的研究

针对微惯性测量单元(MIMU)小体积、低功耗、低成本、高实时性的应用需求,设计了一种基于ARM和MEMS惯性器件的MIMU系统,并根据实验中得到的惯性器件的误差特性建立了一种惯性器件误差补偿模型,然后在硬件系统上进行了实验验证.利用该模型对惯性器件测量结果进行修正,可以有效抑制误差,提高MIMU的测量精度.整个系统能满足使用精度要求.     

基于车辆响应计算的地铁轨道平顺状态评价

针对目前轨道检测数据以幅值超限统计的方式评价轨道平顺状态而未考虑轮轨关系及车辆实际响应的问题, 提出一种基于车辆响应计算的地铁轨道平顺状态评价方法。该方法引入随机振动虚拟激励法对车辆动力学模型的响应谱进行计算, 再由响应谱计算得到平稳性指标, 指出在车辆动力学参数稳定状态下, 平稳性指标可用于对轨道平顺状态的判定。不同车速下高级别轨道谱的平稳性指标均优于低级别轨道谱, 结果表明该方法可对轨道的整体状态进行量化评价。该算法可用于深入分析轨检数据, 并为轨道状态评价提供新的思路。     

改进的IMU传感器安装误差正交补偿方法

针对传统的正交补偿方法难以保证惯性测量单元具有较高的正交补偿精度的问题,提出了一种改进的适用于大角度和小角度安装误差角情形的正交补偿方法,该方法分别建立三轴加速度计和三轴光纤陀螺传感器的安装误差方程,对惯性测量单元进行速率标定和多位置静态标定,并利用最小二乘法求解惯性测量单元的安装误差方程参数.仿真和实验结果表明:该方法较传统的正交补偿方法具有较高的正交补偿精度和传感器标定精度,且回避了静态标定时在较大安装误差角下利用转位机构获得零偏存在较大误差的问题,大大地提高了标定效率.     

基于PSD的平台漂移自动化测试仪的设计与实现

针对惯性平台漂移测试人工操作误差大、自动化程度低的问题,研发了一台基于新型半导体位置敏感探测器的平台漂移自动化测试仪。该测试仪采用了一种新的光学测量方法,结合先进的半导体光电技术进行设计。分析了系统误差,并对系统误差进行修正。试验表明,该测试仪实现了自动化测试,操作简单,能够达到较高的测量精度,满足了惯性平台漂移角度±3″的测试要求。     

于二次谐波检测的电容式微惯性器件频率响应测试方法研究

针对电容式微惯性器件信号微弱、耦合噪声大的特点,提出了一种基于二次谐波检测的频率响应测试方法,详细介绍r该测试方法的基本原理,设计了基于此方法的频率响应测试系统,分析了测试系统中存在的误差,以本实验室研制的电容式微陀螺为测试对象,对该方法和传统的一次谐波检测方法进行了对比,结果表明,该方法能够有效地减小电路中耦合噪声对测试结果的影响,提高频率响应测试精度.     

一种新型微惯性姿态测量系统的 系统误差补偿及标定方法

微惯性姿态测量系统机械精度不高、系统误差和随机误差干扰多样和传统标定计算复杂。针对这些问题,提出一种新型微惯性姿态测量系统误差标定的方法。通过对姿态测量系统的不同微惯性器件进行分析,有针对性的建立系统误差补偿模型。再设置实验转台给定系统不同速率及角度,最后利用最小二乘法、六位置标定法分别进行系统误差参数求解,经解算标定出零位漂移、刻度因子误差和安装误差角。最后通过标定前后对比测试实验,证明了该方法原理简单、易于实现,能较好地补偿微惯性姿态测量系统的系统误差,提高姿态测量精度。     

视觉惯性SLAM综述

对视觉SLAM、惯性导航和视觉惯性SLAM进行了介绍,详细介绍了视觉SLAM的框架结构和细分部分,罗列了近年来出色的视觉SLAM模型。最后在视觉惯性里程计的（visual inertial odometry,VIO）基础上,对现有的不同派别的开源视觉惯性SLAM进行深入分析与比较,探讨视觉惯性SLAM的发展趋势与动向。     

无陀螺微惯性测量装置

首先简要介绍了惯性测量装置及微惯性测量装置的特点及分类,指出了采用无陀螺技术设计微惯性测量装置的优势。并介绍了国内外无陀螺测量技术发展状况,提出了一种新颖的结构设计,推导了导航方程的算法,利用了多传感器的冗余信息对算法进行优化,降低了求解微分方程的累积误差,提高了无陀螺微惯性测量组合的导航精度,最后进行了仿真计算,验证了该方案的可行性。     

基于低成本微机械惯性测量元件的捷联惯性导航系统

随着智能技术和微电子技术的迅猛发展,以及MEMS运动传感器带来的创新,使国内外的工程师认识到捷联惯导系统应用到人体运动测量领域的重要意义,为运动员、消防员、警察和急救队员的训练提供了有利帮助.首先介绍了捷联惯性导航系统的工作原理,之后详细介绍了捷联惯导系统的硬件组成,并且在Matlab中验证其算法的可行性.为了实现快速开发,再建立Simulink模型,通过Simulink的自动生成转换成嵌入式的C代码,移动到微控制器中.最后连接到显示装置上,实现输出.     

网络化手势运动跟踪系统设计

设计了一种基于微机电惯性传感器的数据手套.根据惯性导航和刚体动力学原理,构建了基于微型传感器的体感网络,并通过多传感器数据的融合解算以获取运动姿态信息,实现对手指各关节运动数据的捕获.结合计算机图形技术构建三维虚拟手捕获系统进行性能对比评估,实验结果表明:所设计的系统具有良好的稳定性和适应性,能够对手运动信息进行实时有效地捕获.     

一种复合式在线液体密度测量方案探讨

提出了一种基于涡轮和内藏孔板的在线式液体密度测量方案,从理论上分析了该方案的可行性与计算处理公式,并提出了具体产品实现时应注意的问题.本文提出的方案,既可采用常规仪表方案实现,也可作为一种新型多参数密度、流量仪表的设计方案.具有一定的应用指导意义.     

基于惯性网络的分布式信息融合算法

分布式导航系统是飞机多传感器导航系统设计的新概念,可以大幅提高系统导航性能和容错水平,并能动态配置传感器功能,但是目前并无完善的信息融合算法与之对应;文章在构建惯性传感器网络的基础上,将多个低成本惯性传感器系统配置在飞机的多个位置以作为网络节点,设计了分阶段处理的分布式信息融合算法,综合利用各节点所测量的惯性信息,最后得到本节点的局部状态估计;通过仿真实验表明,采用此方法,有效降低了导航滤波估计误差,因此,系统导航性能及容错能力得到大幅提高。     

单轴旋转SINS惯性系对准方法研究

针对复杂情况下车载捷联惯导初始对准抗干扰能力差,对准精度不高的问题,提出一种基于单轴连续旋转调制的惯性系初始对准方法。阐述了单轴连续旋转捷联惯导初始对准的误差抑制原理,利用惯性凝固思想建立了惯性系双矢量对准模型,进一步利用惯性系多矢量定姿方法结合旋转调制实现初始对准。通过仿真及设备实验验证,单轴连续旋转调制能够有效抑制惯性器件误差,提高对准精度,惯性系多矢量定姿方法相比于双矢量定姿方法能够更加充分利用测量矢量信息,抑制外界干扰,提高对准性能。     

图像处理技术测量轴上键槽的宽度和深度

轴上键槽的尺寸测量是利用图像处理技术进行尺寸检测的一个难点，目前相关研究也极少。本文提出了一种利用图像处理技术测量轴上键槽宽度和深度尺寸的方法，给出了理论推导，并针对实际宽度10mm、深度7．06mm的键槽进行了测量实验。测量结果表明，应用本方法获得的键槽宽度测量误差比较大，键槽深度测量误差满足测量要求。     

基于三坐标测量机的测量软件 MworksCAD

针对制造业对三坐标测量软件的需求,基于三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine,CMM)设计并实现测量软件MworksCAD,将其体系结构分为4层:机器层、驱动层、功能服务层和界面层,将尺寸测量接口规范(Dimensional Measuring Interface Standard,DMIS)测量语言作为系统的信息载体,实现智能化的测量点采样、测量路径选择和碰撞检测,提供基于Open CAsCADE的三维CAD模型显示与操作,可以满足测量过程自动、高效的要求.