微惯性测量单元的误差整机标定和补偿

提出了微惯性测量单元(MIMU)在高动态、高过载复杂应用条件下的误差整机标定和补偿方法.首先,建立了高动态,高过载复杂应用条件下MIMU的误差模型,该模型包括了结构误差,传感器安装误差和MEMS惯性传感器在复杂条件对精度影响较大的误差项,指零位温度漂移、互耦误差、刻度因子非线性和微陀螺加速度效应误差;根据模型提出了整机...     

微型组合导航计算机设计

利用ARM系列微处理器S3C44B0X和多片TI公司的DSP芯片TMS320VC33,设计了针对MIMU/GPS组合导航系统的微型导航计算机.首先介绍了系统的硬件设计方案,为提高系统的可靠性,运算模块和A/D转换模块设计为三模冗余结构,其次,给出了系统的数据融合方法,为有效抑制系统观测数据中的野值,设计了基于SVR的抗野值Kalman滤波器.测试结果证明该设计不仅保证了组合导航系统的精度,而且提高了导航计算机的可靠性和抗干扰性.     

MIMU在弹道修正引信中的精度分析

论证了在弹道修正引信中单独使用MIMU的可行性;详细分析了在弹道修正引信中,MIMU的应用原理、力学结构编排等,提出了MIMU的应用数学模型;提出了利用卡尔曼滤波技术对MIMU的输出信息进行平滑滤波处理、辨识弹道.最后分析了MIMU的误差,初步提出了MIMU的精度要求.     

基于MIMU的输电线路运动监测技术

在分析当前输电线运动监测技术优缺点的基础上,提出一种基于MIMU的输电线路运动监测技术.采集MIMU时间序列信号建立ARMA模型,对比力和角速度信号进行Kalman滤波处理;由于平动和转动的幅值是由比力和角速度积分所得,以各轴比力平方和与角速度平方作为衡量输电线平动和转动幅度的标准,并对数据进行分段,通过计算数据段间的欧式相似度衡量数据的变异程度来评估输电线平动和转动的幅度及变化趋势,对测得加速度和角速度做FFT变换得出运动频率.为验证运动监测技术,设计转台摇摆模拟输电线3种不同幅值运动,将数据进行上述算法处理,结果表明,估计出的平动和转动幅度趋势和幅值变化相同,且精确识别施加的频率为2Hz.实验室条件下,搭建的模拟系统正常工作.     

四旋翼飞行器的自主巡航控制系统设计

针对四旋翼飞行器为六自由度,四控制量的欠驱动系统,将四旋翼飞行控制系统简化为姿态子系统和位置子系统,采用MIMU(微惯性测量组合)及GPS融合的导航方法,采用PID飞行控制策略,实现了利用地面站软件加载数字地图并进行自主巡航。     

基于Cortex-M4的多传感器组合导航系统设计

针对移动机器人导航定位需求,设计了一种低成本、便携式的多传感器组合导航系统.采用ARM Cortex-M4内核的STM32F407处理器为电路核心,利用微惯性测量单元(MIMU)、全球卫星定位系统(GPS)以及电子罗盘作为导航数据源,进行了相关的硬件设计;采用移动导航平台进行实验验证,通过实测数据进行分析,结果表明:该组合导航系统可以有效提高导航精度,使其导航定位经纬度误差稳定在1.0m左右,航向角误差稳定在0.8°以内,对移动机器人导航有一定的参考价值.     

一种新型MIMU信号采集系统

针对微型惯性测量组合动态范围宽、精度高、实时性强的要求,设计了一种新型的数据采集方法,该方法具有精度高、量程宽、速度快的优点.着重介绍了这种方法的电路实现,通过跑车试验,经过解算各个姿态参数完全符合系统的要求,可广泛用于弹载姿态测试和组合导航系统中.     

基于MIMU/GPS的组合导航设计及试验

根据航弹和MEMS技术特点设计了基于MIMU/GPS的组合导航系统.MIMU采用模块化设计,提高了可靠性;参考JDAM的性能指标,计算各模块指标;采用一种双频圆极化微带天线改善天线的宽带宽角特性,提高了GPS接收机灵敏度;借助GPS广域差分增强系统得到精密GPS星历和广域差分电离层网格改正数,有效解算定位精度提高了10倍以上.根据需求,合理简化组合导航数学模型并采用改进的模糊自适应Kalman滤波,仿真和实验表明,该设计满足制导精度在5 m以内的要求;并可在国产导航系统成熟的条件下,实现平稳过渡.     

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.     

低成本微惯性器件标定与温度补偿方法研究

针对小体积、低成本、低精度的微惯导单元MIMU,提出了一个有效的标定方法,可以有效的去除微机电传感器的各种误差。在传统的标定方法基础上,结合智能控制方法对MIMU中确定性、随机误差源进行补偿。此外,基于FPGA/DSP嵌入式处理器技术,开发了相关原理样机,完成了静态,动态标定与温度补偿试验,确定IMU总零偏漂移,非正交误差,标度因数等误差源,相关试验数据验证了所提方法的有效性。