捷联惯导系统复杂误差参数系统级标定方法

重点研究捷联惯导系统复杂误差模型的建立,提出了一种新的包含加速度计内杆臂参数和温度误差系数的系统级标定方法。该方法基于45维卡尔曼滤波器对误差参数进行辨识估计,并通过温度控制试验箱控制标定过程中的温度变化。仿真实验表明该方法能够同时标定出激光陀螺和加速度计的零偏、标度因数误差、安装误差以及加速度计的内杆臂参数和温度误差系数。导航实验结果表明,对标定参数进行多误差源补偿之后,10 h导航实验水平最大定位误差为0.6 n mile （1 n mile=1.852 km）,相较于不经过补偿,导航精度提升了37.5%。     

激光陀螺捷联惯导系统多位置系统级标定方法

捷联惯导系统的精度受到自身各种误差因素的影响,需在使用之前进行精确地标定和补偿。为了更加有效地标定误差,设计了一种10位置系统级标定的方法。利用简化的误差模型和速度误差变化率方程,建立了所有误差参数与导航误差之间的线性关系。通过设计的10位置连续旋转方案对由各项误差参数引起的速度误差进行充分激励,利用所得数据进行卡尔曼滤波,计算出包括陀螺仪和加速度计的零偏、标度因数误差、安装误差以及加速度计二次项误差等24个误差参数。仿真得到陀螺零偏误差优于0.000 75（）/h,加速度计零偏误差优于g,陀螺和加速度计的安装角误差优于1.5,标度因数误差优于2 ppm（1 ppm=10-6）系统,加速度计二次项误差优于0.1510-6 s2/m。另通过3组实验验证了重复性,证明了该方法确实有效。     

基于HHT的光纤惯导系统级标定改进算法

传统的系统级标定方法是将温箱压缩机、转台电机等环境引起的随机噪声视为白噪声,而实际过程中输出信号具有非平稳和非线性特征。最小二乘拟合法是一种线性回归方法,利用该方法求解的误差系数成为制约光纤捷联惯导系统实现高精度的关键因素之一。针对上述问题,该文提出了一种基于希尔伯特-黄变换的捷联惯导系统级标定改进算法。通过希尔伯特-黄变换去除惯性仪表原始输出信号中的高频随机噪声,再利用系统级标定法计算惯性测量单元(IMU)误差参数。经多组试验证明,该方法能够有效提高IMU误差参数辨识的准确性,1 h的动态导航位置误差相对减少约10%。     

改进的TSKF算法及其在惯组系统级标定中的应用

在惯组系统级标定过程中,由于系统模型尤其是噪声统计特性的不确定性,常常造成较大的估计误差,严重时甚至导致滤波器发散.针对此问题,采用Two-Stage滤波思想,研究随机噪声干扰下系统不确定性偏差的最优滤波器设计(OTSKF),并在此基础上提出一种基于最优TSKF算法的快速次优滤波算法.理论分析表明该算法具有较小的运算量...     

36维Kalman滤波的激光陀螺捷联惯导系统级标定方法

分析了系统级标定的研究现状,建立了惯导系统误差模型。额外考虑加速度计二次项误差系数与内杆臂参数对系统的影响,提出了一种36维Kalman滤波系统级标定方法。设计了合适的标定路径,建立了Kalman滤波模型。仿真及实验结果表明,激光陀螺和加速度计零偏估计精度分别优于0.001()/h和9 g,标度因数误差估计精度分别优于3 ppm(1 ppm=10-6)和2 ppm,安装误差角估计精度分别优于1和3,二次项误差系数估计精度优于410-10 s2/m,内杆臂参数估计精度优于3 mm,满足高精度惯导系统的标定要求。     

捷联惯导在线标定技术

捷联惯导在线标定技术对于提高导航载体的机动性和导航的准确性至关重要。充分阐述了捷联惯导在线标定技术研究现状,对在线标定中的误差建模、可观测性分析、最优误差激励方式的选择以及参数估计进行了深入分析和归纳。指出了在线标定技术进一步的研究方向,对在线标定技术的了解和深入研究具有一定的指导意义。     

多进制正交码扩频系统的解扩和同步技术及其实现

本文实现了一个Ｍ进制正交码扩频系统，它能传输２．４Ｋｂｐｓ和１６Ｋｂｐｓ两种信息速率数据并能在低信噪比条件下扩译码，文中首先讨论了该编三扩频和解扩译码的方案，其次讨论了码片采用ＭＳＫ调制时，本地载频和抽样时钟的初始相位的估计方法，然后提出承解扩译码的同时进行相位跟踪的Ｑ支路相关同步法，最后测试了系统的误比特性能。     

系统级芯片跨时钟域同步技术研究

随着芯片系统复杂性的提高,系统级芯片中集成了越来越多的模块,这些模块通常工作在不同的时钟频率下,这样芯片上的数据必然频繁地在不同区域之间进行传输。在时钟和数据信号从一个时钟域跨越到另一个时钟域时会发生许多类型的同步问题。采用握手信号进行异步时钟域之间的信号传输,和采用异步FIFO进行总线信号跨时钟域设计可以很好地应用在系统级芯片设计中,保证这些跨越了多个域的时钟和数据信号保持同步。     

时间同步系统通道时延标定不确定度研究

时间同步地面站通道时延是时间同步地面站重要参数,其标定不确定度（标定精度）对完成定轨和钟差解算有很大影响。本文论述了一种测定方法,对测试数据进行了处理,特别针对时延漂移和电平波动情况数据进行了详细处理和分析。并给出了保持通道时延稳定性的建议。     

数字锁相实现ADSL系统中的时钟同步

文章提出了一种ADSL系统中基于离散多音调制解调结构的时钟同步方法。该方法根据锁相环的原理，充分利用了系统的现有结构，不需要专用的锁相环，降低了系统复杂度。实验结果显示，该方法精度高，自适应和抗干扰能力强。     

OFDM系统中帧同步技术研究

在分析S＆C算法的基础上,提出一种基于新训练序列的改进的正交频分复用（OFDM）同步方法。改进后的算法仍使用两个训练符号,以训练符号本身的强自相关性来消除定时同步中的峰值平台问题,并将训练符号的循环前缀（CP）置为0,以尽量消除CP对定时同步的影响。新的训练符号可直接在时域估计出栽波频偏。改进后的算法在定时同步的准确性...     

相移量校准提高正交复合光三维测量的精度

由于滤波过程的影响,从复合半纹像中解调出的各帧变形条纹间的相移量发生了改变,采用传统正交复合i维测量方法中的相位算法进行解相会导致较大的相位误差,提出一种对条纹间相移量进行校准以提高正交复合光三维测量精确度的标定方法.首先从参考平面的复合光栅像中解调获得各帧相移正弦条纹,通过频域滤波的方法获取条纹的基频分量,计算出各帧...     

红外辐射测量系统内外标定技术

为确保辐射测量精度,需要对红外辐射测量系统进行标定。在分析红外辐射测量系统工作原理的基础上,提出了内、外标定相结合的标定方法,区别于传统的标定方法,不再把测量系统当作黑盒子,而是对其内部分解进行分步标定,通过理论推导给出了内外标定方法计算公式。实验验证表明,该方法的标定精度与传统的全孔径黑体标定方法基本一致,两者之间的相对误差在1%以内,但该方法对外置大孔径面源黑体温度范围要求比较低,降低了黑体的研制难度和成本。     

融合机器视觉与惯性传感器的智能康复评估技术

为缓解患有运动功能障碍的患者不方便频繁前往医院进行康复评估的问题,本文提出一种基于"互联网+"的居家康复评估技术,为康复医师提供参考,节约康复医师和患者的时间,缓解医疗资源不足.针对脑卒中患者上肢康复量表的评估问题,仅使用惯性传感器或者机器视觉建立的长短期记忆人工神经网络分类模型在测试样本中准确率分别为55.6％、92...     

惯性平台系统快速自标定

对惯导系统进行参数标定,首先必须具备适当的条件,而且这些条件通常比较苛刻,例如具备环境严格控制能力的调试场地、高加工精度的大型转台设备等。装备惯性系统设备的载体几乎无法具备这些条件,而惯性系统的各种参数和误差系数会随使用环境、使用时间发生变化,因此实时的测试标定就显得尤为重要。随着国内外标定技术的完善与发展,对场地要求、外部环境适应性强的惯导系统外场标定、自标定等技术逐渐被提出。对于三轴平台惯性系统,由于可以控制平台框架进动且平台转位角度不受约束,因此,自标定技术近年来一直是平台惯导在工程应用中的热点研究方向之一。本文针对一种三轴惯性平台系统设计了一个七位置误差标定方案,建立了系统自标定数学模型,给出标定方案设计,并进行了试验验证。     

红外热像仪高精度测温标定技术

红外热像仪能够监测目标温度从而起到事故预警与位置确认、大规模人体表面温度筛查等作用。由于环境温度变化与红外辐射吸收产生的温度漂移现象,目前大部分测温红外热像仪需要采用黑体进行实时校正,但是基于黑体的红外热像仪架设场景固定,便携性差。针对以上问题提出了一种无黑体式红外热像仪测温标定和温度补偿技术,通过对红外测温原理进行推导,采用多黑体标定获得目标温度与辐射量的先验关系,针对探测器内部结构引起温度漂移,由牛顿冷却定律进行非线性建模实现实时温度补偿。通过实验验证,所提出的测温标定技术可将测温平均相对误差长时稳定保持在0.9%以内,相比于标定前平均相对误差有效降低64%,从而实现小型化红外热像仪便携、实时、稳定高精度测温。     

基于VxWorks的高速数据采集技术在惯性测量中的应用

为提高激光陀螺惯性测量系统数据采样频率,实现系统的高精度导航解算,使系统导航结果真实性更好,采用基于VxWorks实时操作系统的PCI总线数据采集技术。介绍了数据采集系统的硬件实现框图,对VxWorks程序实现PCI总线控制进行了具体分析,详细总结硬件和软件实现方法。实验结果表明,该方法能够满足系统高速、实时、可靠的应用要求,较ISA总线数据传输速度有明显提高。     

On sequential frame synchronization in AWGN channels

We present a framework for the analysis of frame synchronization based on synchronization words (SWs), where the detection is based on the following sequential algorithm. The received samples are observed over a window of length equal to the SW; over this window, a metric (e.g., correlation) is computed; an SW is declared if the computed metric is greater than a proper threshold, otherwise the observation window is time-shifted one sample. We assume a Gaussian channel, antipodal signaling, equally distributed data symbols, and coherent detection, where soft values are provided to the frame synchronizer. We state the problem starting from the hypothesis testing theory, deriving the optimum metric [optimum likelihood ratio test (LRT)] according to the Neyman-Pearson lemma. When the data distribution is unknown, we design a simple and effective test based on the generalized LRT (GLRT). We also analyze the performance of the commonly used correlation metric, both with "hard" and "soft" values at the synchronizer input. We show that synchronization can be greatly improved by using the LRT and GLRT metrics instead of correlation and that, among correlation-based tests, sometimes hard correlation is better than soft correlation. The obtained closed-form expressions allow the derivation of the receiver operating characteristic (ROC) curves for the LRT and GLRT synchronizers, showing a remarkable gain with respect to synchronization based on correlation metric.     

An efficient coordinate frame calibration method for 3-D measurement by multiple camera systems

Extrinsic calibration or coordinate frame calibration of multiple cameras is a critical step for conducting three-dimensional measurement effectively from visual images. Based on the concept of relative world coordinate system, an efficient method for calibrating the coordinate frames for multiple cameras has been developed in this paper. Its basic idea is to compute the transformation matrices between cameras from their individual transformation matrices to a relative world coordinate system such that its absolute coordinate information is not required and methods for single camera calibration can be utilized. A solution procedure that separates rotational parameters from translation parameters of transformation matrices has been developed where the rotational parameters are obtained first by solving a set of nonlinear equations involving two Euler angular parameters, while the translational parameters are then calculated analytically. In addition, equations for calculating the depth information and matching lines in general cases have been presented. Finally, a detailed numerical investigation regarding the error and sensitivity analysis of the proposed calibration algorithms has been performed extensively.