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【6h】

基于MEMS的轻量型位姿测量系统关键技术研究

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目录

摘要

主要符号对照表

1绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2现代导航系统介绍

1.2.1捷联惯导概述

1.2.2GNSS系统概述

1.2.3组合导航系统概述

1.3MEMS位姿测量技术发展现状

1.3.1轻量型位姿测量系统概述

1.3.2微惯性器件国外发展现状

1.3.3微惯性器件国内发展现状

1.4论文研究内容及章节安排

1.4.1研究内容

1.4.2论文结构安排

2轻量型位姿测量系统总体设计

2.2.1参考坐标系

2.2.2坐标系转换

2.3轻量型位姿测量系统原理

2.3.1系统总体设计

2.3.2系统硬件结构

2.4轻量型位姿系统平台简介

2.4.1轻量型位姿测量系统硬件平台

2.4.2MEMS-IMU性能概述

2.5系统时钟同步设计

2.5.1数据同步对组合滤波器的影响

2.5.2IMU数据的1PPS时间戳标记策略

2.6本章小结

3 MEMS惯性器件误差分析及校准

3.1引言

3.2Allan方差法

3.2.1Allan方差分析法原理

3.2.2MEMS陀螺随机噪声项

3.2.3Allan方差法分析MPU9250陀螺性能

3.3惯性器件的误差模型及现有标定算法比较

3.3.1磁力计误差模型及其现有标定算法比较

3.3.2MEMS陀螺误差模型及现有标定算法比较

3.3.3MEMS加速度计误差模型及现有标定算法比较

3.4MEMS加速度计标定方案的改进

3.4.1六位置翻转标定位置编排方案

3.4.2六位置标定步骤

3.5磁力计辅助的MEMS陀螺在线校准算法设计

3.5.1技术背景

3.5.2磁力计辅助MEMS陀螺在线校准算法的流程设计

3.5.3MEMS陀螺数据的补偿模型

3.6实验数据分析及结果

3.6.1磁力计标定实验

3.6.2磁力计辅助MEMS陀螺仪在线校准实验

3.6.3MEMS加速度计校准实验及结果分析

3.7本章小结

4轻量型位姿测量系统SINS算法设计

4.1引言

4.2SINS姿态更新算法比较

4.2.1欧拉角法

4.2.2方向余弦法

4.2.3四元数法

4.3SINS原理及误差特性分析

4.3.1捷联惯性导航系统原理

4.3.2MEMS_SINS误差源分析

4.3.3SINS误差方程

4.3.4SINS误差方程整理

4.4SINS位置解算结果分析

4.5SINS姿态解算实验结果分析

4.5.1STM32F407静态MPU9250姿态解算实验

4.5.2STM32F407动态姿态解算实验

4.6本章小结

5轻量型位姿测量系统GNSS/SINS融合校正

5.1引言

5.2基于卡尔曼滤波的轻量型位姿测量系统

5.2.1.状态和量测的选取

5.2.2.输出校正和反馈校正

5.2.3轻量型位姿测量系统状态方程

5.2.4轻量型位姿测量系统观测方程

5.3轻量型位姿测量系统静态实验及性能分析

5.3.1STM32F407静态位置数据采集实验

5.3.2轻量型位姿测量系统kalman滤波算法静态实验

5.4轻量型位姿测量系统动态实验及性能分析

5.4.1 STM32F407动态位置数据采集实验

5.4.2轻量型位姿测量系统kalman滤波算法动态实验

5.5本章小结

6结论

6.1总结

6.2展望

附录

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

声明

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著录项

  • 作者

    刘飞飞;

  • 作者单位

    西安工业大学;

  • 授予单位 西安工业大学;
  • 学科 通信与信息系统
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 任安虎;
  • 年度 2019
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    MEMS; 位姿; 测量系统;

  • 入库时间 2022-08-17 10:16:35

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