姿态误差

摘要： 在环境恶劣情况下,捷联惯导系统存在较为严重的圆锥误差效应,想要进一步提高算法的精确度必须对圆锥误差进行补偿。在圆锥运动的条件下,根据对经典的圆锥误差研究方法,利用三角变换公式将补偿效果相同项进行拆分合并,得到了新的求解圆锥误差补偿系数的算法,并给出了求解的一般公式,为以后对圆锥补偿算法优化提供了一个新的参考模型。通过验证可以证明算法的正确性。

摘要： 封面图片来自本期论文“H型倾转推进两栖机器人水下姿态自抗扰控制”,是山东大学(威海)陈原教授课题组设计的H型倾转推进两栖机器人示意图。该机器人由陆地驱动轮、机身和喷水推进器组成,通过轮腿复用能够完成陆地轮驱动、陆地喷管爬行以及水下浮游3种水陆运动模式。陆上运动分为轮驱动的平缓路面运动以及喷管旋转驱动的越障运动;水下运动时叶轮旋转提供向前推力,由喷管旋转改变驱动力大小和行进的方向。根据自抗扰控制原理设计了推力调节下的姿态控制器,可以补偿机器人构型变化引起的扰动与外界扰动,该控制器在给定的干扰下,能够将姿态误差维持在5°以内。

摘要： 针对经典圆锥补偿算法应用于角速率输入陀螺的惯导系统误差增大的现象,提出一种改进的角速率输入的圆锥误差补偿算法,详细推导了算法的一般公式,给出了1、2子样的求解例证,结果表明新算法比传统算法精度有所提高,为以后对圆锥补偿算法优化提供了一个新的参考模型。通过验证可以证明算法的正确性。

摘要： 针对六轴搬运工业机器人上下料系统中机器人标定的问题,提出一种基于量子粒子群优化算法,适用于串联型工业机器人的运动学标定。由于串联型工业机器人的运动学误差模型具有非线性特征,因此将机器人运动学参数标定问题转化为非线性系统的优化处理。采用量子粒子群优化算法对机器人运动学的关键性问题进行优化求解,得到机器人关节参数修正量,并将该参数更新到机器人计数器模型,以提高机器人的运动控制精度。试验结果表明:在机器人六轴关节及外第七轴关节的标定中误差精度得到大幅度提高,平均误差和最大误差分别减小55.8%和48.4%以上。

摘要： 机器人末端执行器位姿误差在基础坐标系中表示时,误差模型中包含姿态误差与位置矢量的乘积项,影响了参数标定识别精度。以工具坐标系为参考系,给出一种基于指数积公式包含关节约束条件的机器人位姿误差标定模型,避免了姿态误差与位置矢量的乘积项对参数标定识别精度的影响。以UR5机器人为标定对象,采用LeciaAT960-MR激光跟踪仪为测量设备,进行参数标定试验。试验结果表明,经参数标定后UR5机器人位置误差模和姿态误差模的平均值分别减小了91.07%和89.16%。

摘要： 为研究动基座下捷联惯导系统(Strapdown Inertial Navigation System,SINS)水平姿态误差角与水平重力扰动间的关系,推导了南北方向、东西方向匀速直线运动时,SINS纯惯性解算的水平姿态误差与水平重力扰动间的传递函数,并分析了传递函数的零极点分布;推导了组合导航模式下,水平姿态误差角与水平重力扰动间的传递函数;通过仿真分析了纯惯性解算和组合导航模式下传递函数的幅频特性.组合导航相对于纯惯性解算模式,截止频率更大,SINS姿态误差角受更多高频重力扰动信号的影响,因此,组合导航模式需要更高分辨率的重力扰动数据来进行重力扰动补偿.此外,在对高精度SINS进行重力扰动补偿时,对于重力扰动分辨率的需求是有限度的,过于精细的重力扰动数据只会带来测量和存储压力,不能提高SINS的姿态精度.

摘要： 同一款MEMS INS/GNSS组合导航系统在不同运动载体上的定位定姿性能差异会显著影响应用效果,有必要做深入的定量研究.本文首先采用奇异值分解方法,分析了组合导航状态量在载体不同运动场景下的可观测度.然后,对比了车辆和轮式机器人载体在开阔场景和GNSS卫星失锁场景下的组合导航性能,并详细分析了两种载体在不同运动模式下的导航误差和卡尔曼滤波均方误差.实测结果表明,车载和轮式机器人组合导航性能的差异主要表现在航向角方面;载体的加减速和转弯有助于航向角和陀螺z轴零偏误差的收敛;轮式机器人采用自动指令控制,造成运动模式单一,加减速时段少,同时转弯过程中加速度变化幅度小,转弯对其航向角和陀螺z轴零偏误差的收敛作用不如车载明显,因此,轮式机器人航向角误差比车载大,差异显著.

摘要： 无人机对远程大口径舰炮对岸目标实施精确打击提供了实时信息保障,但无人机在对目标点实施侦查、定位时,由于自身的姿态角度存在误差,导致对目标的定位精度产生影响,为分析无人机对远程大口径舰炮提供信息保障能力,建立相关坐标系,以无人机载体航向角?、俯仰角θ、滚转角γ不同角度的误差分布为条件,根据坐标轴之间的转换关系,建立各姿态角度误差与目标定位误差相互关系的数学模型,并通过Matlab仿真实验,对误差分布情况进行了分析.

摘要： 星敏感器是一类具有自主高精度姿态测量能力的仪器,输出姿态精度可达到角秒级.但实际组合导航应用中,星敏感器安装误差往往可达角分级,远远大于仪器本身误差,影响其使用品质,因此有必要在使用前对星敏感器安装误差进行建模标定.研究发现,星敏感器安装误差与惯导姿态误差存在耦合关系,难于分离.设计了一种快速标定方法,利用惯导输出姿态、位置信息以及星敏感器姿态输出构造观测量,建立卡尔曼滤波模型,通过滤波估计实现安装误差的地面标定.仿真结果表明,载体需要进行2个轴向上的机动才能将星敏感器三轴安装误差估计出来.相较于依靠外部基准姿态进行标定的方案,本方法具有快速高效、可操作性强等优点.

摘要： 以中继卫星对中低轨极地卫星跟踪过程为研究对象,通过坐标变换等手段从理论上估算了中继星切向、法向、径向位置误差及平台滚动、俯仰、偏航姿态误差对天线指向精度的影响。最后通过仿真计算定量验证了理论分析结果。

摘要： 本文提出了一种采用两台星敏确定卫星最大姿态误差的方法，在已知星敏定姿精度前提下，推导了卫星姿态最大误差与星敏布局角度的函数关系。通过选择合理的布置角度，可使星敏的精度在卫星三轴姿态中按照要求进行合理分配。采用该方法具有下列优点:简单快速，计算量小，只需要星敏的精度和布置角度即可计算卫星的姿态误差。与姿态估计算法相比，不需要后期的多次的姿态测量数据，在设计前期可以对卫星姿态的误差水平和指标的符合性进行判断。通过星敏布局角度与卫星姿态误差的函数关系，可使卫星姿态在某些方向的姿态误差最优，实现精度的合理分配，易于星敏的优化布局。

摘要： 针对惯性/天文位置组合中天文定位采用等高圆法或高度差迭代算法获得载体的位置信息,会不可避免地引入定位计算误差,同时定位精度受导航星几何布局影响较大,提出了以天文观测角为量测信息的机载高精度SINS/CNS组合导航算法.考虑惯导姿态误差对天文观测角的影响,建立了基于天文观测角的线性化量测方程;为确保高度通道的可观测性,设计了气压高度表辅助的SINS/CNS组合导航系统方案,采用Kalman滤波实现捷联惯导位置误差的估计.仿真结果表明,基于天文观测角的水平位置精度优于高度差法的定位精度,有效提高了SINS/CNS组合系统的精度.

摘要： 捷联式惯性导航系统初始对准是导航系统关键技术之一。为了提高水下水下航行器初始对准精度和缩短初始对准时间，将支持向量机技术应用到捷联式惯性导航初始对准，通过一系列的仿真实验可以得出，基于SVM的初始对准在3分钟以内，导航系统的初始姿态误差角减少到2角分，航向角误差较小到5角分，与传统的滤波方法相比，基于SVM的方法提高了系统初始对准精度，缩短了初始对准时间。

摘要： 本文对外场条件下激光陀螺捷联惯组的误差状态可观测性进行了研究。首先推导了动基座条件下系统误差的动态方程，然后从误差动态方程出发分析了捷联惯组的15个误差状态(速度误差、位置误差、姿态误差以及陀螺和加速度计的六个常值漂移)的可观测性和收敛速度，分析表明，单一位置条件下在没有精确初始姿态误差信息的情况下惯性仪表零偏的估计精度受姿态误差的影响，为了较精确地估计出惯组的误差系数，需至少将惯组摆放三个位置。最后对理论分析结果进行了仿真验证。

摘要： 星载微波散射计是目前唯一能够同时测量海面风速和风向的遥感器,在海洋科学研究中发挥着重要作用.散射计地理定位是数据预处理的重要组成部分,与遥感数据的质量密切相关,因为散射计获取的地物后向散射只有经过地理定位才能形成包含地物位置信息的有效物理量.本文研究的是一种全新工作模式的散射计一扇形波束旋转扫描散射计,目前还没有在轨运行案例.文中详述了该散射计地理定位的计算过程,给出了最终的定位结果,分析了影响定位结果的误差源,讨论了卫星姿态对于定位结果的影响情况,最终预估给出了地理定位的精度指标.

摘要： 星载微波散射计是目前唯一能够同时测量海面风速和风向的遥感器,在海洋科学研究中发挥着重要作用.散射计地理定位是数据预处理的重要组成部分,与遥感数据的质量密切相关,因为散射计获取的地物后向散射只有经过地理定位才能形成包含地物位置信息的有效物理量.本文研究的是一种全新工作模式的散射计一扇形波束旋转扫描散射计,目前还没有在轨运行案例.文中详述了该散射计地理定位的计算过程,给出了最终的定位结果,分析了影响定位结果的误差源,讨论了卫星姿态对于定位结果的影响情况,最终预估给出了地理定位的精度指标.

摘要： 星载微波散射计是目前唯一能够同时测量海面风速和风向的遥感器,在海洋科学研究中发挥着重要作用.散射计地理定位是数据预处理的重要组成部分,与遥感数据的质量密切相关,因为散射计获取的地物后向散射只有经过地理定位才能形成包含地物位置信息的有效物理量.本文研究的是一种全新工作模式的散射计一扇形波束旋转扫描散射计,目前还没有在轨运行案例.文中详述了该散射计地理定位的计算过程,给出了最终的定位结果,分析了影响定位结果的误差源,讨论了卫星姿态对于定位结果的影响情况,最终预估给出了地理定位的精度指标.

摘要： 星载微波散射计是目前唯一能够同时测量海面风速和风向的遥感器,在海洋科学研究中发挥着重要作用.散射计地理定位是数据预处理的重要组成部分,与遥感数据的质量密切相关,因为散射计获取的地物后向散射只有经过地理定位才能形成包含地物位置信息的有效物理量.本文研究的是一种全新工作模式的散射计一扇形波束旋转扫描散射计,目前还没有在轨运行案例.文中详述了该散射计地理定位的计算过程,给出了最终的定位结果,分析了影响定位结果的误差源,讨论了卫星姿态对于定位结果的影响情况,最终预估给出了地理定位的精度指标.

摘要： LiDAR(机载激光雷达)航带间的旁向重叠区域,不同航带解算出的同一点的高程会有差异即高程相对漂移(Height relative offset),使得两条航带的DTM拼接中会存在系统误差和随机误差.其产生原因是INS姿态测定时会带来误差(漂移和初始化),INS和激光扫描镜安置时不能保证彼此轴系平行而产生安置角误差等.随着飞行高度的增加以及扫描角的增大，姿态测量和系统安置角误差对激光脚点高程的影响越来越大，综合其他因素后，高程相对漂移将达到分米级，因此，在飞行前对惯导系统进行校正，在获取数据后对多航带重叠区数据进行纠正是非常必要的。

摘要： 本发明公开了一种载人离心机姿态运动误差分类的过载、姿态模拟方法，包括参数初始化化：初始化迭代计数n,初始化离心机各物理轴运动角度；获取模拟飞机的六自由度运动参数；解算纯过载模拟时的各轴运动角度及角速度；依据主轴到座舱的转动顺序，计算离心机座舱相对大地坐标系的运动角速度；对比飞机转速方向wxa与离心机座舱的滚转方向转速wxc；对比飞机转速方向wya与离心机座舱的俯仰方向转速wyc；选择算法分支，并执行相应算法。通过本发明，可以实现协调载人离心机的各轴运动，提升过载和姿态的综合模拟逼真度，从而提高训练效果。

摘要： 本发明公开了一种载人离心机姿态运动误差分类的过载、姿态模拟方法，包括参数初始化化：初始化迭代计数n,初始化离心机各物理轴运动角度；获取模拟飞机的六自由度运动参数；解算纯过载模拟时的各轴运动角度及角速度；依据主轴到座舱的转动顺序，计算离心机座舱相对大地坐标系的运动角速度；对比飞机转速方向wxa与离心机座舱的滚转方向转速wxc；对比飞机转速方向wya与离心机座舱的俯仰方向转速wyc；选择算法分支，并执行相应算法。通过本发明，可以实现协调载人离心机的各轴运动，提升过载和姿态的综合模拟逼真度，从而提高训练效果。

摘要： 本发明提出一种考虑加速度计温度漂移误差的姿态估计方法，当有GPS信号时，通过卡尔曼滤波在线估计温度比例系数k和零偏；当无GPS信号时，首先，将GPS信号中断前估计的比例系数k和零偏用来对加速度进行温度补偿；其次，将温度补偿后得到的加速度一次积分，得到速度参数；再次，将速度参数一次积分得到位置参数，并进行姿态角计算；最后，将方位余弦阵进行更新。本发明提高了定位精度，同时在静止时通过补偿温度误差来更新姿态矩阵，从而提高姿态估计精度，具有计算量小、成本低、估计精度高、可广泛应用等优点。

摘要： 本发明属于精度测量技术领域，提供一种姿态稳定跟踪平台动态指向精度的测量方法。使用六自由度平台模拟姿态稳定跟踪平台工作载体的运动特性，通过设置三个位置方向和三个角度的运动幅度A、频率f、相位差б等参数模拟姿态稳定跟踪平台工作场景；将姿态稳定平台安装于六自由度平台，在六自由度平台运动过程中，指向目标；将相机安装于姿态稳定平台工作台面，通过分析、计算目标在相机拍摄图像中的偏移像素得到姿态稳定平台动态指向误差。本方法操作简单、测量精度高，可用于不同载体姿态稳定跟踪平台的研发测试及验收测试。

摘要： 本发明提出一种约束姿态跟踪误差的卫星姿态控制方法。该方法首先利用拉格朗日第二方程推导了卫星姿态动力学模型，随后获得了姿态跟踪误差状态方程，并采用具有固定时间收敛特性的扰动观测器实现对外部扰动的估计。然后定义姿态误差的约束函数，并将误差转换为无约束变量，进而定义非奇异快速终端滑模面，最后设计具有鲁棒性的姿态控制器。因此这种方法具有对外界扰动抗干扰能力强，姿态跟踪误差可以按照约束函数进行设计从而获得满意的超调量、上升时间和稳态误差等优点，具有较强的应用价值。

摘要： 本发明提出一种约束姿态跟踪误差的卫星姿态控制方法。该方法首先利用拉格朗日第二方程推导了卫星姿态动力学模型，随后获得了姿态跟踪误差状态方程，并采用具有固定时间收敛特性的扰动观测器实现对外部扰动的估计。然后定义姿态误差的约束函数，并将误差转换为无约束变量，进而定义非奇异快速终端滑模面，最后设计具有鲁棒性的姿态控制器。因此这种方法具有对外界扰动抗干扰能力强，姿态跟踪误差可以按照约束函数进行设计从而获得满意的超调量、上升时间和稳态误差等优点，具有较强的应用价值。

摘要： 本发明涉及一种基于载体系四元数姿态误差的非线性误差模型，包括：使用三种不同的方法推导的基于乘性四元数姿态误差和加性四元数姿态误差的非线性误差模型，通过实验验证此三种方法的等价性，然后和基于导航系四元数姿态误差的非线性误差模型进行对比，通过实验比较两种模型的优劣，本发明改进现有文献对大失准条件下的组合导航模型研究的不足，该模型可在大失准条件下，通过较短时间内完成高精度的非线性组合导航，满足高精度的组合导航的要求。

摘要： 本发明公开了一种随机姿态误差条件下基于神经网络的无人机直接定位校正方法，该方法需要在无人机上安装阵列天线，先验已知无人机的姿态角测量值(通常包含随机误差)，且需要在目标源附近放置若干位置精确已知的校正源。本发明基于被动合成孔径思想将阵列孔径扩展，能够在小型运动无人机平台阵列孔径受限的情况下，有效提升对目标定位的精度。本发明利用神经网络对随机姿态误差条件下的无人机直接定位结果进行修正，避免了对随机姿态误差的估计，能够对直接定位方法所估计得到的目标位置进行有效校正，以提高对目标辐射源的定位精度。

摘要： 本发明涉及工程机械或机器人领域，公开了一种机械臂末端自适应姿态误差补偿柔性夹持机构，包括顶板、底板、夹紧块、直线滑轨和液压缸，底板顶面通过连接柱与顶板连接，其底面通过下部的直线滑轨设有一对相向的夹紧块；底板顶面通过上部的直线滑轨设有驱动块，驱动块上并位于上部的直线滑轨两侧铰接有连杆，两个连杆还分别与两个夹紧块一一对应铰接；液压缸由设在底板上的缸体、伸缩于缸体并与驱动块连接的活塞杆组成；连接柱上设置由导向柱和弹簧组成的保险销装置。本夹持机构能够在夹持工件时自动补偿姿态误差、防止过大接触力造成机械臂和工件的损坏。本发明还提出一种机械臂末端自适应姿态误差补偿柔性夹持方法。

摘要： 本发明涉及一种基于组合导航的矢量重姿态误差测量方法及装置，所述组合导航为惯性/卫星组合导航，本发明实时获取惯性导航系统输出的当地地理系的位置、速度、姿态信息；将卫星导航输出的位置、速度信息实时反馈至惯性导航解算回路，利用卡尔曼滤波估计得到姿态误差估计结果。采用惯性导航、组合导航、滤波最优解估计等技术实现了全天时、全天候、全地形的快速高效矢量重力测量。为地理测绘、导航保障等实际需求提供了便捷、迅速的测量方式。