惯性传感器

摘要： 为了提高惯性传感器采集到的序列数据中步态识别的准确率,建立了一个激励层改进的卷积神经网络(CNN)模型。针对三轴加速度传感器对运动太过敏感导致步态周期划分不准确的问题,采用加速度传感器与弯曲度传感器组合获取人体运动信息。将CNN模型中激励层的线性整流函数(ReLU)改进为带泄露线性整流函数(Leaky ReLU),以解决遇到卷积输出数据小于0时神经元被抑制的问题,进而达到提高步态识别准确率的目的。实验结果表明激励层优化的CNN模型在行走、上下楼和上下坡五种步态模式下识别率达到了95.79%,与未采用弯曲度传感器的改进CNN模型和未进行激励层改进的CNN模型相比,步态识别率有所提高。

摘要： 针对露天矿爆破过程中矿岩空间运动轨迹难以准确获取的问题,本研究创新性地提出了利用高精度MEMS惯性导航传感器高频率采集爆破过程的矿岩运动数据来生成矿岩空间运动轨迹的方法,在惯性导航技术基础上对爆破过程中矿岩轨迹生成算法进行研究。最后利用MATLAB数学软件准确输出矿岩在爆破过程中的真实空间运动轨迹信息,为露天矿爆破过程中矿岩运动规律研究提供理论和技术依据。以鞍钢齐大山露天矿-105 m水平采区为例进行了现场试验,基于试验结果分析了压渣爆破的矿岩运动规律,为露天爆破效果智能评价提供参考依据。

摘要： 为提高高校实验室安全员的工作能力与状态,提出基于惯性传感器的安全员用户画像研究方法。利用惯性传感器与智能手机相结合的方式采集安全员的行为特征信息,通过卡尔曼滤波与傅里叶公式对采集数据进行处理,利用仿真模拟训练验证该画像的数据精准度,并得出相应的优劣势。实验数据说明,基于惯性传感器构建的安全员用户画像具有较高的行为特征识别能力,能够帮助解决安全管理工作的常见问题。

摘要： 针对上肢康复机器人的被动康复训练,建立了一套基于惯性传感器且用于UR协作机器人的实时路径规划的示教系统。利用固定于示教者手心处的惯性传感器,实时获取手部相对于大地坐标系的位姿数据,经过坐标变化,转变为机器人末端在机器人机架坐标系中的位姿数据,再由通讯系统传给机器人系统,最后经逆向运动学转变为机器人各关节坐标数据,进而实现机器人带动患者上肢进行康复运动。现场测试验证了该系统功能的有效性。

摘要： 针对消费级MEMS惯性传感器测量误差不佳、稳定性不好以及无法服务于高精度的应用、工业级MEMS惯性传感器价格昂贵等缺陷,通过研究阵列式MEMS微惯性测量单元技术方案的,本文设计了一款新式阵列式微惯性测量系统,该系统硬件结构使用消费级微惯性传感器ICM20948构成传感器阵列,软件系统中设计了数据采集、分析、标定算法,通过并行数据总线实现多个传感器的同步数据获取,并且对多个传感器进行多数据融合处理,精度相较于单个惯性传感器提升至少5.7倍,实现准确位置和姿态数据的采集,具有精度高、体积小、应用广泛的特点。

摘要： 针对电力线路杆塔倾斜角实时测量的需要,设计了一种基于惯性传感器的倾斜角度实时监测装置;装置硬件上由惯性传感器、单片机、通信电路和电源变换控制电路组成;软件上采用中断模式和尽量减少工作模块和通信次数相结合的工作策略以降低系统功耗,将6轴惯性传感器的加速度和角速度原始数据进行去极值平均滤波预处理,再经由互补滤波算法进行倾斜角度的综合计算,经实测倾斜角测量相对精度能达到1.30%;该装置在测量精度、功耗、成本和易用性上均能较好地满足电力线路杆塔倾斜在线监测的需求,具有一定的推广应用价值。

摘要： 目的探索一种基于惯性传感器信号进行上肢康复运动基本动作单元的识别方法,以实现脑卒中患者的无监督锻炼。方法对上肢康复锻炼中的6种基本动作单元进行数据采集和识别:利用惯性传感器采集上肢运动数据,进行特征提取使用机器学习模型进行分类。结果采用极限学习机、支持向量机、随机森林和k近邻四种分类器对实验采集的6种基本动作单元的平均识别率可达到99%左右,误差不超过1%。结论本研究提出的基于惯性传感器进行脑卒中上肢基本康复动作识别方法具有一定的有效性和鲁棒性。

摘要： 为了及时发现施工人员因意外摔伤,或由高温、心脏疾病引发的昏迷跌倒,设计了一种基于惯性传感器的智能安全帽人体跌倒检测系统,该设计采用北斗定位、跌倒检测、阿里云服务器等物联网技术,并结合MPU6050惯性传感器进行跌倒检测。当施工人员跌倒时,定位模块会定位施工人员所在位置,并上传到阿里云服务器,使得管理人员能够得到施工人员的位置信息,同时蜂鸣器报警,实现线上与线下双报警。结果表明,智能安全帽人体跌倒检测系统可以在更短时间内让施工人员得到医疗救助,减少意外情况对于施工人员的伤害。

摘要： 针对视障人士出行辅助中可通行区域地面障碍物实时检测问题,提出一种基于RGB-D和惯性传感器融合的地面障碍物检测技术.首先建立地面障碍物空间模型,并融合惯性传感器参数计算相机倾角以校正地面障碍物世界坐标;其次针对视障人士实际使用场景和需求,使用阈值分割算法将深度图像中距离较远的检测像素去除,并将深度图划分4个区域,通过融合惯性传感器数据实现ROI的动态划分;最后通过改进RANSAC算法设计了基于地面区域生长的障碍物检测算法,并采集真实数据进行实验验证.实验结果表明,所提技术的准确率和召回率分别达到90.87%和89.33%,并在执行时间效率上优于已有地面障碍物检测算法,满足了视障人士对算法的实时性要求.

摘要： 影响惯性器件误差有两个方面,一方面是确定性误差,另一方面是随机误差。确定性误差是指惯性传感器误差中的确定性部分。它主要通过系统运行前对其进行标定与补偿来实现误差的消除。惯性测量单元的标定是为了消除误差,它是通过构建数学模型,并在实验中得到误差系数。

摘要： 由于智能手机扫描Wi-Fi信号消耗过多的电量,因此基于智能手机进行长时间室内定位提出了挑战.本文提出了一种结合惯性传感器和楼层平面图的混合定位方法.惯性定位系统积分加速度和角速度获得行人的相对位移.由于惯性传感器的偏差、非正交性以及用户抖动,惯性定位系统的主要问题是方向漂移.惯性定位误差随着时间进行没有边界的增长.考虑到用户不能越过墙壁等障碍物,我们提出了基于楼层平面图的粒子滤波来修正惯性定位系统的方向漂移问题.结合楼层平面图,所有的粒子被分为两类:没有越墙粒子和越墙粒子;如果粒子没有越过墙壁,粒子按照高权重参与重采样;当粒子越过墙壁时,降低粒子参与重采样的权重.为了减少越墙粒子,我们使用萤火虫算法修改越过墙壁的粒子.萤火虫操作修改越墙粒子的位置让越墙粒子变成没有越墙粒子.在萤火虫算法之后,采用一种自适应算法更新粒子权重.因此,本文提出了萤火虫粒子滤波来提高惯性传感器和楼层平面图的室内定位精度.在打电话和手持智能手机两种姿态下,定位结果显示走廊和自习室平均定位精度分别为2.24米和1.47米.

摘要： 人体运动学分析在生物力学中广泛运用是基于摄像方面的研究,但随着微型机电系统的不断发展,体积小、价格低的惯性传感器和磁力计已广泛地应用于消费类电子产品、游戏机、虚拟现实等领域中,但是短期内很难大幅提高传感器的精度和稳定性,其误差主要来自零偏和漂移,故研究人员不断地优化相关算法来提高惯性式人体运动传感器的捕捉精度和稳定性.本文对已有算法文献进行分析和总结,了解传感器在步态算法的研究现状,为以后的研究提供参考.

摘要： MEMS惯性传感器越来越多地应用于惯性测量系统及战术武器导航系统.传统的惯性传感器频率特性测试方法中,陀螺仪主要基于角振动原理进行测试,加速度计主要基于线振动原理进行测试,通过与振动台基准信号进行比较而得到频率特性.介绍了一种基于角振动的惯性传感器频率特性测试方法,可以完成模拟、数字信号输出陀螺仪及加速度计的幅频、相频特性分析.其中加速度计频率特性测试,是通过敏感的按正弦规律变化角振动台切向加速度与角振动台基准信号进行拟合计算的.对于以数字信号输出的惯性系统,解决了输出数字量与角振动台输出基准模拟信号的时间对齐问题.试验结果显示拟合频率误差率小于40ppm,并证明了该方法的有效性及可行性.

摘要： 帕金森病(Parkinson disease,PD)患者静态平衡能力会发生改变,本文提出基于惯性传感器的PD患者静态平衡能力评价方法.正常对照组和早期PD患者组(H-Y分期Ⅰ～Ⅱ期)均在静止状态下进行睁眼站立和闭眼站立检测.实验数据分析结果表明,与正常对照组比较,PD患者睁眼站立和闭眼站立两者之间差异更为明显;人体重心摆动平滑性、摆动面积、50％功率频率、动摇距离均方根等指标在PD患者和健康人之间有显著差异.可以使用惯性传感器对PD患者进行静态平衡能力评价.

摘要： 航测无人机是现代化航测设备的程碑式的技术创新,是智能驾驶技术在社会生产发展中的成功应用,航测无人机按照既定航线定时、定点地实现高效的航空摄影作业,极大地提高了作业效率,降低了成本.航测无人机实现自主作业的一个基础条件就是实现实时、准确、可靠的定位定向.由于航测无人机的负载限制,对设备重量和尺寸的要求非常严格,所以航测无人机一般搭载低成本的单频板卡和螺旋天线,但它们的性能有限,出现跳点,漏点的情况比较多,固定解的稳定性较差,而航测无人机对实时性,可靠性和精度要求较高,一方面对RTK算法提出了更高的要求,一方面也要求进行多源数据融合来提高航测无人机导航定位的实时性和可靠性,本文研究的主要内容是通过MEMS和GNSS的组合来提高航测无人机的导航定位性能.本论文利用PPS信息对惯性传感器进行同步,通过惯性传感器的高频采样来实现航测无人机导航定位的高频实时输出;利用惯性导航短时高精度的特点对GPS跳点和漏点的情况进行探测并在短时间内维持导航定位的连续性,并充分利用悬停,航轨等特定信息提供物理约束从而提高航测无人机导航定位的可靠性.

摘要： 对于基于MEMS惯性测量单元的导航与定位应用,分析其误差原理有利于提高MEMS-IMU传感器精度,通过对误差模型与标定实验的研究具有重要意义.本文对MEMS惯性测量单元的误差来源进行分析讨论,从原理上分析确定性误差、随机误差与温度误差的形成机理,建立了确定性误差和温度误差补偿模型,通过高精度三轴转台与单轴带温箱转台进行六位置标定实验、温度测试实验,并结合标定参数对MEMS惯性测量单元进行校准,提出了基于最小二乘的温度误差补偿算法.实验结果表明,补偿后的MEMS惯性测量单元能够有效地抑制漂移误差达76％,进一步提高了导航与定位的精度.

摘要： 随着MEMS-IMU技术的发展,低成本惯性传感器在飞行器中得到广泛应用.MEMS惯性传感器随机误差一般通过Allan方差方法进行辨识.本文采用Allan方差方法对ADIS16448进行实测数据分析.实验结果表明:在静态条件下,通过allan方差辨识的传感器误差与器件手册基本一致.

摘要： 通过附在人身上的微型传感器对人体运动进行实时捕获.使用MEMS惯性传感器和无线多点蓝牙通信设备搭建一种运动捕获系统,将人体姿态运动进行采集,并根据一定的判断标准,实现了体能考核过程的标准化.该系统具备数据采集、处理、分析、判断及统计的功能,同时充分考虑了用户的易用性,提供了交互性较高的人机界面.实现了对于运动姿态的数字化采集、智能化监测与科学化评估.

摘要： 将首先介绍空间引力波探测的相关背景,主要包括引力波的本质、引力波探测对于广义相对论检验和天文学、宇宙学观测的作用.其次,介绍空间引力探测的基本原理和技术难点,简要介绍国际空间引力波探测的现状.然后,介绍中国的空间引力波探测计划——天琴计划,介绍它的设计思想、技术发展路线和项目进展情况.最后,做一个简短的总结.

摘要： 将首先介绍空间引力波探测的相关背景,主要包括引力波的本质、引力波探测对于广义相对论检验和天文学、宇宙学观测的作用.其次,介绍空间引力探测的基本原理和技术难点,简要介绍国际空间引力波探测的现状.然后,介绍中国的空间引力波探测计划——天琴计划,介绍它的设计思想、技术发展路线和项目进展情况.最后,做一个简短的总结.

摘要： 本发明提供了用于使用多个传感器来控制可移动物体的系统、方法和装置。在一方面，一种用于确定可移动物体的初始化信息的方法包括：借助于一个或多个处理器来检测所述可移动物体已经开始操作；在所述一个或多个处理器处从由所述可移动物体携带的至少一个惯性传感器接收惯性数据；在所述一个或多个处理器处从由所述可移动物体携带的至少两个图像传感器接收图像数据；以及借助于所述一个或多个处理器，基于所述惯性数据和所述图像数据来确定所述可移动物体的所述初始化信息，其中所述初始化信息包含当所述可移动物体开始操作时以下各项中的一项或多项：所述可移动物体的位置、所述可移动物体的速度或所述可移动物体相对于重力方向的朝向。

摘要： 本发明提供了用于使用多个传感器来控制可移动物体的系统、方法和装置。在一方面，提供了用于标定可移动物体的一个或多个外参的方法。所述方法可以包括：接收所述一个或多个外参的初始值，其中所述一个或多个外参包含由所述可移动物体携带的至少两个图像传感器之间的空间关系；在所述可移动物体的操作期间，从由所述可移动物体携带的至少一个惯性传感器接收惯性数据；在所述可移动物体的所述操作期间，从由所述可移动物体携带的所述至少两个图像传感器接收图像数据；以及在所述可移动物体的所述操作期间，使用迭代优化算法基于所述初始值、所述惯性数据和所述图像数据来确定所述一个或多个外参的估计值。

摘要： 本发明提供了用于使用多个传感器来控制可移动物体的系统、方法和装置。在一方面，提供了一种用于标定具有处于初始配置中的多个传感器的可移动物体的一个或多个外部参数的方法。所述方法可以包括：检测所述多个传感器的所述初始配置已被修改；在所述可移动物体的操作期间，从至少一个惯性传感器接收惯性数据；在所述可移动物体的所述操作期间，从至少两个图像传感器接收图像数据；以及响应于检测到所述初始配置已被修改，基于所述惯性数据和所述图像数据来估计所述一个或多个外部参数，其中所述一个或多个外部参数包含处于所述经修改的配置中的所述多个传感器之间的空间关系。

摘要： 本发明所提供的惯性传感器，包括有提供诊断信号的自我诊断电路，通过在同步解调器之前施加交流偏压信号电压，检测出检测元件和检测电路的至少其中之一所发生的异常，只要监视是否从惯性传感器的传感器输出端子获得预先指定的DC偏置信号，就可以主动地诊断传感器自身是否有异常。

摘要： 本发明提供了用于使用多个传感器来控制可移动物体的系统、方法和装置。在一方面，提供了一种用于标定具有处于初始配置中的多个传感器的可移动物体的一个或多个外部参数的方法。所述方法可以包括：检测所述多个传感器的所述初始配置已被修改；在所述可移动物体的操作期间，从惯性传感器接收惯性数据；在所述可移动物体的所述操作期间，从图像传感器接收图像数据；以及响应于检测到所述初始配置已被修改，基于所述惯性数据和所述图像数据来估计所述一个或多个外部参数，其中所述一个或多个外部参数包含处于所述经修改的配置中的所述多个传感器之间的空间关系。

摘要： 本发明公开了传感器模块、传感器系统及惯性传感器的异常判定方法。传感器模块具备：惯性传感器；存储部，存储第一时间点的所述惯性传感器的检测轴方向上的结构共振频率；共振频率测量部，基于所述惯性传感器的输出信号，测量第二时间点的所述惯性传感器的检测轴方向上的所述结构共振频率；以及异常判定部，在所述第一时间点的所述结构共振频率以及所述第二时间点的所述结构共振频率偏离了预定值的情况下，判定为所述惯性传感器异常。

摘要： 本发明提供了用于使用多个传感器来控制可移动物体的系统、方法和装置。在一方面，提供了一种用于估计可移动物体的状态信息的方法。所述方法可以包括：接收所述可移动物体的先前状态信息；从由所述可移动物体携带的至少一个惯性传感器接收惯性数据；从由所述可移动物体携带的至少两个图像传感器接收图像数据；以及在所述可移动物体的操作期间，使用迭代优化算法基于所述先前状态信息、所述惯性数据和所述图像数据来确定所述可移动物体的更新的状态信息。

摘要： 本发明提供了用于使用多个传感器来控制可移动物体的系统、方法和装置。在一方面，提供了一种用于标定具有处于初始配置中的多个传感器的可移动物体的一个或多个外部参数的方法。所述方法可以包括：检测所述多个传感器的所述初始配置已被修改；在所述可移动物体的操作期间，从至少一个惯性传感器接收惯性数据；在所述可移动物体的所述操作期间，从至少两个图像传感器接收图像数据；以及响应于检测到所述初始配置已被修改，基于所述惯性数据和所述图像数据来估计所述一个或多个外部参数，其中所述一个或多个外部参数包含处于所述经修改的配置中的所述多个传感器之间的空间关系。

摘要： 本发明提供了用于使用多个传感器来控制可移动物体的系统、方法和装置。在一方面，一种用于确定可移动物体的初始化信息的方法包括：借助于一个或多个处理器来检测所述可移动物体已经开始操作；在所述一个或多个处理器处从由所述可移动物体携带的至少一个惯性传感器接收惯性数据；在所述一个或多个处理器处从由所述可移动物体携带的至少两个图像传感器接收图像数据；以及借助于所述一个或多个处理器，基于所述惯性数据和所述图像数据来确定所述可移动物体的所述初始化信息，其中所述初始化信息包含当所述可移动物体开始操作时以下各项中的一项或多项：所述可移动物体的位置、所述可移动物体的速度或所述可移动物体相对于重力方向的朝向。

摘要： 本发明提供了用于使用多个传感器来控制可移动物体的系统、方法和装置。在一方面，提供了用于标定可移动物体的一个或多个外参的方法。所述方法可以包括：接收所述一个或多个外参的初始值，其中所述一个或多个外参包含由所述可移动物体携带的至少两个图像传感器之间的空间关系；在所述可移动物体的操作期间，从由所述可移动物体携带的至少一个惯性传感器接收惯性数据；在所述可移动物体的所述操作期间，从由所述可移动物体携带的所述至少两个图像传感器接收图像数据；以及在所述可移动物体的所述操作期间，使用迭代优化算法基于所述初始值、所述惯性数据和所述图像数据来确定所述一个或多个外参的估计值。