惯性器件

摘要： 随着SLAM技术的不断发展,视觉SLAM技术成为了该领域的研究热点问题.其中的视觉惯性里程计分支更是视觉SLAM中的热点问题.近些年科学家们的研究大多数是基于高性能传感器的硬件环境或是数据集下进行研究,取得了显著的成果.这些成果也推动了整个SLAM领域的发展,使得研究成果逐渐向工业界转化.但是工业界对成本的敏感使得这些在高性能硬件环境下研究的算法不一定能很好的应用在嵌入式系统中.基于这样一个问题,本文设计了一款基于嵌入式的单目视觉惯性里程计的硬件平台,该平台使用的是低成本的传感器做为感知模块,使用ZYNQ做为数据处理单元,开发人员可以在该平台上研究视觉惯性里程计的问题以及对现有算法进行优化,使得学术研究的SLAM算法可以应用到嵌入式系统中.

摘要： 为便于在地面模拟惯性器件的跨地区、全时段作战环境,并评价多种环境参数综合作用对惯性器件可靠性的影响,有必要开展惯性器件综合环境试验技术研究.通过归纳分析综合环境试验技术及其在惯性器件测试中的应用,指出惯性器件综合环境试验技术的发展趋势和关键问题,为提升惯性器件在复杂工况下的测试技术水平提供参考.

摘要： 多参数测试设备的高精度校准对提升惯性器件实战性能有重要影响.通过归纳分析现有多参数测试设备的计量标准,指出分立校准的环境条件与多参数测试设备的使用条件不一致,校准结果适用性有限.建议研制适用于多参数复合环境的传递标准,开展多通道异步数据的同步采集与动态校准技术和多参数测试设备可计量性设计等研究,形成与多参数测试配套的计量技术体系,提升惯性器件多参数测试设备的校准能力.

摘要： 陆元九是我国第一批航空系大学生,是世界上第一个惯性导航仪器学博士,也是我国航天事业开拓者之一。已经101岁的他说过:“上天的东西,99分都不及格。”陆元九的较真源于一次失败的教训。1996年长征三号乙发射失败,火箭所用的惯性器件出自陆元九时任所长的航天十三所,长征三号乙刚刚起飞就倾斜失控,22秒后撞山爆炸。

摘要： 针对隧道复杂而危险的坍塌环境,对隧道救援人员定位系统的相关安全隐患进行深入分析,对于惯性器件佩戴在胸前、腰上、小腿、脚面等进行仿真研究,发现在脚面的修正效果更好。由于惯性器件装置的误差积累问题,根据人行走过程中脚底完全接触到地面时速度基本为零这一特点,对比了加速度和角速度零速修正的算法,提出组合零速检测和卡尔曼滤波融合的零速修正,实现自主式适用于地下空间环境下的单兵导航技术。通过封闭室内环境测试数据及计算结果,验证了算法的有效性,误差比不超过1%。

摘要： 为了拓展捷联惯性导航的应用,以进一步提高飞行器导航精度和效率为目标,设计了一种实用的飞行器捷联惯性导航算法,该算法融合惯性器件的姿态信息、速度信息、加速度信息及位置信息测量值,借助四元数法分别构造姿态矩阵、速度矩阵及位置矩阵,然后通过解算四元数的运动学微分方程求出飞行器的姿态角和位置.试验结果表明,本文所述算法能够准确计算出飞行器的姿态与位置信息,可以为飞行器导航系统设计人员提供参考,具有一定的理论意义和实用价值.

摘要： 陀螺、加速度计等惯性器件是高精度传感器,对零件的微小变形有着极其敏感的反应.因此,惯性器件材料的尺寸稳定性问题一直是提高精度的关键.作者长期研究发现,惯性仪表精度及其稳定性在结构设计确定的情况下与加工、装配有关,但是本质性的因素是材料在长期温度扰动下的"变形""变性""变质"问题.我国关于惯性器件材料尺寸稳定性的研究十分薄弱,材料与工艺技术已经成为制约仪表精度的"卡脖子"问题.本文重点介绍了材料"变形"即在温度扰动下微纳变形的研究结果.首先分析了惯性器件的服役环境以及该服役环境下的材料响应,从而提出复合材料尺寸稳定性设计的基本原理.通过材料设计,为解决低频谐振、复杂结构热应力变形、动载荷弹性变形、长期静载荷微纳米级变形、长期储存下材料时效自发变形等问题提供了有效的材料设计方案.设计制备的仪表级SiC/Al复合材料在核心关键指标上优于铍材,在"高新工程"、"北斗工程"等重大工程中显示出优异的技术效果.

摘要： 对惯性器件误差标定前必须进行可观测性分析,针对当前可观测性分析方法不能得到每一个误差参数的可观测度,无法为标定过程中载体的机动路径设计提供足够依据这一问题,提出了一种新的动态系统可观测度分析方法并用于惯性器件在线标定中.该方法定义各误差参数都独立对应一个可观测度,通过合理拆分可观测矩阵,利用范数最优化受约束理论,计算得到每一个参数的可观测度.利用MATLAB软件搭建仿真平台,对比分析了基于奇异值分解的可观测度分析方法和新方法计算结果的特点,并利用新方法计算结果针对性调整载体机动路径,试验结果表明:利用该方法得到的各误差参数的可观测度与标定中各状态量的滤波收敛特性具有一致性,证明了该算法的特点及准确性.

摘要： 本文综述了国内外高性能惯性器件铍材的研究及应用进展,介绍了我国对惯性器件铍材新的技术要求以及制备方法，即通过制定合理的铍粉制备、成型工艺尽量减少制备过程中铍材的内部产生的残余应力，以及通过后续的热处理工艺进一步降低残余应力，是提高被零件尺寸稳定性和机械加工性能的有效途径。最后对我国高性能铍材的研发思路和方向提出了建议.

摘要： 嵌入式多普勒导航雷达/GNSS接收机/惯性器件/气压高度表组合导航系统是满足现代导航战应用环境要求的理想的导航制导手段之一.本文给出了这种组合导航系统的硬件组成和功能,讨论了估值的误差状态的数学模型、统计特性和传播方程及组合导航系统的量测模型,给出了载机状态最优估值器---卡尔曼滤波器的一种实现方法.

摘要： 论述了导弹武器贮存可靠性的有关概念,国内外贮存试验与贮存评估技术的研究现状;简述了惯性器件贮存试验与贮存评估工作情况.明确了整机贮存试验与贮存评估工作方向.惯性器件贮存期的工程分析评估主要利用所能获得的一切信息，结合贮存期设计评审、试验执行情况评审、管理评审对是否满足贮存期指标要求给出结论。工程试验评估主要内容包括:贮存环境分析评估、产品外观与性能分析评估、综合分析评估。另外也可利用相似产品的贮存信息，定性分析贮存期满足要求情况。惯性器件统计分析评估利用已经取得的贮存时间和失效信息，得到失效率和贮存可靠度。统计分析评估主要分为贮存期评估、贮存可靠性评估、备件数量评估。

摘要： 精确的产品可靠性预测模型不仅要能够学习和跟踪产品的可靠性和工作性能，还要能为管理者采取后续措施改善产品质量和成本提供有用的信息。该文提出了一种预测可修复系统可靠性的新方法，采用支持向量机(SVM)建模方法构建了一个预测模型，遗传算法被用来寻找SVM的最优参数，采用寻得的最优参数构建SVM模型。以惯性器件为案例来验证提出的方法，新方法的预测精确度与其他方法进行了对比，验证了提出方法的可行性和有效性。

摘要： 为了研究旋转惯导系统的误差特性,本文介绍了旋转惯导系统的基本结构和工作原理,并推导其基本微分方程;然后针对系统的主要误差源(惯性器件误差),本着低成本原则,以挠性惯性器件为例进行分析,建立了惯性器件的误差模型;然后在传统捷联惯导系统误差的基础上推导旋转式系统的误差方程,建立误差模型;以单轴连续旋转为例,分析了惯性器件各种误差项在旋转惯导系统下的误差效应.最后选取典型误差量,基于simulink建立仿真模型,完成仿真实验.结果表明,IMU旋转在惯性器件多项误差调制方面具有显著效果,对于提高惯导系统长航时精度具有重要意义.

摘要： 针对运载器使用纯惯性信息进行在轨故障诊断保证飞行可靠性和入轨精度的目的,本文对纯惯性冗余体制进行了介绍,阐述了故障检测中存在的一些不足造成故障诊断技术在实施中的局限性,从工程应用角度着眼,通过对可应用前提条件进行分析,将卫星导航技术应用范围进一步扩大,提出了将卫星导航信息引入在轨故障诊断,与惯性器件构成惯性/卫星组合冗余体制,该方法易于实现,可以有效识别故障并保证入轨精度,具有一定的实用价值,为高强密度发射任务的顺利实施提供参考.

摘要： 微电子机械器件与系统是现代化武器信息化、智能化、微型化发展的核心技术,对于提高武器装备的精确打击能力,推动武器装备的信息化改造,促进军事和国防领域的技术进步具有特别重要的意义.本文概述了微机电技术在外军武器装备中的应用发展与现状,重点介绍了美国国防预先研究计划局关于微机电系统的相关研制项目,以及MEMS惯性器件、射频MEMS器件和MEMS集成系统的军事应用热点.

摘要： 末制导炮弹的初始姿态的确定对于起控段有着非常重要的作用,本文结合了末制导炮弹起控前的运动状态,基于MEMS惯性器件的输出,提出了一种初始姿态确定的方案,并通过数学仿真和半实物仿真验证了方案的正确性.

摘要： 近十年来,无人机的应用在世界范围内受到高度重视,其相应的技术得到了较快的发展,尤其是微小型无人机以其重量轻、体积小、成本低、易于操作等特点,在越来越多的领域内得到了广泛应用。而微小型无人机由于任务载荷有限,导致传统的大中型无人机系统的导航器件不能使用,所以MEMS惯性器件以其尺寸小、成本低、重量轻的优点被微小型无人机所采用。但是MEMS惯性器件测量精度低,因此迫切需要对以低精度MEMS惯性器件做深入研究。本文针对当前引人关注的MEMS陀螺,对其输出的数据采用时间序列方法进行建模,然后采用UKF滤波方法进行误差补偿。经过仿真研究表明,MEMS陀螺在静态和动态情况下,消除误差后的精度均可达到微小型无人机的标准。

摘要： 美国微型定位导航授时技术在DARPA的组织下目前已系统开展了相关研究,取得了显著成果.本文回顾了美国Micro-PNT的产生和发展过程,系统分析了其发展目的、技术基础、发展路线和近期成果,为我国Micro-PNT的发展提供了借鉴思路.

摘要： 本发明提供一种基于谐振式惯性器件的惯性测量系统误差实时补偿方法，包括如下步骤：一、通过试验得到角速度通道误差补偿模型中的第一标度因数、第一零偏、第一安装误差，以及加速度误差补偿模型中的第二标度因数、第二零偏、第二安装误差；二、依据步骤一中所述试验得到的结果，通过不同温度点下得到的误差系数分量拟合得到误差系数与温度的曲线方程中的温度曲线方程系数。本发明可以满足基于新型惯性器件的系统补偿精度需求；需要存放到FLASH的误差系数较少，占用存储空间少，尤其在FLASH空间资源有限的情况下极为实用；可以覆盖任意温度值下的误差系数，有利于提高惯性量的误差补偿精度。

摘要： 本发明提供一种微机电系统器件的惯性测试装置，其包括：离心机，其包括离心机转轴和离心机样品台，离心机转轴受控转动；离心机样品台固定于离心机转轴的一端；三轴定位基座，其固定于离心机样品台上；测试板，其用于放置参考惯性器件和若干待测微机电系统惯性器件，测试板可拆卸的固定于三轴定位基座的不同面，以实现对放置于所述测试板上的惯性器件在三个轴上运动方向的切换；上位机，其与离心机通信连接，以控制离心机转轴转动；上位机与测试板通信连接，当离心机转轴受控转动时，参考惯性器件和若干待测微机电系统惯性器件输出实际测量的加速度数据至上位机。与现有技术相比，本发明可以对微机电系统惯性器件进行高精度、高效率的的测试。

摘要： 本发明公开了惯性器件精度与惯性卫星深组合系统动态适应性匹配方法，属于导航技术领域。本发明针对惯性/卫星深组合系统实际应用中的惯性器件选型问题，通过分析载体所处动态环境对惯性器件的影响情况，推导得出惯性器件误差的传播特性，并计算当前接收机参数配置、惯性器件误差等级以及载体所处动态下的环路稳态跟踪误差，从而作出环路稳定性的判别，最终实现深组合实际系统在高动态场景下的器件选型和参数配置。本发明能够有效指导指定动态指标下的器件选型和系统参数配置工作，具有很强的工程参考与应用价值。

摘要： 本发明公开了一种降低MEMS惯性器件封装应力的方法及MEMS器件，所述的MEMS惯性器件包含：封装管壳、位于封装管壳内的芯片；所述的方法包含以下步骤：步骤1，将直径一致的硅珠的粉体与贴片胶混合并搅拌均匀，得到混合物；步骤2，利用点胶器将所述的混合物喷涂于所述的封装管壳的底板上，以形成贴片胶层；步骤3，将所述芯片的底面贴在所述的贴片胶层上；步骤4，使所述的贴片胶层固化。本发明通过在贴片胶内添加直径一致的硅珠，并对贴片胶层各个参数量化控制，有效的降低封装应力，提高了工艺过程的稳定性。

摘要： 本发明属于导航控制技术领域，具体公开了一种基于MEMS惯性器件的导航控制系统。该基于MEMS惯性器件的导航控制系统包括导航计算机模块以及惯性测量模块。所述导航计算机模块包括电路板和导航计算芯片组，所述导航计算芯片组设置于所述电路板；所述惯性测量模块包括安装支架、X轴陀螺仪、Y轴陀螺仪、Z轴陀螺仪以及三轴加速度计，所述X轴陀螺仪、所述Y轴陀螺仪、所述Z轴陀螺仪以及所述三轴加速度计均设置于所述安装支架上并通过柔性电路板与所述导航计算机模块电连接。本发明可以解决现有技术中基于MEMS惯性器件的导航控制系统的重量大、体积大、环境适应性差的难题。

摘要： 本发明公开了一种复杂工况下MEMS惯性器件可靠性评测方法，包括：确定复杂工况下MEMS惯性器件的失效模式与失效机理；根据MEMS器件的材料、结构、工艺等本构特性以及器件在复杂工况下的失效机制及两者的关联性分析，确定MEMS惯性器件在各敏感应力下的可靠性评价模型；根据确定的可靠性评价模型及加速因子，设计确定评价MEMS惯性传感器在复杂工况下可靠性评估方法；设计形成适应多复杂工况的加速评价试验方法。本发明从MEMS惯性器件中材料‑工艺‑结构的失效模式、失效机理出发，构建关键结构相关失效物理模型，并引入环境载荷因子，最终建立MEMS惯性器件在复杂工况下的可靠性加速模型，可快速评价器件可靠性。

摘要： 本发明提供一种MEMS惯性器件测试系统，包括：旋转模块、第一采集模块、滑环线、第二采集模块和控制模块；旋转模块包括转轴和环绕转轴设置的2n个测试端口，用于对应测试2n个以内的待测MEMS惯性器件；第一采集模块包括至少一个译码器；第一采集模块包括n路输入端和2n路输出端；2n路输出端用于连接2n个测试端口；滑环线包括n路滑环连接线；n路滑环连接线的一端连接第一采集模块的输入端；第二采集模块设有n路片选信号端；n路片选信号端连接滑环连接线的另一端；本发明能够通过在滑环线两端采用片选信号端和译码器，实现n条滑环线控制2n个待测件，解决了滑环线数量限制批量标定待测件数量的问题，提高了测试效率。

摘要： 本发明提供一种多轴集成的微机电系统惯性器件测试装置、系统及方法，其中，多轴集成的微机电系统惯性器件测试装置包括：磁场产生器，其受控在预定空间产生磁场H；两轴转台，其放置于所述预定空间内，所述两轴转台包括转盘、第一转轴和第二转轴，其中，所述转盘固定于所述第一转轴的一端，所述第二转轴与所述第一转轴正交，所述第一转轴受控转动时带动所述转盘同步转动；所述第二转轴受控转动时带动所述第一转轴和所述转盘以所述第二转轴为中心轴同步周向运动。与现有技术相比，本发明可以实现多轴(例如九轴)集成MEMS惯性器件的高效可靠量产测试。

摘要： 本发明提供一种带减振结构的封装管壳及MEMS惯性器件，所述带减振结构的封装管壳，包括管壳本体及多个减振结构，多个所述减振结构采用弹性材料，嵌入在所述管壳本体中并呈对称状分布。所述MEMS惯性器件包括盖板、MEMS芯片和上述的带减振结构的封装管壳，所述MEMS芯片与所述封装管壳电连接，所述盖板与所述封装管壳气密性连接。本发明通过在管壳结构上添加减振结构达到使MEMS惯性器件减振，可以有效的减小有害振动、冲击对MEMS惯性器件的破坏。

摘要： 本实用新型提供一种微机电系统惯性器件的惯性测试装置，其包括：离心机，其包括离心机转轴和离心机样品台，离心机转轴受控转动；离心机样品台固定于离心机转轴的一端；三轴定位基座，其固定于离心机样品台上；测试板，其用于放置参考惯性器件和若干待测微机电系统惯性器件，测试板可拆卸的固定于三轴定位基座的不同面，以实现对放置于所述测试板上的惯性器件在三个轴上运动方向的切换；上位机，其与离心机通信连接，以控制离心机转轴转动；上位机与测试板通信连接，当离心机转轴受控转动时，参考惯性器件和若干待测微机电系统惯性器件输出实际测量的加速度数据至上位机。与现有技术相比，本实用新型可以对微机电系统惯性器件进行高精度、高效率的的测试。