惯性导航

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： 高精度的导航信息是水下无人航行器(UUV)高效完成各项任务的重要前提,多普勒计程仪/捷联惯性导航系统(DVL/SINS)组合导航系统具有无源、自主等优势,在UUV导航中得到了广泛应用。从DVL/SINS导航数据处理的三个阶段出发,详细论述了传感器误差建模与补偿技术、水下初始对准技术和数据融合算法的基本原理和研究现状;总结了各项技术的关键问题和研究方向,并给出了相应的解决思路;最后,探讨了DVL/SINS组合导航的发展趋势和需要解决的问题。

摘要： 广东嘉腾机器人自动化有限公司(以下简称“嘉腾机器人”)致力于无人搬运车领域的研发、生产、销售,凭借惯性导航、激光导航等先进技术推出了一系列便捷、高效、智能的搬运机器人,与超过60家世界500强企业展开合作。作为国内唯一获得工业设计“奥斯卡”德国红点奖的机器人公司,嘉腾机器人近期还被认定为国家级专精特新“小巨人”企业以及佛山市专精特新“隐形冠军”企业。伴随国有自主品牌的崛起,嘉腾机器人深耕移动机器人十余年,在产品研发、人才培养、管理创新以及市场开拓等方面都走出了独具特色的创新之路。

摘要： 2022年1月9日,是陆元九院士的102岁生日。因为生于元月九日,所以父亲为他取名“元九”。“一元复始,万象更新”,这个富有新春萌发气息的名字,跟随了他一个世纪之久,而他也名副其实地作为开拓者之一,为我国相关领域开启了“春之声”。陆元九,中国科学院院士、中国工程院院士,陀螺、惯性导航及自动控制专家,中国自动化科学技术领域开拓者之一;1920年1月9日生于安徽滁州,1941年毕业于重庆中央大学,1949年获美国麻省理工学院博士学位。

摘要： 为解决动态环境下无人机导航系统姿态估计易受传感器噪声和运动加速度干扰的难题,提出一种考虑运动加速度干扰的无人机姿态估计算法。首先,建立运动加速度估计模型,根据基于卡尔曼滤波的加速度误差模型和由外部传感器提供的速度信息实现对运动加速度的精确估计,利用运动加速度估计模型获得的运动加速度对加速度计的原始值进行修正,降低动态环境下运动加速度对姿态估计的干扰。随后,搭建基于互补滤波的姿态估计模型,利用磁力计信息和修正后加速度信息构建陀螺仪修正量,对陀螺仪原始值进行修正,设计互补滤波器滤除来自加速度计和磁力计的高频噪声和来自陀螺仪的低频噪声,避免传感器噪声信号对姿态估计的干扰。最后,利用无人机试飞过程中采集的传感器信息对该算法进行实验验证。实验结果表明,该算法可以精确估计无人机机动过程中所产生的运动加速度,有效减弱传感器噪声和运动加速度对姿态估计的干扰,该算法显著提高了无人机导航系统在动态环境下姿态估计的精度和抗干扰能力。

摘要： 为推动掘进工作面的智能化发展,提升掘进装备自主导航技术,分析了目前悬臂式掘进机导航定位技术面临的问题,详细列举分析了各类悬臂式掘进机导航定位技术的研究现状,如光电导航、惯性导航及多传感器融合等。其中光电导航又细分为全站仪、激光指向仪、空间交汇、iGPS、超宽带、视觉导航几个部分,并分别对各类悬臂式掘进机导航技术进行了归纳总结。最后通过分析悬臂式掘进机导航定位技术的应用与未来发展趋势,对未来悬臂式掘进机导航技术的发展做了展望。认为光电导航技术成熟,但环境适应性差;惯性导航定位精度高、环境适应性强,但难以克服悬臂式掘进机长时短距作业方式带来的误差累积问题;将两者结合的多信息多传感器融合(组合导航)技术将是未来悬臂式掘进机导航的主要研究方向。然而目前硬件技术方面突破难度较大,因此可以优先考虑从应用鲁棒性更强的算法入手对现有导航技术进行融合,以提高悬臂式掘进机导航精度,从而进一步推动矿山智能化的发展。

摘要： 对2021年IEEE惯性传感器与系统会议、MEMS国际会议、圣彼得堡组合导航会议等惯性技术相关会议文献,以及惯性技术领域相关机构披露的动态信息进行详细梳理。总结了光学陀螺、微机电(MEMS)陀螺、半球谐振陀螺(HRG)、原子陀螺和加速度计等惯性仪表及惯性系统的发展现状,并对惯性技术领域的发展动向进行了剖析与展望。

摘要： 针对室内外无缝定位中GNSS易失锁以及定位不稳定等问题,本文提出了一种航向角修正算法,使用RTK定位的绝对角度对惯导的相对角度进行修正,有效提高了航向角的精度与稳定性;提出了一种基于扩展卡尔曼滤波与置信度加权的多源融合定位算法,采用GNSS/UWB组合惯导进行定位解算,有效利用多组定位源,实现多源融合定位。测试显示,该方法在室外情况下能够实现厘米级定位,平均定位误差相较于GNSS单独定位降低了52.4%;在室内外过渡阶段,依旧可以保持连续准确的定位;在室内GNSS卫星信号丢失的场景中,能够实现分米级定位,平均定位误差相较于UWB(ultra wide band)单独定位降低了59.8%。

摘要： 针对惯性导航传感器的正交误差校正无法获取结构参数相关信息的问题,设计出一种基于COMSOL Multiphysics平台的结构有限元仿真模型。该模型算法结合传感器结构尺寸,利用分层次模块化仿真方法构建模型,优化了计算周期,得出环形陀螺仪误差修正过程中结构参数的变化趋势。在此基础上,从仿真和实验两条路线验证了静电负刚度原理中外加直流电压与模态主轴方位角的线性关系,进而说明所建立模型的正确性。

摘要： 在列车运行控制系统中,列车定位在保障列车安全间隔、生成控制速度曲线、指示列车运行状态方面起到重要的作用。PPP-GPS/IMU紧组合不仅能够提供列车连续的高精度定位,还能减少轨旁设备的修建和维护费用。基于PPP误差模型和拓展卡尔曼滤波构建PPP-GPS/IMU紧组合框架,选择精度更高的精密星历产品替代广播星历,综合分析影响定位精度的误差源并进行模型构建与校正,获得更高精度的卫星数据和原始观测量。在滤波估计中以单差的消除电离层组合载波相位和伪距率作为观测量,结合精密单点定位理论,研究PPP-GPS/IMU紧组合列车定位方法,得到连续定位测速结果。采用青藏线列车真实数据进行定位结果评估与分析,结果表明:PPP-GPS/IMU紧组合的水平位置RMS为1.20 m,相比单PPP-GPS和PPP-GPS/IMU松组合的定位结果分别增加了23.3%和19.5%。可见,PPP-GPS/IMU紧组合的定位性能相对于传统定位方式更加优越。

摘要： 文章介绍了基于冷原子干涉技术的惯性测量传感器的基本原理和研究现状.随着实用化和工程化方面的显著进展,高灵敏度和高稳定性的冷原子干涉型惯性传感器已经可以应用在惯性导航系统中.未来通过替代传统加速度计和陀螺仪,可以形成近乎零漂移、强抗干扰能力的量子惯性导航系统.另外利用高精度冷原子干涉重力仪,将重力场信息引入传统惯性导航系统中,可为载体航行提供自主、无源、高隐蔽性的组合导航系统.

摘要： 随着人类探索海洋的脚步越走越远,水下导航成为人们关注的重点.当前主流的水下导航方法包括超短基线或长基线声学导航定位,其采用的都是有源的方式,并且作用距离有限,尚不能满足水下移动平台的导航需求.水下的惯性导航方法由于其误差累积特性,无法满足长时间的导航需求.本文提出了一种能够应用于水下移动平台的无源组合导航方法,将水下声纳、北斗卫星导航、惯性导航三种手段组融合,实现静默式水下导航.该方法通过水面浮标对水下平台进行位置校准,水面浮标通过北斗系统进行校准,同时结合惯导数据进行导航.通过湖上试验对该方法进行验证,对湖上的水下采集数据进行分析,结果表明:该方法能够解决深远海无岸基设备的水下导航问题,定位精度与浮标及水下平台所采用的惯性导航性能关联程度较高,作用距离与声纳水下通信距离保持一致.该方法的定位精度与北斗的定位精度、惯性导航性能、海况、浮标内惯性导航特性、水下平台深度等多种因素有关.根据实验结果可以证实该方法的有效性,同时也给出该方法在实现过程中的一些限制条件.随着硬件产品的小型化、低功耗、高性能提升,该方法对水下移动平台导航的潜在作用将不可估量.

摘要： 本文提出了一种基于INS/GPS组合导航方法在列车定位技术中的应用.介绍了INS/GPS组合导航系统设计原理,建立了组合导航系统误差数学模型,采用间接卡尔曼滤波算法完成了INS/GPS组合导航滤波器的设计.MATLAB计算机仿真结果表明,INS/GPS组合导航系统比单一的INS系统具有更好的导航定位性能,能够满足列车定位的基本要求,有很好的应用价值.

摘要： 本文提出了一种基于INS/GPS组合导航方法在列车定位技术中的应用.介绍了INS/GPS组合导航系统设计原理,建立了组合导航系统误差数学模型,采用间接卡尔曼滤波算法完成了INS/GPS组合导航滤波器的设计.MATLAB计算机仿真结果表明,INS/GPS组合导航系统比单一的INS系统具有更好的导航定位性能,能够满足列车定位的基本要求,有很好的应用价值.

摘要： 本文提出了一种基于INS/GPS组合导航方法在列车定位技术中的应用.介绍了INS/GPS组合导航系统设计原理,建立了组合导航系统误差数学模型,采用间接卡尔曼滤波算法完成了INS/GPS组合导航滤波器的设计.MATLAB计算机仿真结果表明,INS/GPS组合导航系统比单一的INS系统具有更好的导航定位性能,能够满足列车定位的基本要求,有很好的应用价值.

摘要： 本文提出了一种基于INS/GPS组合导航方法在列车定位技术中的应用.介绍了INS/GPS组合导航系统设计原理,建立了组合导航系统误差数学模型,采用间接卡尔曼滤波算法完成了INS/GPS组合导航滤波器的设计.MATLAB计算机仿真结果表明,INS/GPS组合导航系统比单一的INS系统具有更好的导航定位性能,能够满足列车定位的基本要求,有很好的应用价值.

摘要： 本文提出了一种基于INS/GPS组合导航方法在列车定位技术中的应用.介绍了INS/GPS组合导航系统设计原理,建立了组合导航系统误差数学模型,采用间接卡尔曼滤波算法完成了INS/GPS组合导航滤波器的设计.MATLAB计算机仿真结果表明,INS/GPS组合导航系统比单一的INS系统具有更好的导航定位性能,能够满足列车定位的基本要求,有很好的应用价值.

摘要： 本文提出了一种基于INS/GPS组合导航方法在列车定位技术中的应用.介绍了INS/GPS组合导航系统设计原理,建立了组合导航系统误差数学模型,采用间接卡尔曼滤波算法完成了INS/GPS组合导航滤波器的设计.MATLAB计算机仿真结果表明,INS/GPS组合导航系统比单一的INS系统具有更好的导航定位性能,能够满足列车定位的基本要求,有很好的应用价值.

摘要： 本文对共时钟四天线GNSS/SINS紧组合的几种改进算法进行了研究和仿真,以实现高精度定位和测姿.以共时钟四天线GNSS/SINS紧组合模型为基础,改进了几个关键算法:将传统的双差载波相位观测模型用共时钟单差模型代替,由于共时钟意味着四个接收天线共用一个时钟,同传统双差模型相比,共时钟单差模型降低了参数的相关性.本文的单差模型采用一种新的载波相位模糊度确定算法,即模糊度替代法,其特点是可以减少模糊度搜索范围,提高整数模糊度固定效率;利用共时钟四天线GNSS存在多余基线观测值这一优势,研究了实时多基线测姿的平差算法;改进了共时钟四天线GNSS/SINS紧组合融合算法,将GNSS伪距、伪距率和载波相位观测值与惯导测量值组合,基于新息协方差自适应渐消滤波,分析了滤波算法过程.仿真结果显示,基于新息协方差的自适应渐消滤波算法较好地抑制滤波器的发散和动态系统误差的影响,表明该算法是可行的和有效的.

摘要： 本文对共时钟四天线GNSS/SINS紧组合的几种改进算法进行了研究和仿真,以实现高精度定位和测姿.以共时钟四天线GNSS/SINS紧组合模型为基础,改进了几个关键算法:将传统的双差载波相位观测模型用共时钟单差模型代替,由于共时钟意味着四个接收天线共用一个时钟,同传统双差模型相比,共时钟单差模型降低了参数的相关性.本文的单差模型采用一种新的载波相位模糊度确定算法,即模糊度替代法,其特点是可以减少模糊度搜索范围,提高整数模糊度固定效率;利用共时钟四天线GNSS存在多余基线观测值这一优势,研究了实时多基线测姿的平差算法;改进了共时钟四天线GNSS/SINS紧组合融合算法,将GNSS伪距、伪距率和载波相位观测值与惯导测量值组合,基于新息协方差自适应渐消滤波,分析了滤波算法过程.仿真结果显示,基于新息协方差的自适应渐消滤波算法较好地抑制滤波器的发散和动态系统误差的影响,表明该算法是可行的和有效的.

摘要： 本发明公开了一种用于惯性导航系统的惯性导航方法，包括将目标车载组合导航系统安装到车辆上并初始化；构建基于向心力约束的Kalman滤波器；控制车体进行设定的运动；车体运动过程中Kalman滤波器收敛，完成用于惯性导航系统的惯性导航方法。本发明通过Kalman滤波器构建惯性导航的完整约束，增强了惯性导航方案的鲁棒性，能够有效避免现有技术的导航失效问题，同时本发明方法能够在车辆快速转弯、车体急速加减速等恶劣的场景提供形成较好的约束，有效保证了惯性导航系统的导航精度，而且本发明可靠性高、补偿精度高且简单方便。

摘要： 用于车用组合惯性导航系统在无观测值条件下的启动方法、车用组合惯性导航系统和车辆。其特征在于，包括以下步骤：S1：在车辆运动过程中，组合惯性导航系统实时计算车辆车身坐标系与地球坐标系之间的变换算子T；S2：判断车辆处于停车状态时，将最近一次变换算子T以非易失的方式记录；S3：重新启动车辆时，判断车辆处于停车状态时，将车辆当前车身坐标系下的空间矢量通过变换算子T转换为地球坐标系下的空间矢量，实现组合惯性导航系统的启动。

摘要： 一种对准具有发生振动的轴对称振动传感器的惯性导航系统的方法，包括以下步骤：将此振动建立在令该传感器对其显现出的漂移误差变动相对于对此振动的其他方位的漂移误差变动为最小的方位上。

摘要： 本发明公开了一种用于惯性导航系统的惯性导航方法，包括将目标车载组合导航系统安装到车辆上并初始化；构建基于向心力约束的Kalman滤波器；控制车体进行设定的运动；车体运功过程中Kalman滤波器收敛，完成用于惯性导航系统的惯性导航方法。本发明通过Kalman滤波器构建惯性导航的完整约束，增强了惯性导航方案的鲁棒性，能够有效避免现有技术的导航失效问题，同时本发明方法能够在车辆快速转弯、车体急速加减速等恶劣的场景提供形成较好的约束，有效保证了惯性导航系统的导航精度，而且本发明可靠性高、补偿精度高且简单方便。

摘要： 用于车用组合惯性导航系统在无观测值条件下的启动方法、车用组合惯性导航系统和车辆。其特征在于，包括以下步骤：S1：在车辆运动过程中，组合惯性导航系统实时计算车辆车身坐标系与地球坐标系之间的变换算子T；S2：判断车辆处于停车状态时，将最近一次变换算子T以非易失的方式记录；S3：重新启动车辆时，判断车辆处于停车状态时，将车辆当前车身坐标系下的空间矢量通过变换算子T转换为地球坐标系下的空间矢量，实现组合惯性导航系统的启动。

摘要： 一种基于惯性导航技术的地图重构方法、装置、惯性导航系统及计算机存储介质，所述方法包括：实时获取惯性测量装置采集的运动体在待建模场景中按照预设轨迹运动时的惯性导航数据；对所述惯性导航数据进行惯性导航推算，得到所述运动体在所述待建模场景中的姿态、速度和位置信息；根据计算得到所述运动体在所述待建模场景中的姿态、速度和位置信息，生成所述待建模场景的三维地图，并将所述三维地图发送至显示装置进行显示。通过使用惯性传感器重构地图，在不需要设置其他信标设备的情况下，能够在任意场景下快速准确的构建出三维地图。

摘要： 本发明实施例公开了一种基于惯性导航单元阵列的高精度惯性导航系统及实现方法，所述系统包括：IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)矩阵系统PCB板、IMU阵列、算法处理器、输出端口；所述IMU阵列、算法处理器、输出端口设置在所述IMU矩阵系统PCB板上；所述IMU阵列包括多个IMU芯片，多个IMU芯片按照设定的规则设置在所述IMU矩阵系统PCB板上；所述算法处理器设置在所述IMU矩阵系统PCB板上，与所述IMU阵列连接；所述输出端口与所述算法处理器连接。本发明利用十六个低精度的IMU芯片组成阵列，按一定规则排列的IMU阵列可以抵消一部分固有的误差项，然后应用深度学习算法训练出误差产生的规律，从而提高整体的测量精度，能够实现高精度IMU芯片的效果，同时大大降低了成本。

摘要： 一种对准具有发生振动的轴对称振动传感器的惯性导航系统的方法，包括以下步骤：将此振动建立在令该传感器对其显现出的漂移误差变动相对于对此振动的其他方位的漂移误差变动为最小的方位上。

摘要： 本实用新型涉及惯性导航标定器安装结构领域，公开了一种惯性导航标定器安装结构和惯性导航标定器。其中，惯性导航标定器安装结构包括：安装座，缓冲箱，波纹橡胶缓冲套，缓冲板，导向杆，第一销杆以及固定组件。惯性导航标定器通过本实用新型的惯性导航标定器安装结构进行安装时，一方面可将惯性导航标定器快速安装至指定位置并且便利后期的维护。另一方面，惯性导航标定器的抗振能力得到显著提升。

摘要： 本实用新型提供了一种惯性导航电源装置及惯性导航装置，属于惯性导航领域，所述装置包括输入电路、开关控制电路、反馈电路、开关电路、反激式变压器及输出电路，通过开关控制电路控制开关电路的开断，从而控制反激式变压器的导通，在反激式变压器导通情况下，将输入电路输入的外部电源的供电电压进行反激式变压后通过输出电压输出至负载设备，从而通过对反激式变压器对负载设备进行隔离供电，以保护负载设备不会因为外部干扰导致输入电压过大而产生损坏或无法正常工作的情况。