惯性测量

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： 针对微小卫星等航天器对空间非合作目标交会操作中的自主相对导航问题,提出了一种基于自适应均方根EKF的惯性辅助航天器仅测角导航方法。首先,推导了一种基于Clohessy-Wiltshire(CW)方程的仅测角导航模型。然后,基于误差状态推导了一种仅测角/惯性组合相对导航模型。接着,基于Cholesky分解得到组合导航系统的状态协方差矩阵,并引入“新息”协方差匹配方法对测量噪声进行在线自适应调整,构建了一种自适应均方根EKF对该组合导航系统状态进行动态滤波估计,并采用Fisher信息矩阵对该组合导航系统的可观性进行评估。最后,在搭建的半物理仿真平台上进行了仿真验证,得出终端时刻采用自适应均方根EKF比EKF的迹向滤波精度平均提高了35%,径向和法向滤波精度平均提高了25%。

摘要： 在对舰船升沉运动进行惯性测量的过程中,引入IIR数字高通滤波器可以较好地处理惯导系统垂向通道的发散,但滤波器输出信号相对于实际信号存在相位超前、幅值衰减等问题。提出了基于带限傅里叶线性组合(BMFLC)算法的改进后的升沉测量方法,在最大程度地滤除低频干扰的基础上,分别对数字高通滤波后的垂向速度和升沉位移进行幅值和相位补偿。仿真及转台试验结果均验证了新方法的可行性。

摘要： 构建四台矿井下液压支架姿态监测系统,惯性测量单元采用MPU6050型六轴运动处理组件对液压支架角速度和加速度测定,倾角传感器模块采用SCA100T-D02型芯片同时监测水平两轴倾角,并设计功能模块数据流程,测试系统角度监测数据平均偏差小于0.22°,高度平均偏差0.01 m。

摘要： 针对双轴旋转调制惯导系统在旋转过程中无法直接提供载体角速度等导航信息的问题,提出了一种以标定惯性测量单元与内外框时空关系来精确解调原始旋转惯性测量数据的载体导航信息提取方法。首先,从基于旋转轴的内外框坐标系定义出发,提出了综合考量整圈所有角位置状态的惯性测量单元与内外转轴安装角标定方法。然后,利用转轴方向惯性测量角增量曲线和转位测量角增量曲线的相似平移关系推导了两者之间时间不同步误差的计算方法。进一步,基于滑动数据存储窗口,通过实时测角变化率计算和相邻转位测角外推实现了时间不同步误差的精确补偿。最后,采用基于高次谐波函数的精细化误差模型实现了转轴锥摆运动引起的测角不圆度误差精确标定。采集内外框旋转试验数据验证了所提方法的有效性,结果表明由原始惯性测量信息解调导致的载体航姿提取误差小于0.001°。

摘要： 金刚石内嵌负电荷氮—空位(NV-)色心,因其结构性质稳定、常压室温下自旋弛豫时间长、易于操控和检测等特点,已广泛应用于磁场、电场、温度等物理量的测量.基于金刚石NV-色心的惯性测量技术是基于量子效应的原子自旋惯性测量领域的新兴方向之一.首先介绍了金刚石NV-色心的结构与性质,其次阐述了量子体系几何相的基本原理以及NV-色心几何相的惯性测量方案和系统,然后总结了自提出以来金刚石NV-色心惯性测量的国内外发展现状,最后对金刚石NV-色心惯性测量技术的未来发展趋势进行了展望.

摘要： 大阳煤矿在采掘中主要采用EBZ-160悬臂式掘进机,但在实际应用中,由于工作环境恶劣、巷道断面自动切割技术对掘进机惯导系统的精度有更高的要求,悬臂式掘进机自动定位精度难免发生失准的情况.零速修正技术是一种误差补偿的校正技术,可以有效消除掘进机长时间工作而累积的误差.在顺利完成工业性试验后,最终实现了掘进机的位姿的自动调整和纠偏,具有高效安全的实际应用效果.

摘要： 测绘是矿井煤炭资源开采的基础性工作,采用先进的测绘技术不仅可提升测绘效率,且可显著降低测绘成本,为煤炭资源高效、安全开采提供可靠数据支撑.为了更好的促进矿井测绘工作开展,对以全站仪、空间信息测量技术、惯性测量技术、三维激光扫描技术等现代化测绘技术的技术原理、矿井应用情况进行分析探讨,并归纳总结各测绘技术应用特点.研究成果可在一定程度上促进现代测绘技术在矿井中应用.

摘要： 光纤惯性测量系统相对于传统的机械惯性测量系统有很多不可比拟的优点,已经广泛的应用在国防军事和民用装备中,其测试参数的有效期长短决定着装备使用的实际水平,因此开展光纤惯性测量系统测试参数有效期研究论证尤为必要,无论是对军用民用都有很大的意义.

摘要： 海上船舶作业条件复杂,对船舶设备和观测系统的精度及可靠性要求也越来越高,尤其是在大风浪作业条件下需要为这些设备提供可靠的船体姿态基准信息.怎样保证姿态基准的可靠性是目前行业尤为关注的问题.因此,提出大风浪作业条件下船舶姿态基准对准系统,研究大风浪作业条件下影响船舶主姿态基准与局部姿态基准之间固态变形角误差估计精度的主要因素,并将这些因素作为状态向量,研究大风浪作业条件下基于惯性测量的卡尔曼滤波器模型,最后通过仿真实验、测试,得出有效性结论.

摘要： 本文提出一种基于深空原子钟技术的深空探测器单向自主导航,其通过对单个地面站单向距离和多普勒的测量和惯性测量单元的观测值实时计算深空探测器的绝对位置.最后,通过地球-木星之间的单向导航任务对本文方法进行了验证.

摘要： 火星大气制动降轨是减少探测器携带燃料质量的有效手段,受地面测定轨精度、时延、不连续的约束,要求探测器在大气制动降轨过程中需要具备高精度的实时自主导航能力,满足变轨过程中的导航定位需求,避免坠入火星大气烧毁或撞击火星.以火星大气制动降轨为工程应用背景,提出了基于光学与惯性测量组合的自主导航方法,建立了气动力作用下的系统动力学模型,然后建立了光学导航相机及惯性测量单元的高精度测量模型,结合星历中已知的火星、火卫一和火卫二的位置信息,利用UKF滤波算法进行导航信息的最优融合解算,最后通过数学仿真对所提导航算法的可行性和有效性进行了验证.

摘要： 混凝土结构隐蔽工程的施工过程往往难以人工观察测量,因此而导致隐蔽工程的施工质量难以通过常规工程的过程控制理论和方法来保障.针对隐蔽工程施工质量过程控制系统和方法缺乏的挑战,本文提出了利用惯性测量单元对隐蔽工程的施工全过程进行实时监控与记录的理论和方法.该系统包括数据搜集、处理和可视化三个模块,可对建筑构件、材料、施工设备及工具、施工人员等的位置和姿态进行定位和追踪.同时该系还整合了环境可测变量,例如温度、湿度等,为施工人员和管理人员提供隐蔽工程关键控制要素的可视化信息,实现对隐蔽工程的工程质量进行自动化、智能化的控制与管理.最后本文在混凝土振捣实验中应用并实践了该系统,结果表明该系统稳定且效率较高,具有实用价值.

摘要： 未来火星着陆任务的关键需求是精确着陆(精度优于100m),纵观已成功的七次火星着陆任务,美国火星科学实验室任务的好奇号火星车达到了最高的着陆精度,最终着陆点距离原目标着陆点约2km.动力下降段是火星最终着陆段前的最后一个阶段,其导航制导系统的性能对软着陆成败及着陆精度有重要影响.好奇号的动力下降段导航系统主要组成为集成多普勒雷达和惯性测量单元,制导律采用多项式制导,本文对好奇号火星车动力下降段的导航制导系统进行建模并分析其性能,在此基础上提出可进一步实现精确着陆目标的建议.

摘要： 在太空空间的特殊环境下,传统的控制方法如摇杆、按钮等都不适合,而且用计算机在线编程也不方便,视觉的控制方法对环境的高求较高,也不能达到此效果,所以发展小型集成的传感器运用到宇航领域就尤为重要.惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,简称IMU)是可不依赖于外部环境变化的传感器,本文用IMU进行运动动作的捕捉,提出了一种有效的手势识别方法:通过提取分析手势的运动学特征,用IMU测出在线实时的运动特征数据,并提取手势的加速度和角速度信号特征量,用Lavbview和Matlab软件积分得到速度和位姿的数据图形,截取手势信号段,用滤波器对数据进行分类和分析,并设计明显的特征性手势,同时根据手势信号的变化规律可实时识别具体的手势.该方法在20次较小范围实验中获得了88.6％的平均准确率,在时间小于1s的时间内,实验结果表明该滤波方法能较快速准确地识别手势,满足了实时人机交互的要求.

摘要： 本文研究一种火星大气进入段的自主导航方法。利用探测器搭载的高度计测量探测器到火星表面的斜距，惯性单元测量探测器受到的非引力加速度项，将两者的量测信息融合，实现探测器在火星大气飞行段的自主导航，并采用UKF方法对其进行滤波估计。在典型的200km环火星轨道高度，比较了仅用惯性测量单元进行自主导航和利用高度计辅助的IMU自主导航方法，仿真表明后者在接近一个轨道的时间内，位置和速度精度分别达到1.5km和1m/s量级，可以作为未来火星探测大气进入段的实用自主导航方法。

摘要： “北斗一号”卫星和惯性测量系统定位有各自的优点和不足，开发“北斗一号”卫星/惯性组合定位系统，可以弥补双方各自的缺点，实现优势互补。本文对此进行了分析和研究，提出了卫星/惯性组合定位的技术设计方法，并就组合的关键技术问题和解决方法进行了讨论，对“北斗一号”卫星/惯性组合定位系统的开发具有一定的意义。

摘要： 传统惯性器件系统级标定时,都是以IMU敏感轴与转台转轴重合的方式进行标定路径设计的,其转轴每转1次,仅有2个敏感轴位置发生变化.为高效激励惯性器件各误差项,设计一种IMU偏轴安装结构,其转轴每转1次,可同时实现3个敏感轴位置发生变化,在此基础上设计一种基于IMU偏轴转位的惯性器件系统级标定方案,建立了包含陀螺和加速度计常值误差、安装误差和标度因数误差共24个误差项的30维系统误差模型,使用分段线性定常法(PWCS)和奇异值分解法(SVD)法对每种标定路径下系统各状态的可观测能力进行分析,与传统经典系统级标定方案相比,所提方案不仅能实现状态的全维观测,且各状态的可观测度整体上均比传统方案高,使用滤波器对惯性器件标定时,其标定时间更短,精度更高,且所提方案所需转台轴数由三轴变为双轴,降低了对硬件条件的要求.

摘要： 传统惯性器件系统级标定时,都是以IMU敏感轴与转台转轴重合的方式进行标定路径设计的,其转轴每转1次,仅有2个敏感轴位置发生变化.为高效激励惯性器件各误差项,设计一种IMU偏轴安装结构,其转轴每转1次,可同时实现3个敏感轴位置发生变化,在此基础上设计一种基于IMU偏轴转位的惯性器件系统级标定方案,建立了包含陀螺和加速度计常值误差、安装误差和标度因数误差共24个误差项的30维系统误差模型,使用分段线性定常法(PWCS)和奇异值分解法(SVD)法对每种标定路径下系统各状态的可观测能力进行分析,与传统经典系统级标定方案相比,所提方案不仅能实现状态的全维观测,且各状态的可观测度整体上均比传统方案高,使用滤波器对惯性器件标定时,其标定时间更短,精度更高,且所提方案所需转台轴数由三轴变为双轴,降低了对硬件条件的要求.

摘要： 传统惯性器件系统级标定时,都是以IMU敏感轴与转台转轴重合的方式进行标定路径设计的,其转轴每转1次,仅有2个敏感轴位置发生变化.为高效激励惯性器件各误差项,设计一种IMU偏轴安装结构,其转轴每转1次,可同时实现3个敏感轴位置发生变化,在此基础上设计一种基于IMU偏轴转位的惯性器件系统级标定方案,建立了包含陀螺和加速度计常值误差、安装误差和标度因数误差共24个误差项的30维系统误差模型,使用分段线性定常法(PWCS)和奇异值分解法(SVD)法对每种标定路径下系统各状态的可观测能力进行分析,与传统经典系统级标定方案相比,所提方案不仅能实现状态的全维观测,且各状态的可观测度整体上均比传统方案高,使用滤波器对惯性器件标定时,其标定时间更短,精度更高,且所提方案所需转台轴数由三轴变为双轴,降低了对硬件条件的要求.

摘要： 本公开涉及一种惯性测量组件、飞控惯性测量组件及飞行器，所述惯性测量组件包括：基板；惯性测量模组，设置在所述基板上，用于测量移动物体的惯性参数；以及热电制冷器，导热连接于所述惯性测量模组，并通过改变所述热电制冷器的电流方向以在制冷工况和制热工况之间切换，在所述制冷工况，所述热电制冷器与所述惯性测量模组接近的一端为冷端，以用于吸收所述惯性测量模组的热量，在所述制热工况，所述热电制冷器与所述惯性测量模组接近的一端为热端，以用于向所述惯性测量模组提供热量。通过上述技术方案，本公开能够提高惯性测量组件的测量准确度和可靠性。

摘要： 本公开涉及一种惯性测量组件的减振机构、飞控惯性测量组件及飞行器，所述惯性测量组件包括惯性测量模组，所述减振机构包括固定板和安装板，所述惯性测量模组设置在所述安装板上，所述安装板通过围绕所述惯性测量模组的周缘布置的柔性铰链连接在所述固定板上，以改变所述惯性测量模组结构自身的共振频率。通过上述技术方案，本公开能够提高惯性测量组件的测量精准度和可靠性。

摘要： 本申请实施例提供一种双MEMS惯性测量单元的数据处理方法及双MEMS惯性测量装置，涉及惯性测量技术领域。所述双MEMS惯性测量单元包括第一惯性传感器和第二惯性传感器，该方法包括：获取所述双MEMS惯性测量单元的标定数据；获取所述第一惯性传感器采集的第一传感器数据和所述第二惯性传感器采集的第二传感器数据；对所述第一传感器数据和所述第二传感器数据进行处理，获得惯性测量数据；根据所述标定数据对所述惯性测量数据进行补偿，获得惯性测量结果。该方法可以实现提高惯性数据的精确性和稳定性，以及降低占用空间和成本的技术效果。

摘要： 本发明涉及惯性导航技术领域，具体涉及惯性测量单元的装配方法，包括以下步骤：步骤一，将底壳和电路板依次水平放入装配工具上的加热槽；步骤二，对底壳和电路板进行装配；步骤三，对装配后涂抹有环氧树脂的部分进行加热；相对比现有的装配方式，底壳和电路板不需要移动至加热箱，直接就可以在装配工具内进行夹紧和加热，简化了组装步骤，避免了因移动造成环氧树脂在底壳和电路板上发生流淌，而且此过程中，装配工具内的快速夹钳持续下压电路板，可避免出现底壳和电路板发生位移的情况；在快速夹钳与防护组件之间设计有弹簧伸缩压柱，将快速夹钳的下压力进行缓冲，避免出现快速夹钳下压力过大导致电路板局部应力超限的情况。

摘要： 本发明涉及电源技术领域，公开了一种用于微机电惯性测量装置的电源及微机电惯性测量装置。其中，该电源包括：电压输入单元，用于输入预定电压范围内的输入电压；第一滤波单元，与所述电压输入单元连接，用于对所述输入电压进行滤波；开关电源单元，与所述第一滤波单元连接，用于将滤波后的输入电压转换为目标供电电压；第二滤波单元，与所述开关电源单元连接，用于对所述目标供电电压进行滤波；升压稳压单元，与所述第二滤波单元连接，用于对滤波后的目标供电电压进行升压稳压，得到升压稳压后的电压。本发明所述的电源在支持宽电压范围输入的同时具有超低噪声和低功耗的优点。

摘要： 本公开涉及一种惯性测量组件、飞控惯性测量组件及飞行器，所述惯性测量组件包括：基板；惯性测量模组，设置在所述基板上，用于测量移动物体的惯性参数；以及热电制冷器，导热连接于所述惯性测量模组，并通过改变所述热电制冷器的电流方向以在制冷工况和制热工况之间切换，在所述制冷工况，所述热电制冷器与所述惯性测量模组接近的一端为冷端，以用于吸收所述惯性测量模组的热量，在所述制热工况，所述热电制冷器与所述惯性测量模组接近的一端为热端，以用于向所述惯性测量模组提供热量。通过上述技术方案，本公开能够提高惯性测量组件的测量准确度和可靠性。

摘要： 本公开涉及一种惯性测量组件的减振机构、飞控惯性测量组件及飞行器，所述惯性测量组件包括惯性测量模组，所述减振机构包括固定板和安装板，所述惯性测量模组设置在所述安装板上，所述安装板通过围绕所述惯性测量模组的周缘布置的柔性铰链连接在所述固定板上，以改变所述惯性测量模组结构自身的共振频率。通过上述技术方案，本公开能够提高惯性测量组件的测量精准度和可靠性。

摘要： 本公开涉及一种惯性测量模组、飞控惯性测量组件及飞行器，该惯性测量模组包括：惯性测量单元，用于测量移动物体的惯性参数；电加热件，与所述惯性测量单元并排间隔设置，用于与所述惯性测量单元进行热交换；封装结构，用于将所述惯性测量单元和所述电加热件封装在其内部；导热介质，填充在所述惯性测量单元和所述电加热件之间的间隙中，且未覆盖所述惯性测量单元的顶面。本公开实施例中的惯性测量模组中的惯性测量单元的工作温度能够维持在最佳状态，且所受的压力小，从而提高惯性测量单元的测量精准度和可靠性。

摘要： 本发明提供一种惯性测量装置以及一种惯性测量方法。所述惯性测量装置包括：多个惯性测量器，每个惯性测量器感应得到惯性测量信号；处理单元，通过分析一个惯性测量器的惯性感应信号以检测这个惯性测量器是否出现不一致异常。本发明使用多个惯性测量器进行惯性测量，通过异常检测确定出现异常的惯性测量器，并在后续的信号处理过程中，忽略掉异常的惯性测量器的惯性测量信号，这样可以得到高精度的惯性测量信号。

摘要： 本实用新型提供了一种微小型惯性测量壳体及微小型惯性测量装置，它包括上下同轴相接的两部分，分别是位于上部的主体和位于下部的基座，基座是呈空心台阶轴状的结构，主体是呈两端开口的薄壁圆筒结构，主体的筒壁下端套设于基座的台阶，两者构成具有中空腔体的筒状结构；在主体的薄壁圆筒内嵌装有用于固定印制板的连接件。台阶式结构构成了定位槽，多个定位槽之间相互配合，保证印制板的水平安装精度和同心安装精度；整体结构侧壁无开孔，提高了抗冲击性。