航向角

摘要： 针对当前航空兵部队飞机执行作战、训练任务出动快速,急需提升机载惯导系统初始对准时间和精度的需求,提出一套适合机载惯导系统快速对准的新体系结构方法,包括基于光学辅助标定的载机航向角测量基本原理、工作流程、测量算法及算法误差分析。基于上述技术与方法,从算法实现精度角度,对算法涉及的关键指标进行仿真验证,为光学辅助系统设计与系统部队使用精度提升提供了技术支撑。

摘要： 针对传统雷达传感器在非线性机动目标跟踪中,采样信息误差大和目标机动性强等原因造成的跟踪性能低等问题,提出基于航向角辅助的IMM-CKF雷达/红外跟踪算法。该算法构建了雷达和红外传感器组合的复合探测系统,利用红外探测器的测量信息作为首层辅助信息传递给雷达,实现二者的信息互补;利用复合探测器的量测数据来计算航向角,将航向角信息作为第二层辅助信息与测量信息组成全新复合测量信息,使得跟踪精度明显提高。仿真实验结果表明,该算法能够显著提高对目标的跟踪精度,也有效地提高了对航向角的估计精度和系统的稳定性。

摘要： 针对传统点源式偏振模式检测系统采样速率低、体积大、成本高等问题,提出一种基于ZYNQ7020的高速天空偏振模式检测方案。该方案采用XILINX ZYNQ7020作为控制处理核心,通过RS485总线控制外部高精度编码电机并将高速AD转换芯片3PA1030采集到的高速模拟信号同步写入存储卡中,搭建实验平台并进行了室外填空偏振模式的采集,验证了该系统采集精度高、速率快、便携性强的特点。同时,设备还具有较好的三防特性,可应用于多种天气条件下的天空偏振模式的采集。

摘要： 为了提高点源式偏振光探测器的可靠性和精度,在斯托克斯(Stokes)矢量的偏振光测量原理的基础上采用单个偏振光传感器通道设计并且搭建了一种快速旋转式天空偏振光信息探测系统,通过GPS授时确定太阳子午线的位置,进而实时解算出航向角数据,在室内和天气晴朗、空旷的室外条件下完成了数据采集,最大误差为1.047°,平均误差为0.378°,稳定工作状态下平均采样率为300 Hz。测试结果表明,本文设计的偏振光探测系统具有较良好的精度,可以实现稳定输出。

摘要： 针对无人机(UAV)的航向角解算问题,提出了一种基于光流的航向角解算算法。首先,对传统光流算法的块匹配方式进行改进,提出了圆形块匹配方式;然后,基于圆形块匹配方式与反三角函数设计了一种航向角解算算法。实验结果表明:在图像旋转超过1.5°时,93.3%的相邻帧圆形块匹配结果优于方形块匹配,圆形块匹配方式有效提升了匹配效果;基于圆形块匹配的航向角解算算法静态解算结果实现了零漂移、几乎无噪声,有效解决了航向角的静态漂移与易受干扰问题。

摘要： 可见光室内定位系统是当前室内定位技术研究的热点。针对单灯定位系统中航向角获取不准确的问题,文章提出了一种基于标记发光二极管(LED)的单灯室内定位系统。该系统利用内部装有不闪烁灯珠的单个LED灯作为发送端,在实现照明功能的同时进行信息的传输;智能手机作为接收端,捕获具有明暗条纹的图像,结合投影的几何特征并经过算法处理后得到航向角,然后进一步计算得到接收端的位置。研究结果表明,在实际应用场景中,实验高度为1.75和1.45 m时,该系统能够实现6.9和6.5 cm的平均定位误差,验证了该方案的可行性和有效性。

摘要： 移动载体及其用户的轨迹数据记录相关的行为特征和运动规律,具有重要的社会研究价值,也是轨迹数据挖掘、行为特征匹配等方面的研究重点.然而,在采用G PS获取轨迹数据的过程中会因为信号丢失或者干扰等影响造成轨迹数据的缺失.在路网未知的条件下,由于缺乏快速有效的轨迹修补算法,大多数缺失轨迹会被舍弃或者简单预估处理,严重影响轨迹信息提取的准确性和可用性.针对这一问题,根据轨迹丢失具体情况,确定轨迹丢失点和分类判断规则;以航向角动态变化作为标尺,提出一种丢失轨迹点插值拟合补全算法;最后,利用该算法对采集过程中几类缺失的轨迹数据分别进行实验分析.实验结果表明,在路网未知的条件下,该算法能够快速、准确地完成缺失轨迹点的补全工作,具有一定的实用价值.

摘要： 针对惯性导航系统长时间工作误差累积的问题,提出了一种偏振光辅助惯导的融合算法,利用搭建的结构紧凑、体积较小的三通道偏振成像系统对晴朗天气下全天域的载体航向角进行了测量.通过长时间的实验测试表明,三通道偏振成像系统解算的航向角最大误差为0.3142°,最小误差为0.0987°,而惯性导航系统以每小时1°的误差持续增长.研究表明,用偏振光辅助惯性系统在导航中的应用将会大大地降低惯性系统的误差漂移.因此偏振光和惯性系统的组合导航将逐渐用于无卫星信号环境下无人机的长时间飞行中,可摆脱美国GPS的限制,扩大无人机执行任务的范围.

摘要： 电子罗盘通过三轴磁强计测量地磁场矢量获取航向信息,其精度易受传感器自身非理想特性及外界干扰磁场影响.传统校正方法未考虑传感器的动态特性,仅能保证罗盘在静态下的航向精度.为改善电子罗盘的动态精度,对三轴磁强计的动态响应进行建模,采用动静结合的数据采集方式完成校正,并分别对罗盘的静态和动态航向精度进行检验.实验结果表明,采用动态响应模型校正后,可使航向角动态误差减小50％以上,且静态误差均方根小于0.5°,提升了电子罗盘的动态精度.

摘要： 采用RTK技术实现载体航向角监测的应用越来越广泛,但是受到周围环境的干扰的情况下,航向角初始化可靠性会随之降低.对恶劣场景下的航向角初始化可靠性进行了分析,并针对航向角初始化可靠性低的问题提出了一种基于航向角以及俯仰角的二维空间网格概率统计的优化方法,通过仿真以及实际场景测试,测试结果表明该优化方法能够提高RTK产品在恶劣场景下的航向角初始化可靠性.

摘要： MEMS惯性导航产品由于其低廉的价格和体小质轻的特点在车辆导航定位应用中获得了广泛的青睐.但是MEMS器件相对于激光和光纤器件在定位及定姿精度上的欠佳表现,仍是其在L3级别及以上自动驾驶领域发展的最大阻碍.本文通过基于两种器件的数据融合算法,对MEMS组合惯性导航设备U-blox输出的航向角度数据进行了优化.优化后的航向角在精度、稳定性和平滑性上都较之前有了明显的提升.

摘要： 由于GPS导航存在一定局限性,惯性导航作为一种独立、便捷、稳定的导航方式,其在众多对导航定位有特殊要求的领域正发挥着难以替代的作用.但惯性导航的误差会随时间逐渐积累,以至于出现较大偏差,直接影响了导航定位效果,因而在实际应用中是否能准确快速实时修正定位误差至关重要. 本文对现在普遍使用的轨迹匹配方法ICCP算法进行了研究,并在现有基础上对该算法的几个主要环节作出了改进,充分利用车辆惯性实时导航中的航向角信息来对定位点进行粗匹配以减少ICCP算法中迭代计算的次数,从而提高算法效率,并将算法思想运用到地面车辆的路径实时匹配当中.最后在Visual C#+MapX5.0环境下进行了对照实验验证,实验表明,改进后算法的效率以及定位精度都有了显著提高.

摘要： 为了在不增加运算复杂度的条件下有效提高多目标跟踪的跟踪精度和关联正确率,本文提出了一种采用航向角进行辅助的多目标模糊数据关联新方法。算法首先分析航向和距离信息是区分不同航路的有效参数,然后介绍了航向角的定义及求解方法,即利用当前时刻的雷达测量和前一时刻的滤波状态向量计算目标的测量航向角,并通过容积卡尔曼滤波器(Cubature Kalman Filter,CKF)对包括目标航向在内的状态向量进行更新,利用模糊逻辑推理进行多目标数据关联。实验结果表明,提出算法与传统的最近邻方法(Nearest Neighbor,NN)相比具有较高的关联正确率,与联合概率数据关联方法(Joint Probability Data Association,JPDA)相比,在保证关联正确率的前提下跟踪精度和运算效率均得到了较大提高,更适合工程应用。

摘要： 基于自然特性的导航科学具有重要的研究与应用价值,本文针对仿生导航技术中的航向获取问题,研究了一种基于大气偏振模式对称性检测的航向角获取方法。文章在大气偏振模式分布具有对称性及稳定性基础上,对大气偏振模式图像进行对称性检测,确定大气偏振模式对称轴即太阳子午线位置,进而解算出航向角信息,并通过实验验证了所述方法的有效性。本文提出的基于大气偏振模式对称性检测的航向角获取方法是仿生偏振光导航的重要研究内容,对基于自然特性的导航方法研究,具有重要的指导意义。

摘要： 为了更好的解决目标数未知或随时间变化的多目标跟踪问题,针对高斯混合概率假设密度滤波器(GMPHD)的局限性,提出了非线性条件下的航向角辅助的GMPHD滤波算法。本文给出采用测量数据计算航向角的方法,将航向角与观测向量组成复合观测向量,在跟踪过程中提高了对目标位置的估计精度；利用测量数据生成新目标密度,提高了目标数的估计精度；同时,本文在非线性高斯条件下,将求容积卡尔曼滤波(CKF)引入计算目标状态的预测和更新分布,取得了很好的效果；最后利用模糊方法确定了各个目标的运动轨迹。实验结果表明,本文提出的算法不但能给出目标的运动轨迹而且在目标的位置、速度和目标数的估计精度上都有明显的提高。

摘要： 近年来,随着智能手机的逐渐普及,越来越多的室内定位技术进入了我们的视线.当前的室内定位研究方法多种多样,大体上可以分为基于惯性测量单元、无线网络如WIFI和蓝牙、相机、超声波等方法.行人航位推算(PDR)是一种不依赖外部设备的,只需利用自身提供的传感器来定位的一种方法.由于其定位的高精度特性,行人航位推算逐渐成为了室内定位研究领域中重要的方法之一.然而,由于惯性测量单元固有的特性,行人航位推算系统一旦在大场景,长距离环境下将会造成相当大的累积误差.这篇文章提出了一种结合视觉结构线条信息来提高行人航位推算系统精度的新方法.由于目前智能手机的快速发展,几乎所有的设备都至少有一颗高分辨率的镜头和高精度的传感器单元,使得这种基于智能手机的新方法成为可能.我们提出了视觉陀螺仪这个概念,能够从连续帧图像中获得设备的航向角变化,再将其与PDR中的航向角通过卡尔曼滤波结合起来,得到一个更加精确的航向从而使得定位更加精确.

摘要： 对某型直升机航姿系统进行罗差校正时,磁倾角和初始航向角不易准确获取,制约了递推最小二乘算法对12 罗差参数的估计精度,可采用14 状态扩展卡尔曼滤波算法同时对磁倾角、初始航向角和罗差进行校正.由于陀螺短时精度高,初始对准后能得到精度较高的捷联矩阵,同时根据磁倾角可将当地磁场投影到载体系.14 状态扩展卡尔曼滤波只需航姿系统改变姿态角连续转动两圈,即可对12 罗差参数、磁倾角和初始航向角进行较好的估计.实验表明,在初始航向角和磁倾角具有较大误差时,14 状态扩展卡尔曼滤波比递推最小二乘算法精度更高,在60 度倾角范围内航向角最大误差为0.6 度.

摘要： 针对静止与匀速运动状态下低成本SINS/GPS组合导航系统航向角可观性差的问题,本文采用磁强计与低成本SINS/GPS构成新的组合导航系统,利用SINS/GPS组合提供的水平姿态角与磁强计观测量,采用磁罗盘原理计算得到航向角,并作为组合导航系统新的观测量,以此改善航向角的可观性,提高组合导航系统的航向精度.给出了SINS/GPS组合导航系统和SINS/GPS/磁强计组合导航系统的卡尔曼滤波模型,利用Simulink进行了对比仿真验证.仿真结果表明,由于惯性器件精度较低,在静止与匀速运动状态下,SINS/GPS组合导航系统航向角误盖发散,而SINS/GPS/磁强计组合导航系统的航向角有效收敛.仿真试验表明了该方法的有效性.

摘要： 月球漫游车定向是月球漫游车导航的一个重要组成部分,其定向精度直接影响到月球漫游车定位性能.本文将CCD太阳敏感器应用到月球漫游车上,用太阳敏感器敏感太阳位置矢量,结合加速度计敏感的重力矢量,利用QUEST算法推算了月球漫游车的姿态和航向,为月球漫游车构建了一套适用于长时间、长距离导航的绝对定向方案,通过理论分析和实际推算描述了该定向方案的具体实现过程,最后以仿真结果验证了该方案的可行性,为下一步月球漫游车定位研究提供了技术参考.

摘要： 本发明涉及一种适用于水下MEMS航向陀螺航向角解算方法，其特征是：MEMS航向陀螺从航行器发射启动、入水、发动机启动供电、稳定航行等过程中的传感器测量数据在坐标轴上矢量投影、航向角速率积分、航向对准、四元数解算、航向角象限拓展、航向角误差系数等计算方法、公式与步骤。该方法满足水下航行器控制的快速航向建立及精确航向测量需要。

摘要： 本发明属于仿生偏振光导航领域，公开了复杂环境下基于大气偏振角模式的航向角估计方法。首先，利用图像式的偏振光传感器测量大气的偏振角模式；其次，根据天文年历计算太阳天顶角和太阳方位角；再次，根据一阶瑞利散射模型，在载体系下建立太阳子午线方向关于偏振角和太阳天顶角的表达式，基于投票机制估计最优的太阳子午线方向；最后，根据太阳方位角和最优的太阳子午线方向求解载体航向角。本发明在不增加硬件结构的条件下，充分利用了偏振角模式、太阳方位角和太阳天顶角，在天空受到云层、建筑物和树叶等遮挡条件下，运用投票机制有效地解决了载体航向角的估计问题，具有原理简单、估计精度高、鲁棒性好的优点。

摘要： 本发明提出一种旋转弹航向角、俯仰角角速率测量方法，涉及旋转弹姿态测量技术领域，本发明包括传感器单元，所述传感器单元包含两轴加速度传感器；所述加速度传感器用以测量垂直敏感轴两个方向上的加速度并输出到处理电路；所述处理电路接收两轴加速度传感器输出的测量结果，运算获得旋转弹在弹道中的航向角角速率、俯仰角角速率。本方法通过采用加速度传感器作为航向角和俯仰角角速率测量的核心测量器件，有效减小测量装置体积，降低成本，能够适应旋转弹弹道各个阶段的特殊环境，并且不受外界电、磁干扰。

摘要： 本发明涉及一种适用于水下MEMS航向陀螺航向角解算方法，其特征是：MEMS航向陀螺从航行器发射启动、入水、发动机启动供电、稳定航行等过程中的传感器测量数据在坐标轴上矢量投影、航向角速率积分、航向对准、四元数解算、航向角象限拓展、航向角误差系数等计算方法、公式与步骤。该方法满足水下航行器控制的快速航向建立及精确航向测量需要。

摘要： 本发明属于仿生偏振光导航领域，公开了复杂环境下基于大气偏振角模式的航向角估计方法。首先，利用图像式的偏振光传感器测量大气的偏振角模式；其次，根据天文年历计算太阳天顶角和太阳方位角；再次，根据一阶瑞利散射模型，在载体系下建立太阳子午线方向关于偏振角和太阳天顶角的表达式，基于投票机制估计最优的太阳子午线方向；最后，根据太阳方位角和最优的太阳子午线方向求解载体航向角。本发明在不增加硬件结构的条件下，充分利用了偏振角模式、太阳方位角和太阳天顶角，在天空受到云层、建筑物和树叶等遮挡条件下，运用投票机制有效地解决了载体航向角的估计问题，具有原理简单、估计精度高、鲁棒性好的优点。

摘要： 本发明提出一种旋转弹航向角、俯仰角角速率测量方法，涉及旋转弹姿态测量技术领域，本发明包括传感器单元，所述传感器单元包含两轴加速度传感器；所述加速度传感器用以测量垂直敏感轴两个方向上的加速度并输出到处理电路；所述处理电路接收两轴加速度传感器输出的测量结果，运算获得旋转弹在弹道中的航向角角速率、俯仰角角速率。本方法通过采用加速度传感器作为航向角和俯仰角角速率测量的核心测量器件，有效减小测量装置体积，降低成本，能够适应旋转弹弹道各个阶段的特殊环境，并且不受外界电、磁干扰。

摘要： 本申请公开了一种自动驾驶车辆的航向角确定方法、装置及电子设备，该方法包括：获取当前的车辆跟踪结果，并根据车辆跟踪结果确定是否存在触发初始航向角计算条件的目标车辆；若存在，则获取目标车辆所在区域的车道线检测结果，包括有车道线和无车道线；确定目标车辆对应的周围车辆检测结果，并根据车道线检测结果和周围车辆检测结果确定目标车辆的初始航向角计算策略，周围车辆检测结果包括有周围车辆和无周围车辆；根据目标车辆的初始航向角计算策略确定目标车辆的当前的初始航向角。本申请能够根据车道线检测结果以及周围车辆情况计算出更合理、更符合实际的初始航向角，提高了不同场景下初始航向角设定的准确性和合理性。

摘要： 本申请实施例提供了一种障碍物航向角的获取方法、装置、电子设备及车辆，其中方法包括：通过卷积神经网络模型对最终障碍物点云集的鸟瞰图进行检测，确定鸟瞰图的初始2D检测框；将初始2D检测框转换为雷达坐标系下的初始3D检测框，并对初始3D检测框内的点云集进行聚类分析，以得到多个点云簇；根据各点云簇的三维点数量从多个点云簇中确定目标点云簇，并获取目标点云簇对应的目标3D检测框；通过多目标追踪算法获取所述目标3D检测框的速度，并根据所述目标3D检测框的速度确定障碍物的航向角。这样，可以实现端到端推理，一次性输出障碍物偏航角，提高障碍物航向角的准确度。

摘要： 本申请公开了一种车辆航向角的检测方法、装置、设备及存储介质，通过获取在本车预设范围内的目标车辆的实物图像，并根据实物图像，确定目标车辆的整车检测框和车身检测框，以采用单张图像定位目标车辆在图像中的位置，以及得到目标车辆的车头位置或车尾位置；基于整车检测框和车身检测框，对实物图像进行透视操作，得到目标车辆的平面透视图，以及对平面透视图进行几何运算，得到目标车辆的航向角，从而将检测过程的三维空间问题转换为二维平面问题，有效降低运算复杂度和算法输出延迟，进而实现降低运算量和提高精度，同时能够适用于多种场景。

摘要： 本发明公开了一种基于机器学习分类的融合航向角估计方法及系统，方法按如下步骤：步骤1：通过测量获得的三轴磁感应强度和三轴加速度信息计算航向角；步骤2：通过测量获得的三轴角速度信息计算航向角；步骤3：对步骤1获得的三轴磁感应强度数据是否受到磁场干扰进行分类；步骤4：根据步骤3的分类结果，在无磁场干扰的场景下，将步骤1和步骤2获得的航向角进行卡尔曼滤波融合计算最终的航向角；在有磁场干扰的场景下，仅利用步骤2获得的航向角来估计最终的航向角。本发明既避免了陀螺仪的累积误差，又避免使用了受到强磁场干扰的磁力计的数据，从而使得本发明提出的航向角估计结果更加鲁棒，精度也更高。