MIMU

摘要： 碰撞检测是家用机器人的重要技术之一,但是现有的机械碰撞检测板不能覆盖机器人所有部位,碰撞检测存在盲区.因此,本文结合家用机器人的实际应用,提出了基于微型惯性测量单元的碰撞检测方法;补偿了测量数据中俯仰横滚、杆臂效应、启停引起的干扰加速度,采用Mahony互补滤波器估计俯仰横滚决定的重力加速度分量;采用滑动窗积分处理加速度信号,采用幅度阈值和时间阈值作为碰撞判断标准.结果表明,本文方法准确补偿了干扰加速度,可有效检测家用机器人前后部位的轻微碰撞.本文方法提高了家用机器人的轻微碰撞检测能力.

摘要： 针对惯性测量单元在不同载体上的装配需求,设计了一种非质心构型的微惯性测量单元(MIMU).MIMU采用3个单轴陀螺仪和2个三轴加速度计的配置方案,其机械结构外形为中空圆柱形,各个传感器的安装位置远离测量装置的质心位置,因此称为非质心构型的MIMU.结合各个传感器的安装位置,分析了非质心构型下的传感器误差特性,建立误差模型,提出基于最小二乘拟合的分立式快速标定方法,利用三轴转台和离心机等实验设备分别对各项误差参数进行了有效的标定和补偿.最后利用Allan方差分析方法,结合实际的测量数据,得到了MIMU中传感器的各项性能指标,进而为后续研究工作提供了可靠的测量装置和数据源.

摘要： 针对传统磁力计/MIMU组合导航系统存在的抗电磁干扰能力弱、适应性差等问题,提出了一种基于大气偏振分布模式的无人机导航航姿无约束优化求解方法.融合陀螺仪、加速度计、偏振光传感器测量数据,构建基于改进拟牛顿法的姿态最优化解算模型,其中,该模型以最优化理论为基础,引入实时四元数微分构建动态步长因子,预测姿态更新趋势;设计状态判断阈值,自适应判断飞行状态,提高解算精度.实验结果表明,这种方法得到的姿态角静态性能稳定,同时,在动态环境中,该方法得到的姿态角误差值最小,较梯度下降法精度提高50％,较共轭梯度法精度提高37％～50％,表现出较好的动态收敛性与误差稳定性,动态精度较高,能够较准确跟踪姿态变化,可以有效提高偏振光辅助的捷联惯导组合导航系统航姿估计的准确性与可靠性.

摘要： 针对传统的固定阈值零速检测算法在复杂步态下易出现错判,导致行人自主导航系统精度变差的问题,提出了一种基于支持向量机(SVM)自适应零速检测的行人自主导航算法.首先采用中值滤波对原始惯性数据进行降噪处理,由滤波窗口内三轴加速度矢量和的峰值(丨f丨p)表征当前步态,以丨f丨p与三轴角速率、加速度的矢量和、标准差等变量构成样本集,采用SVM算法对不同步态下零速点和非零速点进行分类,进而提高零速检测对复杂步态的适应性,再通过零速修正(ZUPT)算法实现行人自主导航.试验表明,相较于自适应阈值法和固定阈值法,基于SVM自适应零速检测的行人自主导航算法将跑步状态下零速检测准确率分别由91.5％和51.4％提升至97.2％,进而使系统导航精度分别提升了至少15.2％和67.4％.

摘要： 针对低精度微型惯性测量单元的系统误差随时间累积、速度误差和水平姿态角可用零速修正方法较准确计算,而航向角误差易发散且难以估计的问题,本文提出基于电子罗盘航向角修正的行人航迹推算方法。包括静态初始对准、MIMU导航算法、电子罗盘航向角修正方法、自适应零速检测、卡尔曼滤波等内容。对惯性测量单元的修正,主要用罗盘航向角与陀螺仪航向角的差值、角速度、零速伪观测量作为观测量,对速度、位置和姿态误差进行估计和补偿。经MIMU传感器实验验证,实际路线和导航路线的水平定位误差为4.7米,高度定位误差为1米,位置误差与总路程的比值为0.6%。表明该方法能有效地抑制航向角误差发散,有效提高行人航位推算的精度。

摘要： 基于MIMU的行人导航系统受惯性器件固有属性的影响,导航误差会随着时间累积而发散,为提高行人惯性导航系统的精度,提出了一种基于双MIMU的行人导航算法.将2套MIMU分别固联在行人的左右脚上,先对单足进行零速检测和零速修正,再根据行人双足的运动特征,设计了一种行人双足轨迹间距离约束的算法.利用行人正常行走时左脚轨迹和右脚轨迹间距不超过某个最大值,构造不等式约束的卡尔曼滤波器,对零速修正后的行人位置进行二次校正.实验结果表明,采用行人双足轨迹间最大距离约束算法,位置误差比约束前平均降低了39.14％.

摘要： 针对低精度微型惯性测量单元的系统误差随时间累积、速度误差和水平姿态角可用零速修正方法较准确计算,而航向角误差易发散且难以估计的问题,本文提出基于电子罗盘航向角修正的行人航迹推算方法.包括静态初始对准、MIMU导航算法、电子罗盘航向角修正方法、自适应零速检测、卡尔曼滤波等内容.对惯性测量单元的修正,主要用罗盘航向角与陀螺仪航向角的差值、角速度、零速伪观测量作为观测量,对速度、位置和姿态误差进行估计和补偿.经MIMU传感器实验验证,实际路线和导航路线的水平定位误差为4.7米,高度定位误差为1米,位置误差与总路程的比值为0.6％.表明该方法能有效地抑制航向角误差发散,有效提高行人航位推算的精度.

摘要： 滑转率的准确测量是农业、林业、交通运输设备制造业等行业领域亟待解决的关键问题之一,尤其是对于输出动力型工程车而言,其工作环境复杂,车轮滑转率会对其牵引效率、油耗等造成很大的影响。其次车辆在实际工作环境中测量信号还容易受到噪声干扰,无法准确计算出车轮的滑转率。故本文提出一种针对输出动力型工程车辆车轮滑转率的测算方法:通过GNSS (全球导航卫星系统)、微惯导测量单元(MUMI)测得的信号,结合霍尔传感器测得驱动轮的理论前进速度与车体实际前进速度,进行卡尔曼滤波后计算出驱动轮的滑转率。实验结果表明:同一路面状况下,速度越快,滑转率波动越小。速度稳定情况下,柏油路车滑转率波动较小,砂石路、草地滑转率波动较大。本文为车辆实现精确控制提供了理论支撑,具有重要的学术意义和应用前景。

摘要： 本文列举了微机械惯导系统组合导航的几项关键技术包括捷联导航算法、组合导航算法及传递对准算法,并逐一进行了说明。重点对捷联导航算法中姿态矩阵的四种解算方法进行了对比分析;对多传感器组合导航的分类及精确制导技术作了系统说明;对机载武器传递对准算法进行了简要分析;并介绍了国内微机械惯导系统的研究和应用情况。

摘要： 本文列举了微机械惯导系统组合导航的几项关键技术包括捷联导航算法、组合导航算法及传递对准算法,并逐一进行了说明。重点对捷联导航算法中姿态矩阵的四种解算方法进行了对比分析;对多传感器组合导航的分类及精确制导技术作了系统说明;对机载武器传递对准算法进行了简要分析;并介绍了国内微机械惯导系统的研究和应用情况。

摘要： 本文列举了微机械惯导系统组合导航的几项关键技术包括捷联导航算法、组合导航算法及传递对准算法,并逐一进行了说明。重点对捷联导航算法中姿态矩阵的四种解算方法进行了对比分析;对多传感器组合导航的分类及精确制导技术作了系统说明;对机载武器传递对准算法进行了简要分析;并介绍了国内微机械惯导系统的研究和应用情况。

摘要： 本文列举了微机械惯导系统组合导航的几项关键技术包括捷联导航算法、组合导航算法及传递对准算法,并逐一进行了说明。重点对捷联导航算法中姿态矩阵的四种解算方法进行了对比分析;对多传感器组合导航的分类及精确制导技术作了系统说明;对机载武器传递对准算法进行了简要分析;并介绍了国内微机械惯导系统的研究和应用情况。

摘要： 在低成本MIMU/MR/GPS组合导航系统中，由于各种设备的接口不同导致这些设备之间不能直接进行数据交互。市场上常见的接口卡，综合考虑其性能、尺寸和成本等因素不适合于低成本MIMU/MR/GPS组合导航系统。因此，研制一种专用的接口板，满足组合导航系统中不同设备间数据交互的需要，具有非常重要的现实意义和应用前景。文章设计了一种专用接口板，在各种设备问架起一座通讯的“桥梁”。该接口板采用PICLF6520为符合不同协议规范的多种设备间数据传输提供通道，其性能可靠，功能强大，具有通用性。文章详细阐述了该接口板的硬件设计和软件编程。

摘要： 在低成本MIMU/MR/GPS组合导航系统中，由于各种设备的接口不同导致这些设备之间不能直接进行数据交互。市场上常见的接口卡，综合考虑其性能、尺寸和成本等因素不适合于低成本MIMU/MR/GPS组合导航系统。因此，研制一种专用的接口板，满足组合导航系统中不同设备间数据交互的需要，具有非常重要的现实意义和应用前景。文章设计了一种专用接口板，在各种设备问架起一座通讯的“桥梁”。该接口板采用PICLF6520为符合不同协议规范的多种设备间数据传输提供通道，其性能可靠，功能强大，具有通用性。文章详细阐述了该接口板的硬件设计和软件编程。

摘要： 在低成本MIMU/MR/GPS组合导航系统中，由于各种设备的接口不同导致这些设备之间不能直接进行数据交互。市场上常见的接口卡，综合考虑其性能、尺寸和成本等因素不适合于低成本MIMU/MR/GPS组合导航系统。因此，研制一种专用的接口板，满足组合导航系统中不同设备间数据交互的需要，具有非常重要的现实意义和应用前景。文章设计了一种专用接口板，在各种设备问架起一座通讯的“桥梁”。该接口板采用PICLF6520为符合不同协议规范的多种设备间数据传输提供通道，其性能可靠，功能强大，具有通用性。文章详细阐述了该接口板的硬件设计和软件编程。

摘要： 在低成本MIMU/MR/GPS组合导航系统中，由于各种设备的接口不同导致这些设备之间不能直接进行数据交互。市场上常见的接口卡，综合考虑其性能、尺寸和成本等因素不适合于低成本MIMU/MR/GPS组合导航系统。因此，研制一种专用的接口板，满足组合导航系统中不同设备间数据交互的需要，具有非常重要的现实意义和应用前景。文章设计了一种专用接口板，在各种设备问架起一座通讯的“桥梁”。该接口板采用PICLF6520为符合不同协议规范的多种设备间数据传输提供通道，其性能可靠，功能强大，具有通用性。文章详细阐述了该接口板的硬件设计和软件编程。

摘要： 在低成本MIMU/MR/GPS组合导航系统中，由于各种设备的接口不同导致这些设备之间不能直接进行数据交互。市场上常见的接口卡，综合考虑其性能、尺寸和成本等因素不适合于低成本MIMU/MR/GPS组合导航系统。因此，研制一种专用的接口板，满足组合导航系统中不同设备间数据交互的需要，具有非常重要的现实意义和应用前景。文章设计了一种专用接口板，在各种设备问架起一座通讯的“桥梁”。该接口板采用PICLF6520为符合不同协议规范的多种设备间数据传输提供通道，其性能可靠，功能强大，具有通用性。文章详细阐述了该接口板的硬件设计和软件编程。

摘要： 在低成本MIMU/MR/GPS组合导航系统中，由于各种设备的接口不同导致这些设备之间不能直接进行数据交互。市场上常见的接口卡，综合考虑其性能、尺寸和成本等因素不适合于低成本MIMU/MR/GPS组合导航系统。因此，研制一种专用的接口板，满足组合导航系统中不同设备间数据交互的需要，具有非常重要的现实意义和应用前景。文章设计了一种专用接口板，在各种设备问架起一座通讯的“桥梁”。该接口板采用PICLF6520为符合不同协议规范的多种设备间数据传输提供通道，其性能可靠，功能强大，具有通用性。文章详细阐述了该接口板的硬件设计和软件编程。

摘要： 本发明公开了一种车载星基增强多模GNSS/MIMU组合导航中MIMU安装误差角的计算方法，分析了车载环境下车辆的运动规律和车辆在平直路段加速过程的运动特点，建立MIMU的三周加速度计感知车体前向加速度的模型，并由加速阶段汽车的尾垂现象对模型改进；根据得到的改进后的加速度计测量模型推导出关于MIMU的三个安装误差角的非线性方程组；非线性方程组的求解是一个难题，其解的情况比较复杂，为了解决这个问题，本发明采用牛顿迭代法逐次逼近求解；依据实际情况选择合理的初值，对迭代终止条件做了限制，以降低计算量；对每次采集的数据得到的迭代最终解给出限制条件，并将每次采集数据得到的解做平均，提高了MIMU安装误差角的可信度。

摘要： 本发明公开一种基于MIMU的便携脊柱测量仪，其特征在于包括手持智能终端，所述手持智能终端实现脊柱姿态测量功能，主要包括MIMU数据采集单元和数据预处理和姿态解算单元，所述MIMU数据采集单元利用三轴加速度计、三轴陀螺仪和温度计采集测量仪在脊柱上移动时的加速度、角速度和温度数据，并传输给所述数据预处理和姿态解算单元；所述数据预处理和姿态解算单元先进行温度漂移补偿，再采用时间序列分析和强跟踪卡尔曼滤波的处理算法，估计角速度和加速度零点偏差，进行数据零点偏差补偿，然后根据补偿后的加速度和角速度数据进行脊柱姿态解算。本发明脊柱测试仪操作简单，可即时快速度三维角度动态测量，实时每个脊椎和脊柱姿态，测量精度更准确。

摘要： 本发明公开了一种行人导航MIMU安装误差在线标定方法，属于导航技术领域。本发明包括以下步骤：1、将MIMU安装在行人足部；2、让行人在平坦的地面上静止站立1~10秒；3、计算惯导MIMU水平安装误差角；4、补偿惯导MIMU水平安装误差角；5、让行人笔直向前行走至少一步；6、做捷联惯导姿态更新解算；7、计算MIMU航向安装误差角；8、补偿MIMU航向安装误差角。本发明的方法实现了行人导航中MIMU的穿戴者能够在任意水平面内快速标定MIMU的安装误差，解决行人导航中由于MIMU安装误差的存在造成的定位精度降低的问题和行走过程中航向角抖动剧烈的问题，显著提高了行人导航的定位定向精度。

摘要： 本发明是一种基于ARMA和BPNN组合模型的MIMU陀螺随机误差预测方法，主要包括：步骤一：在静止的状态下采集单轴微陀螺仪的随机漂移数据，通过观察自相关参数ACF和偏相关参数PACF的图形特性判断陀螺原始数据序列的平稳性，进行ADF单位根的检验，经过差分剔除序列的趋势项后得到平稳的数据。步骤二：采用AIC最小准则法对陀螺平稳序列进行模型定阶，构建陀螺漂移平稳序列的ARMA模型。步骤三：使用组合模型对陀螺的随机漂移序列进行建模，从步骤二的ARMA模型的误差数据中选取训练集和测试集，建立BP神经网络预测模型，设置BP神经网络的结构。步骤四：对所建BP神经网络模型的样本数据进行训练，并保存陀螺随机漂移的预测结果。

摘要： 本发明公开一种MIMU/旋转北斗短基线双天线的定位定向装置，包括旋转机构模块，BDS模块，MIMU模块，主控导航模块。旋转机构模块由一个单轴电机、编码器与支架组成，支架在电机的控制下作正反180°连续旋转，编码器输出旋转角度数据；BDS模块包括两个北斗天线和BDS板卡；两个北斗天线被安装在由电机带动做正反180°连续旋转的支架上，BDS板卡输出两个天线几何中心的位置、速度、星历数据和载波相位等原始数据信息；MIMU模块放置在所述定位定向装置的底座上；所述主控导航模块由FPGA和DSP组成。本发明所述装置通过短基线双天线和旋转机构正反180°旋转，无需计算整周模糊度就可得到航向角，实现定位定向。本发明所述装置具有尺寸小、成本低、精度高的优点。

摘要： 本发明公开了一种车载星基增强多模GNSS/MIMU组合导航中MIMU安装误差角的计算方法，分析了车载环境下车辆的运动规律和车辆在平直路段加速过程的运动特点，建立MIMU的三周加速度计感知车体前向加速度的模型，并由加速阶段汽车的尾垂现象对模型改进；根据得到的改进后的加速度计测量模型推导出关于MIMU的三个安装误差角的非线性方程组；非线性方程组的求解是一个难题，其解的情况比较复杂，为了解决这个问题，本发明采用牛顿迭代法逐次逼近求解；依据实际情况选择合理的初值，对迭代终止条件做了限制，以降低计算量；对每次采集的数据得到的迭代最终解给出限制条件，并将每次采集数据得到的解做平均，提高了MIMU安装误差角的可信度。

摘要： 本发明公开了一种基于MIMU/里程轮/光电测速传感器组合的非开挖管道定位方法。本发明利用光电测速传感器非接触式测速、不存在打滑的特点，将其与里程轮组合实现冗余测速的目的，并在此基础上利用基于最大相关熵M估计的联邦卡尔曼滤波算法实现对MIMU、里程轮以及光电测速传感器信息的有效数据融合，从而解决里程轮测速信息不稳定导致的管道定位性能下降问题。本发明有效降低里程轮打滑引起的定位误差。

摘要： 本发明公开了一种基于联合滤波的MIMU阵列融合导航方法，步骤1：获取MIMU阵列采集的陀螺仪和加速度数据；步骤2：利用MIMU阵列采集的数据解算各单个MIMU位置、速度、姿态信息。该系统提供的基于联合滤波的MIMU阵列融合导航方法针对单一噪声假设和单一模型假设对组合导航精度的不利影响，首先，用分布集合的概念进行误差建模，实现了随机噪声和有界噪声的融合建模；然后，以惯组15维误差量为状态量，以阵列中各MIMU两两之间的距离差和速度差为观测向量，建立了MIMU阵列的融合导航模型；最后，将考虑双重干扰的联合滤波方法用于MIMU阵列数据的融合导航滤波，可有效的提高了MIMU的导航精度。

摘要： 本发明的目的在于提供一种基于MIMU的室内3D定位方法，本发明是为了解决全球卫星导航系统无法满足室内定位的难题以及全球卫星导航系统和大多数室内定位技术，不能实现对定位目标3D定位的问题。将定位装置安装在定位目标的脚部，将高度传感器安装在定位目标的胸部；定位装置和高度传感器采集定位目标的运动数据，经过BLE蓝牙模块无线传输到上位机；通过上位机对运动数据的解析处理，实现定位目标高精度的、实时的室内3D定位。本发明一种基于MIMU的室内3D定位方法以低成本、高精度实现了定位目标室内3D定位的实时显示。

摘要： 本实用新型具体公开了一种基于MIMU阵列的高精度位姿测量装置，包括处理器单元、MIMU阵列、存储卡单元、接口单元、电源单元；所述MIMU阵列，包括安装座和若干MIMU，所述MIMU用于实现位姿信息采集，所述安装座用于固定MIMU阵列；所述处理器通过SPI总线连接MIMU阵列，存储卡单元，所述处理器通过串口连接接口单元；有益效果是自动完成多路传感器的信号的检测，并进行数据融合，实现高精度位资的测量。