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基于微惯性传感器的高灵敏度随动控制技术

兵工学报 2023年第2期44卷 566-576页

作者：张天靳舒馨王强段晓波刘铁成牛海涛侯曾杨毅刘彤中国兵器工业计算机应用技术研究所北京100089 北京卫星导航中心北京100094 北京理工大学自动化学院北京100081

目前的随动控制装备因难以满足传感器与执行器对实时性、准确性与稳定性需求,出现控制延迟大、执行精度低等问题,极大地限制了随动控制装备应用空间。针对上述问题,提出一种基于微惯性器件与模糊控制云台的低延迟高精度随动控制技术。... 详细信息

目前的随动控制装备因难以满足传感器与执行器对实时性、准确性与稳定性需求,出现控制延迟大、执行精度低等问题,极大地限制了随动控制装备应用空间。针对上述问题,提出一种基于微惯性器件与模糊控制云台的低延迟高精度随动控制技术。该技术使用微机电系统惯性测量单元(MEMS IMU)获取高灵敏度体感姿态数据,并使用该姿态数据对双轴云台进行实时高精度随动控制。相对于传统技术手段,本研究通过传感器的实时采集算法改进与云台的高频位置闭环模糊PID控制设计,用低成本实现了低延迟高精度随动控制功能。实测结果表明,系统在连续动作命令发出后88.17 ms时间内达到了1.478°(1σ)的云台位置响应精度,可满足高灵敏度随动控制需求;新技术适用于无人机控制与观察、车载雷达与武器站控制等领域,可大幅度降低设备操控复杂度,提升控制特性。

关键词：微惯性传感器随动控制互补滤波模糊控制

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增强现实技术在军事装备中的应用

增强现实技术在军事装备中的应用

第十四届全国信号和智能信息处理与应用学术会议

作者：张天牛海涛侯曾王强靳舒馨中国兵器工业计算机应用技术研究所北京卫星导航中心

随着现代军事装备的智能化升级,智能化武器装备对感知认知与智能控制提出了更高需求,越来越多的增强现实应用开始出现在国内外的飞机、车辆、舰船等军事装备中。在众多装备应用中,增强现实系统能够为军事装备乘员提供全面的战场环境参... 详细信息

随着现代军事装备的智能化升级,智能化武器装备对感知认知与智能控制提出了更高需求,越来越多的增强现实应用开始出现在国内外的飞机、车辆、舰船等军事装备中。在众多装备应用中,增强现实系统能够为军事装备乘员提供全面的战场环境参考信息,简化乘员任务决策过程,提升战场效率。这类应用不仅涉及头盔显示器的头部姿态获取、图像叠加技术,还与军事装备中的感知探测、信息融合、高速通信等技术紧密相关。详细论述了军事装备应用中增强现实系统依赖的多种技术手段,对增强现实技术在装备中应用功能展开了论述,列举了几个目前军事装备中增强现实技术的典型应用,并对应用发展进行了展望。

关键词：增强现实头盔显示器军事装备智能装备

来源： cnki会议评论

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“中国北斗”闪耀星空 011

“中国北斗”闪耀星空

解放军报

作者：贺逸舒安普忠靳舒馨王斌

晴朗的夜，当你仰望天空，总能看到一组特别的星星。它们的排列像一柄勺子一样均匀分布——人们称之为北斗七星。古代，人们通过北斗七星的“斗口”定方向，“斗柄”定季节。今天，在我们看不见的太空，也有一组“星星”为我们指明方... 详细信息

晴朗的夜，当你仰望天空，总能看到一组特别的星星。它们的排列像一柄勺子一样均匀分布——人们称之为北斗七星。古代，人们通过北斗七星的“斗口”定方向，“斗柄”定季节。今天，在我们看不见的太空，也有一组“星星”为我们指明方向。它们和北斗七星有一个共同的美丽的名?

关键词：自主创新北斗七星卫星导航系统

来源： cnki报纸评论

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带限BOC信号下双重估计技术多径性能分析

无线电通信技术 2015年第5期41卷 36-40页

作者：周兵高扬崔晓伟姚铮靳舒馨北京卫星导航中心北京100094 清华大学北京100084

为优化天线带宽和硬件资源受限情况下导航接收机的设计,针对用于卫星导航系统BOC信号接收的双重估计技术,比较了其两种副载波跟踪方法:SPLL与SDLL,在信号带宽受限下的多径性能。针对SPLL与SDLL的特点,首先提出一种基于傅里叶级数形式的... 详细信息

为优化天线带宽和硬件资源受限情况下导航接收机的设计,针对用于卫星导航系统BOC信号接收的双重估计技术,比较了其两种副载波跟踪方法:SPLL与SDLL,在信号带宽受限下的多径性能。针对SPLL与SDLL的特点,首先提出一种基于傅里叶级数形式的多径误差分析方法,从理论上比较了两类方法在各种带宽下的多径性能。通过仿真验证表明,带宽内是否含有副载波频率谐波分量是决定两方法多径性能优劣的主要因素。信号带宽内仅含副载波基频分量时,SPLL的多径性能与SDLL相似;信号带宽内含有副载波谐波分量时,SDLL可提供更好的抗多径能力。

关键词：双重估计技术多径性能副载波跟踪信号带宽

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基于微惯性技术的人体头部运动姿态测量

导航与控制 2021年第4期20卷 96-100页

作者：张天王强牛海涛靳舒馨中国兵器工业计算机应用技术研究所北京100089 北京卫星导航中心北京100094

头盔瞄准镜等智能军事装备使用人体头部姿态信息作为机载武器站、光电云台等随动执行器的高精度控制输入,因缺少有效的人体头部运动特性数据,其控制优化受到了限制。研究使用微惯性技术实现了高精度人体头部运动信息采集,并设计了运动... 详细信息

头盔瞄准镜等智能军事装备使用人体头部姿态信息作为机载武器站、光电云台等随动执行器的高精度控制输入,因缺少有效的人体头部运动特性数据,其控制优化受到了限制。研究使用微惯性技术实现了高精度人体头部运动信息采集,并设计了运动特性实验对人体头部运动规律进行具体表征,实际测得了多个运动特征:人体头部极限速度约600(°)/s、0(°)/s~600(°)/s的加速时间约100ms、极限摆动频率约1.5Hz等。这些运动数据可作为军事装备中随动执行器机电特性设计的重要参考依据,为智能军事装备进一步优化创造了空间。

关键词：微惯性技术增强现实人体头部运动姿态测量

基于双惯性器件的角速度差分相对姿态测量方法

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导航与控制 2023年第2期22卷 53-61页

作者：张天靳舒馨王强刘刚刘铁成中国兵器工业计算机应用技术研究所北京100089 北京卫星导航中心北京100094 清华大学电子工程系北京100084

实时精准的相对姿态测量对于航天航空、军事装备具有重要意义。传统的惯性相对姿态测量利用两个惯性器件的角速度输出进行独立姿态积分解算,不便引入外部观测,限制了相对姿态测量的应用范围。提出了一种基于双惯性器件的角速度差分相对... 详细信息

实时精准的相对姿态测量对于航天航空、军事装备具有重要意义。传统的惯性相对姿态测量利用两个惯性器件的角速度输出进行独立姿态积分解算,不便引入外部观测,限制了相对姿态测量的应用范围。提出了一种基于双惯性器件的角速度差分相对姿态测量方法,使用两个角速度输出与当前时刻的相对旋转矩阵,获取当前时刻相对角速度,积分得到被测物与载体的相对姿态。经450s相对测姿实验验证,所提方法与传统方法的偏差为0.060°(1σ,俯仰轴)与0.015°(1σ,航向轴),均比测量误差0.510°(1σ,俯仰轴)与0.372°(1σ,航向轴)小1个数量级,可以认为纯惯性时所提方法与传统方法的测姿精度等同。相较于传统方法,所提出的角速度差分相对姿态测量方法可以接入Kalman滤波器,在有观测量时具有更高精度,适用于航天器空间对接、头盔瞄准器等工程应用。

关键词：惯性测量单元捷联惯导解算姿态测量四元数