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基于微惯性测量单元的人体动作检测系统设计

计算机测量与控制 2009年第8期17卷 1482-1485页

作者：李伟景占荣黄爱萍西北工业大学电子信息学院陕西西安710129

提出了一种新型虚拟训练软件输入设备,以解决目前虚拟训练软件常用的输入设备逼真度不足的问题;系统将微惯性测量原理应用于人体姿态检测,选用微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)器件构建微惯性测量单元(Micro Inertial... 详细信息

提出了一种新型虚拟训练软件输入设备,以解决目前虚拟训练软件常用的输入设备逼真度不足的问题;系统将微惯性测量原理应用于人体姿态检测,选用微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)器件构建微惯性测量单元(Micro Inertial Measurement Unit,MIMU)作为人体训练动作的硬件采集设备;采用VC++设计上位机系统软件完成人体动作检测与识别,系统软件通过软件接口驱动虚拟训练软件;通过原理样机测试,系统运行稳定可靠,解算精度在3°以内,该研究拓展了MEMS器件的应用领域,极大增强了虚拟训练的真实感和训练效果。

关键词：虚拟训练动作获取微机电系统惯性测量单元

基于北斗卫星导航系统、惯性测量单元和轨道电子地图的有轨电车车载组合定位技术

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城市轨道交通研究 2022年第3期25卷 191-195页

作者：陶汉卿黄莺蔡煊侯宇婷廖继轩柳州铁道职业技术学院电子技术学院柳州545616 大连交通大学机械工程学院大连116028 成都工业学院汽车与交通学院成都611730

车辆定位技术是有轨电车运行控制系统的关键技术之一。针对传统GPS(全球定位系统)定位技术存在的缺点,结合有轨电车的运营特点和定位需求,提出了以BDS(北斗卫星导航系统)定位为主、以“IMU(惯性测量单元)+轨道电子地图”定位为辅的有轨... 详细信息

车辆定位技术是有轨电车运行控制系统的关键技术之一。针对传统GPS(全球定位系统)定位技术存在的缺点,结合有轨电车的运营特点和定位需求,提出了以BDS(北斗卫星导航系统)定位为主、以“IMU(惯性测量单元)+轨道电子地图”定位为辅的有轨电车车载组合定位方案。对该组合定位方案进行了仿真测试,结果表明:组合定位系统可以保证有轨电车的精确、连续测速定位,可为有轨电车车辆定位提供了一种低成本、有效的解决方案。

关键词：有轨电车车辆定位北斗卫星导航系统惯性测量单元轨道电子地图

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车载惯性测量单元的建模与仿真

组合机床与自动化加工技术 2009年第9期 15-18,21页

作者：赵栓峰西安科技大学机械工程学院西安710054

利用惯性导航技术进行汽车运动学的参数的辨识等相关研究中车载惯性单元的建模与仿真是一个关键问题。在该问题的解决中提出了一种基于整车动力学模型和惯性器件数学模型相结合的车载惯性单元仿真模型。其中在车辆轨迹仿真模块中结合实... 详细信息

利用惯性导航技术进行汽车运动学的参数的辨识等相关研究中车载惯性单元的建模与仿真是一个关键问题。在该问题的解决中提出了一种基于整车动力学模型和惯性器件数学模型相结合的车载惯性单元仿真模型。其中在车辆轨迹仿真模块中结合实际驾驶经验对汽车的运动形式进行合理简化。最后通过捷联惯导姿态算法,验证了该模型能够满足车载惯性器件的仿真需求。

关键词：惯性测量单元整车动力学模型惯性器件仿真车辆姿态惯性导航

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基于惯性测量单元的轮式机器人轨迹跟踪仿真

计算机仿真 2021年第2期38卷 331-334,481页

作者：孙正凤张朋刘小军南京理工大学泰州科技学院江苏泰州225300

针对轮式机器人轨迹跟踪质量下降问题,提出基于惯性测量单元(IMU)的轮式移动机器人轨迹跟踪控制方法。通过两个惯性测量单元(IMU)来建立轮式机器人的速度、角速度计算模型,针对轮式移动机器人执行中的差动命令对轮式机器人实施闭环控制... 详细信息

针对轮式机器人轨迹跟踪质量下降问题,提出基于惯性测量单元(IMU)的轮式移动机器人轨迹跟踪控制方法。通过两个惯性测量单元(IMU)来建立轮式机器人的速度、角速度计算模型,针对轮式移动机器人执行中的差动命令对轮式机器人实施闭环控制;设计轮式机器人工作轨迹参考量,结合动力学模型提出轮式机器人轨迹跟踪控制器,使轮式机器人可以在指定的轨迹上进行跟踪。实验结果表明,提出的方法能够使轮式移动机器人的轨迹跟踪误差更小,跟踪结果更精准。

关键词：轮式机器人轨迹跟踪惯性测量单元

惯性测量单元输出时延及时间同步测量方法研究

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航空精密制造技术 2023年第3期59卷 28-30,43页

作者：李峰刘明远徐兵华苏鑫西安航天精密机电研究所西安710100

基于角振动台的正弦摇摆运动,采用时延估计理论分析并测量各频率角速度输出时延,进而对惯性器件的动态性能实施准确评价。另外,充分考虑加速度通道和角速度通道输出信号的时间异步问题,从特征频率点计算相位时延并完成惯性器件时间同步... 详细信息

基于角振动台的正弦摇摆运动,采用时延估计理论分析并测量各频率角速度输出时延,进而对惯性器件的动态性能实施准确评价。另外,充分考虑加速度通道和角速度通道输出信号的时间异步问题,从特征频率点计算相位时延并完成惯性器件时间同步的标定。通过理论分析和实验数据处理表明,该方法能够实现惯性测量单元输出时延的特性评价,实现惯性器件间的时间延迟参数辨识,具有一定的工程参考价值。

关键词：惯性测量单元频率特性测试时间延迟角振动

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惯性测量单元姿态融合的动态分析

信息技术与网络安全 2021年第7期40卷 95-102页

作者：谢敏赵来定王召文南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 南京邮电大学通信与网络技术国家地方联合工程研究中心江苏南京210003

针对惯性测量单元背景噪声和器件漂移等问题,提出了一种基于梯度下降法、互补滤波和卡尔曼滤波的融合算法。首先,利用加速度计和磁力计的数据通过几何计算得出姿态角。其次,利用梯度下降法,将加速度计和陀螺仪的数据进行基于四元数法的... 详细信息

针对惯性测量单元背景噪声和器件漂移等问题,提出了一种基于梯度下降法、互补滤波和卡尔曼滤波的融合算法。首先,利用加速度计和磁力计的数据通过几何计算得出姿态角。其次,利用梯度下降法,将加速度计和陀螺仪的数据进行基于四元数法的数据融合,得出姿态角。接着,利用互补滤波法将姿态数据再次结合。最后,利用卡尔曼算法对结合后的数据进行滤波处理。通过动态实验表明,经过此融合算法的惯性测量单元与传统算法相比,数据输出更加准确,连续性提高,并拥有很好的平稳特性。

关键词：惯性测量单元梯度下降法互补滤波卡尔曼滤波姿态融合

基于经验模态分解的惯性测量单元加速度信号处理

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城市轨道交通研究 2014年第12期17卷 83-85页

作者：朱文发柴晓冬郑树彬耿松上海工程技术大学城市轨道交通学院上海助教201620

对惯性测量单元(IMU)输出的加速度信号进行频域分析,采用基于连续均方根误差准则的经验模态分解(EMD)去噪方法,将加速度信号低频成分滤除,以降低轨道状态检测中噪声信号对测量精度的影响。对去噪后的加速度信号进行连续两次积分处理,可... 详细信息

对惯性测量单元(IMU)输出的加速度信号进行频域分析,采用基于连续均方根误差准则的经验模态分解(EMD)去噪方法,将加速度信号低频成分滤除,以降低轨道状态检测中噪声信号对测量精度的影响。对去噪后的加速度信号进行连续两次积分处理,可获得载体的空间运动轨迹。

关键词：轨道状态检测经验模态分解惯性测量单元加速度信号处理

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基于微惯性测量单元的导航系统研究

自动化与仪表 2009年第10期24卷 1-5页

作者：陈远炫裴海龙陈勇华南理工大学自动化科学与工程学院广州510641

随着半导体行业的发展,微机电系统(MEMS)的使用越来越广泛,已经开始进入消费电子市场。MEMS带来的操作、功耗和尺寸上的革命性变革是其成功进入消费类电子市场的关键。ADIS16350就是一个完整的三轴陀螺和三轴加速度计组成的惯性感应系... 详细信息

随着半导体行业的发展,微机电系统(MEMS)的使用越来越广泛,已经开始进入消费电子市场。MEMS带来的操作、功耗和尺寸上的革命性变革是其成功进入消费类电子市场的关键。ADIS16350就是一个完整的三轴陀螺和三轴加速度计组成的惯性感应系统。该传感器包含AD公司微机械和混合信息处理技术,是一个高度集成的解决方案,提供校准后的数字惯性感应。本文就是在此基础上设计的一个导航系统,该系统不仅可以应用在航模上做导航控制,还可以往其他姿态测量、运动控制与稳定方向发展。

关键词：惯性测量单元导航 Kalman滤波 ADIS16350

基于MEMS陀螺的惯性测量单元的标定与应用

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基于MEMS陀螺的惯性测量单元的标定与应用

作者：王兆密江苏科技大学

学位级别：硕士

基于MEMS (Micro Electronic Mechanical System,微电子机械系统)惯性传感器的惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)以形状尺寸小、寿命长、耐冲击和可靠性高等特征,在航空航天、精密仪器仪表、生物医疗等领域有着广阔的应用潜... 详细信息

基于MEMS (Micro Electronic Mechanical System,微电子机械系统)惯性传感器的惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)以形状尺寸小、寿命长、耐冲击和可靠性高等特征,在航空航天、精密仪器仪表、生物医疗等领域有着广阔的应用潜力,并受到世界各国的高度重视,而且已经被列为21世纪惯性技术的关键技术之一。本论文围绕MEMS陀螺的测试、惯性测量单元的标定和陀螺随机模型的研究以及一种姿态测量系统进行了研究。随着MEMS技术的不断成熟,MEMS陀螺有替代中低精度的光纤陀螺的趋势,论文中首先对STIM202陀螺进行性能测试,主要包括比例因子、比例因子非线性、零偏、零偏稳定性和零偏重复性。然后对基于高精度的STIM202陀螺的惯性测量单元进行标定,由于MEMS陀螺温度效应比较明显,一种有效的温度补偿措施显得尤为重要。本文给出了陀螺和加速度计的误差模型,在-40℃～+70℃温度区间内,采用陀螺和加速度计同时标定的方法对惯性测量单元标定,在不失精度的情况下节省了大量的标定时间,为批量化生产奠定基础。MEMS陀螺的随机噪声严重的影响了陀螺的精度,其噪声项主要有:量化噪声、角度随机游走、偏值不稳定性、速率随机游走和速率斜坡。本文首先采用Allan方差法分析陀螺噪声源,评估陀螺的性能,然后在建立时间序列模型的基础上设计了卡尔曼滤波器,通过卡尔曼滤波验证了采用此模型能够较好的滤除噪声,最后再通过Allan方差法分析滤波后的陀螺噪声源。在跑车实验中,通过垂直陀螺仪(Vertical Gyroscope,VG)与激光惯性组合导航系统的对比试验,表明垂直陀螺仪可达到一定的精度,满足了在中低精度领域的应用。最后对全文的工作进行了总结、并就今后的研究工作内容作了展望。

关键词：微机械惯性测量单元标定随机模型垂直陀螺仪