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四元数法在AUV六自由度仿真中的应用

船舶工程 2007年第1期29卷 9-12页

作者：吴小平冯正平朱继懋上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200030

AUV六自由度仿真几乎无一例外都是基于欧拉角方法来求解运动微分方程,这种方法可以很直观地得到AUV的位置和姿态角,不过在纵倾角±90°的情况下会产生奇异点,使仿真无法进行下去.为克服上述不足,采用了四元数法取代欧拉法.仿真结果表明... 详细信息

AUV六自由度仿真几乎无一例外都是基于欧拉角方法来求解运动微分方程,这种方法可以很直观地得到AUV的位置和姿态角,不过在纵倾角±90°的情况下会产生奇异点,使仿真无法进行下去.为克服上述不足,采用了四元数法取代欧拉法.仿真结果表明,四元数法可以进行任意角度的仿真.

关键词：机器人自治水下机器人四元数法六自由度计算机仿真

基于四元数法的捷联式惯性导航系统的姿态解算

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光学精密工程 2008年第10期16卷 1963-1970页

作者：张荣辉贾宏光陈涛张跃中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100039

载体的姿态解算算法是实现捷联式惯性导航系统精确导航的核心技术之一。分析了欧拉法、方向余弦法、四元数法求解姿态矩阵的优缺点,采用四元数法与方向余弦法两种解算方法分别计算载体姿态,两种方法的计算结果之差与理论真值比较以得到... 详细信息

载体的姿态解算算法是实现捷联式惯性导航系统精确导航的核心技术之一。分析了欧拉法、方向余弦法、四元数法求解姿态矩阵的优缺点,采用四元数法与方向余弦法两种解算方法分别计算载体姿态,两种方法的计算结果之差与理论真值比较以得到解算的相对误差,从而验证了四元数法的正确性和有效性。最后,指出提高采样频率和采用高阶计算算法能进一步减小姿态解算误差。数字化仿真与转台试验结果表明,本文提出的载体姿态解算法的理论数值相对误差为10-10%,测试实验相对误差为10-3%,计算时间为36μs,具有良好的实时性。

关键词：捷联惯导系统姿态解算四元数法飞行导航控制技术

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四元数法在4R机器人位置分析中的应用

微计算机信息 2012年第9期28卷 462-463页

作者：杨爱民张帅张焕成河北联合大学理学院唐山063009 燕山大学机械学院秦皇岛066004 北京工业大学机电学院

四元数法应用于坐标变换中有计算量小、简洁方便的特点,在解决球面机构位置分析领域中有广泛的应用。本文将四元数法应用于一般4R机器人的各关节及末端位置分析问题中;根据该机构的结构参数和运动参数,运用Mathematica 8.0求得该机构末... 详细信息

四元数法应用于坐标变换中有计算量小、简洁方便的特点,在解决球面机构位置分析领域中有广泛的应用。本文将四元数法应用于一般4R机器人的各关节及末端位置分析问题中;根据该机构的结构参数和运动参数,运用Mathematica 8.0求得该机构末端位置的正解;并且推导出适用于解决该机构位置正解的一般性通用四元数公式。

关键词：四元数法 4R机构位置分析应用

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基于四元数法的空间坐标转换模型初探

地理空间信息 2020年第5期18卷 120-122,125,I0007页

作者：吴进二广州市市政工程设计研究总院有限公司广东广州510000

详细解释了四元数法中各元素的含义以及线性化函数模型的具体推演过程,提出了利用该方法解算坐标转换参数的算法步骤和参数的转换精度评价。利用实际工程构件的已知的两套坐标数据对四元数函数模型进行验证,通过对比转换后坐标与已知坐... 详细信息

详细解释了四元数法中各元素的含义以及线性化函数模型的具体推演过程,提出了利用该方法解算坐标转换参数的算法步骤和参数的转换精度评价。利用实际工程构件的已知的两套坐标数据对四元数函数模型进行验证,通过对比转换后坐标与已知坐标可知,精度满足要求,方法可行。

关键词：坐标转换四元数法线性化参数

基于遗传算法和四元数法的曲面线扫描数据的配准

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福州大学学报（自然科学版） 2008年第4期36卷 541-546页

作者：彭育辉高诚辉何炳蔚福州大学机械工程与自动化学院福建福州350108 福建省制造业数字化设计工程研究中心福建福州350002

利用扫描线已知的部分几何拓扑信息,根据重叠区域中相应扫描线上采样点的主曲率差值的平方和来表达扫描线的相似度.运用遗传算法自动识别重叠区域,并通过四元数法直接计算点集的坐标变换矩阵.最后通过实验验证了该方法的有效性.

关键词：点云遗传算法四元数法线扫描配准

基于四元数法的火炮半直瞄操瞄模型应用的研究

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机电产品开发与创新 2017年第1期30卷 14-16页

作者：李永成张云龙四川省绵阳西南自动化研究所四川绵阳621000

针对无调平火炮系统半直瞄操瞄时的姿态耦合问题,通过四元数法计算其耦合修正量,补偿炮塔倾斜状态对火炮方位角和射角的影响,以提高火炮首发命中率。工程实践证明该方法有效。

关键词：火炮四元数法耦合

Estimation of the Attitude in an Industrial Robot： An Unit Quaternion Approach

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通讯和计算机（中英文版） 2012年第11期9卷 1287-1292页

作者： Salmeron-Quiroz Bemardino Benito Guerrero-Castellanos Jose Fermi Villegas-Medina Gerardo Rodriguez-Paredes Salvador Antonio Lam-Farias Luis Faculty of Engineering Autonomous University of San Luis Potosi (UASLP) zipcode 78290 San Luis PotosL Mexico Mechatronics Department Autonomous University of Puebla (BUAP) Valsequillo Boulevard zipcode 72592 Puebla Mexico National Polytechnic Institute (IPN- SEPI ESIME UA) Av. De la Granjas 682 Azcapotzalco zipcode 02250 Mexico City Motors Department Volkswagen Mexico Mexico-Puebla Km 116 Puebla zipcode 72700 Mexico

Traditionally, the automotive industry has been the largest employer of robots, but their control is inline and programmed to follow planning trajectories. In this case, in the department motor"s test of Volkswagen Mexico a semi-autonomous robot is developed. To date, some critical technical problems must be solved in a number of areas, including in dynamics control. Generally, the attitude estimation and the measurement of the angular velocity are a requirement for the attitude control. As a result, the computational cost and the complexity of the control loop are relatively higher. This paper deals with the implementation of an cheap micro AHRS (attitude and heading reference system) using low-cost inertial sensors. In the present paper, the technique proposed is designed with attitude estimation and the prediction movement. With this approach, only the measurements of at least two non-collinear directional sensors are needed. Since the control laws are highly simple and a model-based observer for angular velocity reconstruction is not needed, the proposed new strategy is very suitable for embedded implementations. The global convergence of the estimation and prediction techniques is proved. Simulation with some robustness tests is performed.

关键词：工业机器人姿态估计四元数法预测技术单位动态控制姿态控制机器人开发

基于四元数法的舰载无人机回收系统测高技术研究

维普期刊数据库评论

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航天返回与遥感 2013年第6期34卷 28-35页

作者：高志峰南京邮电大学自动化学院南京210046

文章针对舰载无人机在着舰回收过程中,由于海浪颠簸对引导系统高度测量严重干扰的问题,利用四元数导航算法提出了一种新型的舰载无人机回收系统测高方法。首先采用捷联惯导测高系统设计方案,同时利用微机械的惯性测量组件,提高系统的可... 详细信息

文章针对舰载无人机在着舰回收过程中,由于海浪颠簸对引导系统高度测量严重干扰的问题,利用四元数导航算法提出了一种新型的舰载无人机回收系统测高方法。首先采用捷联惯导测高系统设计方案,同时利用微机械的惯性测量组件,提高系统的可靠性和集成度;然后,利用四元数导航算法求取各个姿态方位参数,再用旋转矢量法补偿不可交换性误差,推导出舰船甲板的升沉高度实际值,为克服传统纯惯导测量算法的不稳定性,提出一种具有三阶阻尼特性的互补滤波器算法,并在测量系统输入端加入巴特沃斯滤波器去除杂波干扰,得到需要测量的高度变化值。最后,通过对比传统纯惯性方法下测高系统输出值、加入真实气压表互补滤波后测高系统输出值和加入零均值阻尼信号互补滤波测高系统输出值,三种不同情况下的仿真结果,验证了所提方案的有效性。

关键词：舰载无人机回收系统捷联惯性导航四元数法旋转矢量

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基于四元数法求解球面七杆机构的位置

上海第二工业大学学报 2011年第2期28卷 144-153页

作者：张帅王品许东来张兆凤赵立普杜佳明北京工业大学机电学院北京100124 鲁东大学交通学院烟台264025 浙江大学机械工程学系杭州310027 河北工业大学机械工程学院天津300130 上海大学机电工程与自动化学院上海200072

对国内外球面机构特点、理论及性能研究的进展等内容进行了简要综述,并且使用四元数对球面七杆机构进行数学建模,求出各个转动副在球面上的位置,根据角度关系,列出3个约束方程。在消元过程中,使用Sylvester结式分两次求出一元32次方程... 详细信息

对国内外球面机构特点、理论及性能研究的进展等内容进行了简要综述,并且使用四元数对球面七杆机构进行数学建模,求出各个转动副在球面上的位置,根据角度关系,列出3个约束方程。在消元过程中,使用Sylvester结式分两次求出一元32次方程。然后借助Mathematica软件求解其位置参数,完成其位置分析。

关键词：球面七杆机构位置分析四元数法