检索结果-南通市图书馆

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

电场式时栅角位移传感器的自标定方法研究

电场式时栅角位移传感器的自标定方法研究

作者：黎自豪重庆理工大学

学位级别：硕士

电场式时栅角位移传感器是时栅第三代产品的典型代表,其精度较前两代产品更高,已朝着产业化迈进。其核心理念基于时空转换原理,将空间位移量的测量引向时间量的测量,相比于传统光栅,同等精度下,时栅传感器对超精密空间刻划技术的要求大... 详细信息

电场式时栅角位移传感器是时栅第三代产品的典型代表,其精度较前两代产品更高,已朝着产业化迈进。其核心理念基于时空转换原理,将空间位移量的测量引向时间量的测量,相比于传统光栅,同等精度下,时栅传感器对超精密空间刻划技术的要求大幅度降低。然而,目前在传感器标定方面,主要还是通过精度更高的光栅作为参考基准完成误差标定,但电场式时栅的精度不断刷新,国外超高精度仪器的进口限制,使得寻找更高精度的光栅变得愈发困难。且实际运用中,传感器可能因机械、电气参数的变化导致测量精度下降,此时进行比对标定效率低下且成本高昂。因此,传感器长期使用后的精度保持问题亟需解决。基于以上两个难题,进行电场式时栅角位移传感器自标定和误差自修正研究便颇具实际意义。目前,关于角位移传感器的自标定研究领域尚处于初级阶段。国际上绝大多数针对角位移传感器的标定研究都围绕圆周闭环原则展开,采用固定角度作为参考基准实现传感器的互标定或自标定。此种方法一般需要两套传感器协同工作以完成自标定。同时,标定设备及标定过程对操作要求和环境条件也较为苛刻,且传感器标定结构也比较复杂,其使用场景主要为实验室,而其实际生产场景中的应用则颇受限制。在此背景下,本论文深入分析和研究了国内外有关角位移传感器的自标定、互标定以及比较标定等标定方法,并利用电场式时栅独特的结构特点、误差特点,展开了对应的自标定方法研究,对所提出的自标定方法进行了理论推导并建立了数学模型,对自标定方法的误差进行了分析溯源,针对自标定模型,进行了误差自修正系统软硬件的设计,使电场式时栅具备了全过程在线自标定能力,摆脱了对参考基准的依赖,增强了其适应环境变化的能力,解决了在实际应用中遇到的精度下降问题。至今,已完成的研究成果包括:1、对目前国内外普遍认可的几种角位移传感器自标定原理进行分析研究,分析评价了不同标定方法的优缺点,为后续实现电场式时栅角位移传感器的自标定提供了灵感来源及理论指导。2、对电场式时栅角位移传感器的测量原理及时空转换思想进行了探讨,从结构和理论出发对双列式、单列式、绝对式时栅进行了深入研究并根据电场式时栅角位移传感器的结构特点、误差特性,提出了误差坐标变换、单测头误差移相、双测头误差相位偏移组合测量三种适用于电场式时栅的自标定方法,并针对所提出的自标定方法进行了理论推导、数学建模,对自标定方法的误差进行了分析溯源。3、根据自标定方法的数学模型,针对电场式时栅的自标定设计了定位传感器,辅助其进行移相、自标定。为实现电场式时栅的在线自标定及误差自修正,对整个传感器信号采集、处理系统进行了相应的软硬件设计。4、对实验环节进行设计,展开了大量实验,实验平台为RT400高精度双轴转台,具有很高回转精度,可保证转台双轴定位误差优于1",重复定位误差优于0.5",转台最小分辨力达到0.01"。实验结果表明,对极内,使用该自标定方法与用光栅作为参考基准所获得的标定精度基本相当,两者误差为0.05",对极内误差下降67%;整周范围内,两者误差为0.15",整周误差下降80%。该自标定方法相比于传统的的比对标定法在效率、应用范围及标定成本方面均拥有显著优势。综上所述,本文基于电场式时栅独特的结构和误差特性,提出了适用于电场式时栅角位移传感器的自标定方法,并根据该自标定方法原理构建了相应的数学模型。以大量的实验数据为基础,对传感器的自标定以及误差自修正进行了系统的分析和研究,成功设计了一款具备自标定功能的电场式时栅角位移传感器,提升了传感器标定效率,降低了传感器标定成本并扩大了传感器的适用场景。

关键词：角位移传感器自标定误差移相谐波分量误差分析在线自标定误差自修正

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

一种可参数自标定的鲁棒视觉/惯性定位方法

仪器仪表学报 2021年第7期42卷 259-267页

作者：杨子寒赖际舟吕品袁诚刘建业南京航空航天大学自动化学院南京211106

以视觉/惯性里程计为代表的视觉/惯性定位方法近年来被广泛应用。传统的视觉/惯性里程计通过离线标定方法得到固定的相机畸变参数,当相机畸变参数标定不准确或发生变化时定位精度会下降。针对于此,提出了一种面向相机畸变参数在线自标... 详细信息

以视觉/惯性里程计为代表的视觉/惯性定位方法近年来被广泛应用。传统的视觉/惯性里程计通过离线标定方法得到固定的相机畸变参数,当相机畸变参数标定不准确或发生变化时定位精度会下降。针对于此,提出了一种面向相机畸变参数在线自标定的鲁棒视觉/惯性里程计方法:首先,将相机畸变参数加入到视觉/惯性里程计的待优化变量中,推导了视觉重投影误差关于待优化变量的雅可比矩阵;然后通过因子图优化技术,实现相机畸变参数的在线自标定与载体导航信息的实时优化求解;最后,通过EuRoC数据集试验和实际试验验证了所提方法的有效性。实际试验结果表明:相对传统的视觉/惯性里程计方法,所提方法在室外开阔场景中精度提升了65.40%。

关键词：视觉/惯性里程计因子图优化在线自标定

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

SINS/星敏感器组合导航方案研究

西北工业大学学报 2008年第5期26卷 631-635页

作者：赵长山秦永元夏家和西北工业大学自动化学院陕西西安710072

研究了SINS/星敏感器组合导航系统中对陀螺误差和星敏感器安装误差角进行在线自标定的方法。提出了以惯导输出确定的载体相对惯性空间的姿态四元数和星敏感器输出的姿态四元数构造量测的方法。设计了对陀螺随机常值漂移和星敏感器安装... 详细信息

研究了SINS/星敏感器组合导航系统中对陀螺误差和星敏感器安装误差角进行在线自标定的方法。提出了以惯导输出确定的载体相对惯性空间的姿态四元数和星敏感器输出的姿态四元数构造量测的方法。设计了对陀螺随机常值漂移和星敏感器安装误差进行在线自标定的组合导航方案。仿真结果结果表明在简单的俯仰运动和抖翼运动激励下,星敏感器的安装误差估计精度可达到角秒级,姿态精度明显高于忽略星敏感器安装误差的方案。

关键词：捷联惯导星敏感器在线自标定四元数卡尔曼滤波

基于场景信息辅助的无人车视觉/惯性自主导航技术研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于场景信息辅助的无人车视觉/惯性自主导航技术研究

作者：杨子寒南京航空航天大学

学位级别：硕士

近年来,无人车在越来越多的行业中发挥了重要作用,其是一种具有自主运行和规划能力的智能机器人。当前无人车主要依赖卫星导航系统获取自身的导航信息,“无人车如何实现在卫星不可用条件下的高精度智能导航”是中国科协2020年发布的十... 详细信息

近年来,无人车在越来越多的行业中发挥了重要作用,其是一种具有自主运行和规划能力的智能机器人。当前无人车主要依赖卫星导航系统获取自身的导航信息,“无人车如何实现在卫星不可用条件下的高精度智能导航”是中国科协2020年发布的十大工程技术难题之一,因此,无人车自主导航定位技术是目前的研究热点和难点。视觉传感器凭借其成本低、感知的信息丰富等优势被广泛应用在无人车的自主导航方案中,然而单一的视觉传感器易受运动物体、光照变化等外界环境的干扰,且仅依靠单目相机无法获取环境的真实深度,惯性传感器的引入可以有效改善上述问题,将视觉和惯性传感器信息融合能够提高导航系统的定位精度及鲁棒性。相机畸变参数是影响成像质量的重要因素,目前传统的视觉/惯性里程计通过离线标定方法得到固定的相机畸变参数值,当相机畸变参数标定不准确或发生变化时,其定位精度会降低。此外,在没有回环检测和全局位姿图优化的情况下,视觉/惯性里程计长期运行会产生较大的累积误差。为此,本文根据室内环境的结构特点,研究基于场景信息辅助的视觉/惯性组合导航方法,旨在为无人车提供可靠的导航信息,解决传统视觉/惯性里程计方法在畸变参数不准确时定位精度下降,长期运行累积误差大的问题。本文根据大多数室内场景均符合曼哈顿世界结构规则这一特性,首先对曼哈顿世界假设模型进行了分析,研究了基于特征点的视觉里程计方法,包括相机运动估计方法、位姿及地图优化方法,并对惯性预积分理论进行了研究,在对传统视觉/惯性里程计算法进行误差特性分析的基础上,提出了一套基于曼哈顿场景辅助的视觉/惯性自主导航方案,为后续的研究工作奠定基础。为了提高视觉/惯性里程计算法在相机畸变参数不准确情况下的定位精度及鲁棒性,本文提出了相机畸变参数在线自标定的视觉/惯性里程计算法。本文对高阶相机畸变参数因子进行了建模,并将其加入到视觉重投影误差项中,推导了重投影误差关于视觉/惯性里程计系统待优化变量的雅可比矩阵,利用因子图优化技术,在视觉/惯性里程计框架中实现了相机畸变参数的在线自标定,有效提高了系统的定位精度及鲁棒性。为了减小视觉/惯性里程计系统的累积误差,本文研究了基于曼哈顿场景辅助的视觉/惯性里程计优化方法。室内场景中存在大量符合曼哈顿世界假设的结构,本文基于深度图像提取环境中的平面特征,通过提取的平面特征的法向量检测当前场景是否符合曼哈顿世界描述。当检测到曼哈顿世界描述场景时,在惯性传感器信息的辅助下估计相机在曼哈顿世界中的姿态,进而实现无漂移的载体姿态估计,并将无漂移姿态约束添加到因子图优化框架中,联合无漂移姿态约束、视觉约束、惯性约束以及边缘化先验约束对系统待优化变量进行估计求解。本文算法由于提高了载体的姿态估计精度,因而有效降低了系统的累积误差。最后,论文设计并构建了不依赖于卫星的无人车视觉/惯性自主导航试验平台,在室内环境中进行了实际的试验,对本文所提的基于曼哈顿场景辅助的视觉/惯性自主导航算法进行综合验证,基于全站仪获取的无人车基准定位信息,对本文算法的定位精度进行了分析。试验结果表明,本文所提出的基于曼哈顿场景辅助的无人车视觉/惯性自主导航算法具有更高的精度和鲁棒性。

关键词：无人车视觉/惯性里程计因子图优化在线自标定曼哈顿世界假设

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

导弹竖直过程中加速度计的自标定方法

中国惯性技术学报 2007年第4期15卷 386-389页

作者：郑春雷张志鑫刘东伟中国航天时代电子公司北京100854

结合系统的实际应用,提出了一种导弹竖直过程中加速度计自标定方法。该方法让其在竖直过程中停留任意六个或六个以上的位置,利用地球重力加速度矢量建立三轴加速度计输出方程,并采用数学方法将此非线性方程线性化,变成了微处理器容易求... 详细信息

结合系统的实际应用,提出了一种导弹竖直过程中加速度计自标定方法。该方法让其在竖直过程中停留任意六个或六个以上的位置,利用地球重力加速度矢量建立三轴加速度计输出方程,并采用数学方法将此非线性方程线性化,变成了微处理器容易求解的形式。联立六位置过程中的加速度计输出方程,解算出加速度计的零位和标度因数,然后实施补偿。该方法不需要大理石平板,不需知道载体姿态,标定费时少,可以有效提高加速度计的使用精度,具有一定的工程应用价值。

关键词： IMU 在线自标定惯性仪表误差

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

一种惯组系统自标定与自动化测试方案的设计

九江学院学报（自然科学版） 2020年第3期35卷 18-20,68页

作者：王斌江西服装学院商学院江西南昌330201

一种惯组在线自标定与自动化测试方案是以分度盘转位台为载体,利用其角位置定位精度高、重复性好、体积小、自锁紧稳定性和环境适应性强等优势,为惯组系统在线自标定和自动化测试提供基准,同时采用多种串口通信方式进行高速数据传输,可... 详细信息

一种惯组在线自标定与自动化测试方案是以分度盘转位台为载体,利用其角位置定位精度高、重复性好、体积小、自锁紧稳定性和环境适应性强等优势,为惯组系统在线自标定和自动化测试提供基准,同时采用多种串口通信方式进行高速数据传输,可实现惯性组件在车载、弹载等外场环境下的在线自标定及室内环境下的自动化测试。实验结果表明,该方案使惯组标定具有操作简单、工作量小、维护成本低的优势,惯组测试具有批量测试效率和自动化程度高、人工劳动量小的特点,整体上具有较强的应用价值和意义。

关键词：惯组系统在线自标定动化测试多齿分度