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微航姿仪的磁力计标定算法及误差补偿研究被引量：5: 2017年; 针对目前磁力计标定算法中存在磁干扰或噪声导致航向角测量误差等问题,提出了一种改进的磁力计标定算法。该算法考虑磁力计安装误差和外界磁干扰,提出改进的磁力计误差模型;同时运用BP神经网络训练软磁干扰下的磁航向与真实航向之间的非线性关系,降低了非线性误差。通过仿真和实验验证,算法有效地解决了磁力计误差补偿问题,降低了软硬磁干扰对航向角的影响,得到较精确的航向角,误差范围在±1°内,证明了改进误差补偿算法的可行性和有效性。; 刘宇陈俊杰吴林志吴英路永乐; 关键词：BP神经网络

基于角加速率的MEMS陀螺仪快速标定方法被引量：4: 2017年; 微机电系统(MEMS)陀螺仪的非线性误差是影响陀螺仪测量精度的主要因素之一。针对角速率标定法难以获得陀螺仪连续输出的问题。该文提出了一种角加速率标定实验方案,介绍了用二次标定方法解算出陀螺仪的零位误差系数、刻度因子、交叉耦合系数及非线性误差项的具体步骤。与常规补偿模型算法比较表明,此方法可快速标定陀螺仪的误差参数,补偿后的MEMS陀螺仪绝对误差小于0.084(°)/s,线性度提高了1~2个数量级。; 路永乐向磊刘宇李云梅吴林志; 关键词：MEMS陀螺仪

压电振动陀螺温漂性能粒子群算法优化被引量：4: 2013年; 针对压电振动陀螺的温漂问题,采用基于粒子群的BP神经网络算法对压电振动陀螺的温度漂移现象进行建模。该算法借助粒子群算法帮助BP神经网络越过局部最小解,并通过加入高斯噪声的方式,模拟自然人脑。仿真实验表明,相对于传统的单BP神经网络算法,含有噪声的粒子群-BP神经网络算法,在精度方面提高了至少42.6%,所构建的温漂模型具有更好的非线性描述能力,从而能为压电振动陀螺提供了更高精度的零电位误差补偿;同时,在收敛速度方面快了5.2倍。; 刘宇陈利娟王仕亮何晓艳刘聪; 关键词：压电陀螺粒子群算法高斯噪声

基于Kalman滤波和六位置法的加速度计标定补偿被引量：6: 2016年; 加速度计的零偏、刻度因子、安装误差都会影响加速度计的精度。以微机械系统(MEMS)加速度计为实验对象,采用卡尔曼(Kalman)滤波对实验数据进行滤波,结合六位置法得到MEMS加速度计的零偏、刻度因子、安装误差与MEMS加速度计测量值的关系,最终获得基于Kalman滤波和六位置法的MEMS加速度计标定补偿数学模型。通过实验测试表明,补偿后MEMS加速度计的输出值更接近标准值,且加速度计解算俯仰角(-90°^+90°)的绝对误差由补偿前的1°经补偿后减小为0.34°。验证了该标定补偿算法的可行性,对提高MEMS加速度计测量精度有较好的理论和工程应用价值。; 刘宇季廷洪向高林张欣龚爽宁莉莎

一种用于人体运动捕获的自适应混合滤波融合算法被引量：2: 2017年; 针对基于惯性传感器的人体运动捕获系统存在陀螺漂移和噪声干扰等问题,提出一种多元传感器信息融合的自适应混合滤波融合算法。算法首先利用快速高斯牛顿法对加速度计和磁力计数据进行姿态信息迭代估算,用四元数将参考坐标系中的加速度和磁场强度分量转换到载体坐标中,将转换后的值与当前时刻测量值的差值代入高斯牛顿迭代算法中用于四元数的实时值估计,通过确定搜索步长的最优值来缩短迭代次数,提高算法收敛速度。设计自适应的互补滤波器将高斯牛顿法解算的姿态信息作为观测矢量对陀螺漂移进行补偿,分别使用高通滤波器和低通滤波器处理陀螺仪数据和高斯牛顿算法优化过后的加速度计、磁力计数据。在互补滤波器中引入重力矢量及地磁参考矢量自适应调节滤波器参数用于实时调整不同算法的权重大小,融合后输出最终的姿态信息,实现最优估计。进行实验对比分析本算法和其他算法融合效果,结果表明,本算法有效降低陀螺累积误差、线性加速度及磁场对解算精度的干扰,磁干扰状态下误差为0.94°,自由运动状态下误差为1°。对比扩展卡尔曼滤波融合算法,本文算法执行时间缩短25%,有效提升了运动捕获系统的性能。; 路永乐余跃龚爽王艳张欣丁其星刘宇; 关键词：传感器信息融合

悬臂梁陀螺仪机械性能优化及系统实现被引量：6: 2012年; 为了提高悬臂梁振动陀螺仪在惯性测量系统中的测量精度,改进了悬臂梁振动陀螺仪的敏感结构,开发了基于该陀螺仪的测量系统,研究了改进悬臂梁陀螺仪的结构特性、温度特性、零位漂移和线性度。首先,根据悬臂梁振动陀螺仪的工作原理分析了影响其测量精度的原因。针对原有悬臂梁振动陀螺仪压电片耦合结构的不足提出了一种新的压电片耦合结构。接着,结合50、60、100mm悬臂梁和ANSYS软件对改进结构进行了建模仿真,证明了新结构的工程可行性。最后,基于改进结构制作了陀螺仪样机,并进行了相关的测试实验。仿真实验和样机实验表明,改进后的陀螺仪灵敏度平均提高了8.73%,25℃时的零位漂移平均下降了30.5%,温度漂移平均降低了10%,证明了新结构陀螺仪在工程应用中的可行性。; 刘宇段耀宇刘利潘英俊; 关键词：机械性能惯性测量

一种改进的行人导航算法研究被引量：3: 2016年; 目前大多行人导航系统的研究都以手持手机、绑在腰间等单一姿态为前提,并未考虑行人使用手机过程中同时存在接电话、放在上衣口袋等多种姿态的情况。分析了行人使用手机的4种常见姿态,基于行人航迹推算(pedestrian dead reckoning,PDR)算法设计了一种改进的行人导航算法。利用神经网络(back propagation,BP)模型对手机姿态进行智能识别,设计了一种新的步态检测算法来对多姿态下的步态进行有效检测,并将行人行走过程分为单一姿态与姿态切换过程,对2个过程的航向进行了修正。软件测试结果表明,多姿态下实现系统定位精度在20‰以内,达标率在85%以上,应用于导航系统能够提供准确、可靠、持续的位置信息。; 刘宇向高林王伊冰陈燕苹吕玲黄河明; 关键词：步态检测

基于惯性传感器的动态步长算法研究被引量：2: 2016年; 行人步态参数的精确估计是行人自主导航系统和行人健康监测的关键技术之一。针对当前行人自主导航系统中步长估算算法精度低和弱适应性的问题,提出了一种计算行人动态步长算法。首先对行人的步态特征进行分解,利用改进的零速检测确定行人运动状态,采用卡尔曼滤波技术降低惯性传感器中累积误差的影响,再对进行滤波和坐标转换后的加速度进行双重积分,最终得到行人脚尖的运动轨迹。通过采用MTI-700惯性模块设计实验并进行实验验证。结果表明,该文提出的步长算法计算的步长与行人实际步长的误差低于3.0%。与现有的行人动态步长算法相比,该算法首次计算出行人脚尖的运动轨迹,精度较高且适应强,在行人自主导航及行人健康监测领域具有较大的应用价值。; 刘宇王伊冰路永乐张欣陈燕苹龚爽; 关键词：惯性传感器卡尔曼滤波

MEMS陀螺混合误差标定方法研究被引量：3: 2016年; 微机电系统(MEMS)陀螺仪具有尺寸小,可靠性强的特点,已广泛应用于各种微姿态仪中,而陀螺的安装误差是影响姿态仪输出精度的主要因素之一。现有的陀螺安装误差模型是建立在确定的刻度因子和零偏基础上,但实际应用中,陀螺的刻度因子存在误差,且零偏随温度和转速发生变化。该文提出了一种改进的误差标定和补偿方法,并针对模型中MEMS的零偏温度和转速非线性误差问题,运用BP神经网络,实现了模型零偏动态补偿。实验表明,采用该文提出的标定方法,陀螺的角速率误差由1.5(°)/s提高至0.05(°)/s。验证了标定方法的可行性。; 龚大伟刘宇钟懿向高林吕玲; 关键词：BP神经网络温度转速

基于改进灰色模型的MEMS陀螺仪零偏温度补偿被引量：7: 2015年; 微机电系统(micro-electro mechanical system,MEMS)陀螺仪的零点漂移是影响陀螺仪测量精度的主要因素。针对MEMS陀螺仪零点漂移随温度变化的非线性问题,以MEMS惯性传感器为试验对象,采用小波变换对MEMS陀螺静态实验零偏数据进行滤波,结合改进灰色预测模型估计零偏随温度变化趋势,获得基于小波变换和改进灰色预测的温度补偿模型。与常规补偿模型算法比较表明,基于小波变换和改进灰色预测的温度补偿模型均方根误差和平均绝对误差更小,MEMS陀螺仪零点漂移的均方根误差和平均绝对误差分别减少到0.025 0和0.018 0,验证了该补偿模型的可行性,对提高陀螺测量精度具有较好的理论意义和工程应用价值。; 黄河明向高林刘宇季廷洪刘琼蒋太保; 关键词：MEMS陀螺仪零偏小波变换温度补偿

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