MEMS惯导系统在线标定与补偿技术研究
发布时间：2021-10-16 15:03
MEMS惯性导航系统在无人驾驶、机器人控制以及军用导弹等领域的应用非常广泛,其在导航领域中的地位十分重要。MEMS惯性传感器的优点是体积小、功耗低且成本低,但由于MEMS传感器精度低,导致随着时间的增加惯性导航系统的累积误差越来越大,因此提高MEMS惯导系统的导航精度是目前主要解决的问题。本文主要对MEMS惯导系统在线标定与补偿技术展开了研究,以期能够实现一个稳定性强、精度高的自主导航系统,在惯导系统的导航性能提升方面提供一个理论支持和研究参考。首先,本文概述了MEMS惯性导航系统的在线标定技术,根据MEMS惯导系统中零偏和标度因数的在线标定方法建立了状态方程,通过GPS外测系统建立了观测方程,设计了五种不同路径,对所设计路径中的误差变量进行了可观测分析,并且用常规Kalman滤波标定出了零偏和标度因数的值。其次,针对采集观测信息时外部环境干扰比较大的情形,本文提出了一种模糊逻辑和常规Kalman滤波结合的滤波算法,在该算法中,定义了残差的实际值和理论值,以它们迹的比值作为模糊输入,输出是修正外部观测噪声的修正因子。通过仿真,验证了该算法可以有效的提高系统的导航精度,并且和常规Kalm...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
温控单轴转台MEMS惯性导航系统在线标定技
西安建筑科技大学硕士学位论文49导航系统和GPS采样频率不同，及MEMS惯导系统每0.002采集一次数据，GPS每0.1s采集一次数据，可见惯导系统的采样频率远远大于GPS系统，因此本文采用时间标记的方法达到时间同步的目的，及每0.1s给采集的数据标记一次序号，在这0.1s中惯导每一组数据标记的序号都相同，则在融合过程中惯导每个相同标记的第一组数和GPS的相同标记号就是同一时刻的数据，达到了时间同步的目的。图5.6为使用的MEMS惯导装置以及硬件的传感器模块：图5.6MEMS惯导装置（左）和硬件中的传感器模块（右）首先得到MEMS陀螺和加计的原始输出为图5.7：（j1）陀螺x轴原始输出（j2）陀螺y轴原始输出020406080100120-0.2-0.15-0.1-0.0500.050.10.150.2陀螺x轴输出陀螺x轴输出(rad/s)时间/s0204060801001206.166.186.26.226.246.266.286.36.326.34陀螺y轴输出陀螺y轴输出(rad/s)时间/s
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊自适应Kalman滤波的MEMS惯导系统在线修正研究[J]. 贠卫国,毕凯,田易,孟真. 空间控制技术与应用. 2019(05)
[2]舰载捷联惯导系统的航行中快速在线标定[J]. 袁鹏,杨雨,陈光,晏亮,武雨霞. 导航与控制. 2019(04)
[3]基于改进自适应滤波算法的在线标定技术研究[J]. 王海亮,石志勇,李国璋,宋金龙,王律化. 火炮发射与控制学报. 2019(02)
[4]弹载捷联惯导简易在线标定方案研究[J]. 王海亮,石志勇,李国璋,王律化. 火炮发射与控制学报. 2018(04)
[5]基于双旋迫击炮弹平台的改进型Sage-Husa自适应滤波滚转角测量算法[J]. 王佳伟,祁克玉,杨恺华,梁轲,闫杰. 兵工学报. 2018(06)
[6]基于物联网的农业墒情监测系统的设计与实现[J]. 金文,姚凯学. 计算机应用与软件. 2018(03)
[7]基于捷联惯性导航的非开挖管道位置检测系统[J]. 许晓东,黎建军,孙卫红,杨彩霞. 计算机测量与控制. 2018(01)
[8]基于自适应Kalman滤波的MEMS陀螺随机误差分析[J]. 王辛望,沈小林,刘新生. 传感技术学报. 2017(11)
[9]基于新息自适应滤波的惯性测量单元误差在线标定方法研究[J]. 王洁,熊智,邢丽,戴怡洁,华冰,刘建业. 兵工学报. 2016(07)
[10]MEMS惯性组件的误差特性分析与标定[J]. 于婷,孙伟,文剑. 传感技术学报. 2016(06)
博士论文
[1]高动态星敏感器关键技术研究[D]. 王军.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2019
[2]制导炮弹用MINS/GNSS组合导航系统的若干关键技术研究[D]. 徐云.南京理工大学 2016
[3]一种基于时间—空间差分的GPS/SINS超紧组合导航系统研究[D]. 蔡佳楠.哈尔滨工程大学 2015
[4]汽车状态软测量和车载组合导航系统故障检测技术研究[D]. 任孝平.中南大学 2012
硕士论文
[1]基于GPS/SINS的车载组合导航监控技术与应用研究[D]. 袁蹈.安徽理工大学 2019
[2]MEMS惯性组合自标定与应用[D]. 吴涛.电子科技大学 2019
[3]MEMS捷联惯导系统的初始对准技术研究[D]. 车沣竺.哈尔滨工程大学 2019
[4]基于地面特征单目视觉里程计定位研究[D]. 汪进.广东工业大学 2018
[5]单轴旋转调制捷联惯导对准和旋转轴标定关键技术研究[D]. 刘全.东南大学 2018
[6]捷联惯导系统自对准技术研究及仿真[D]. 张慧.中北大学 2016
[7]高精度惯导系统在线标定与补偿及动态精度评估技术研究[D]. 王洁.南京航空航天大学 2016
[8]基于MEMS低成本微型捷联惯性导航系统研究[D]. 王守宽.北京理工大学 2016
[9]基于强跟踪CKF的光纤陀螺惯导系统在线标定技术研究[D]. 许伟通.哈尔滨工程大学 2016
[10]双轴旋转惯导系统在线标定技术研究[D]. 赵维珩.哈尔滨工程大学 2015
本文编号：3440025
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
温控单轴转台MEMS惯性导航系统在线标定技
西安建筑科技大学硕士学位论文49导航系统和GPS采样频率不同，及MEMS惯导系统每0.002采集一次数据，GPS每0.1s采集一次数据，可见惯导系统的采样频率远远大于GPS系统，因此本文采用时间标记的方法达到时间同步的目的，及每0.1s给采集的数据标记一次序号，在这0.1s中惯导每一组数据标记的序号都相同，则在融合过程中惯导每个相同标记的第一组数和GPS的相同标记号就是同一时刻的数据，达到了时间同步的目的。图5.6为使用的MEMS惯导装置以及硬件的传感器模块：图5.6MEMS惯导装置（左）和硬件中的传感器模块（右）首先得到MEMS陀螺和加计的原始输出为图5.7：（j1）陀螺x轴原始输出（j2）陀螺y轴原始输出020406080100120-0.2-0.15-0.1-0.0500.050.10.150.2陀螺x轴输出陀螺x轴输出(rad/s)时间/s0204060801001206.166.186.26.226.246.266.286.36.326.34陀螺y轴输出陀螺y轴输出(rad/s)时间/s
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊自适应Kalman滤波的MEMS惯导系统在线修正研究[J]. 贠卫国,毕凯,田易,孟真. 空间控制技术与应用. 2019(05)
[2]舰载捷联惯导系统的航行中快速在线标定[J]. 袁鹏,杨雨,陈光,晏亮,武雨霞. 导航与控制. 2019(04)
[3]基于改进自适应滤波算法的在线标定技术研究[J]. 王海亮,石志勇,李国璋,宋金龙,王律化. 火炮发射与控制学报. 2019(02)
[4]弹载捷联惯导简易在线标定方案研究[J]. 王海亮,石志勇,李国璋,王律化. 火炮发射与控制学报. 2018(04)
[5]基于双旋迫击炮弹平台的改进型Sage-Husa自适应滤波滚转角测量算法[J]. 王佳伟,祁克玉,杨恺华,梁轲,闫杰. 兵工学报. 2018(06)
[6]基于物联网的农业墒情监测系统的设计与实现[J]. 金文,姚凯学. 计算机应用与软件. 2018(03)
[7]基于捷联惯性导航的非开挖管道位置检测系统[J]. 许晓东,黎建军,孙卫红,杨彩霞. 计算机测量与控制. 2018(01)
[8]基于自适应Kalman滤波的MEMS陀螺随机误差分析[J]. 王辛望,沈小林,刘新生. 传感技术学报. 2017(11)
[9]基于新息自适应滤波的惯性测量单元误差在线标定方法研究[J]. 王洁,熊智,邢丽,戴怡洁,华冰,刘建业. 兵工学报. 2016(07)
[10]MEMS惯性组件的误差特性分析与标定[J]. 于婷,孙伟,文剑. 传感技术学报. 2016(06)
博士论文
[1]高动态星敏感器关键技术研究[D]. 王军.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2019
[2]制导炮弹用MINS/GNSS组合导航系统的若干关键技术研究[D]. 徐云.南京理工大学 2016
[3]一种基于时间—空间差分的GPS/SINS超紧组合导航系统研究[D]. 蔡佳楠.哈尔滨工程大学 2015
[4]汽车状态软测量和车载组合导航系统故障检测技术研究[D]. 任孝平.中南大学 2012
硕士论文
[1]基于GPS/SINS的车载组合导航监控技术与应用研究[D]. 袁蹈.安徽理工大学 2019
[2]MEMS惯性组合自标定与应用[D]. 吴涛.电子科技大学 2019
[3]MEMS捷联惯导系统的初始对准技术研究[D]. 车沣竺.哈尔滨工程大学 2019
[4]基于地面特征单目视觉里程计定位研究[D]. 汪进.广东工业大学 2018
[5]单轴旋转调制捷联惯导对准和旋转轴标定关键技术研究[D]. 刘全.东南大学 2018
[6]捷联惯导系统自对准技术研究及仿真[D]. 张慧.中北大学 2016
[7]高精度惯导系统在线标定与补偿及动态精度评估技术研究[D]. 王洁.南京航空航天大学 2016
[8]基于MEMS低成本微型捷联惯性导航系统研究[D]. 王守宽.北京理工大学 2016
[9]基于强跟踪CKF的光纤陀螺惯导系统在线标定技术研究[D]. 许伟通.哈尔滨工程大学 2016
[10]双轴旋转惯导系统在线标定技术研究[D]. 赵维珩.哈尔滨工程大学 2015
本文编号：3440025
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