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一种小样本滚动轴承故障诊断算法 被引量：2
1
作者 宋存利 王子卓 时维国 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第1期96-106,共11页
针对卷积神经网络在处理滚动轴承时域信号时难以充分提取特征、故障样本稀少及模型泛化性能不足的问题,提出一种基于注意力机制的增强卷积神经网络小样本故障诊断方法。首先,使用连续小波变换将轴承振动信号转化为二维时频图像,以便可... 针对卷积神经网络在处理滚动轴承时域信号时难以充分提取特征、故障样本稀少及模型泛化性能不足的问题,提出一种基于注意力机制的增强卷积神经网络小样本故障诊断方法。首先,使用连续小波变换将轴承振动信号转化为二维时频图像,以便可视化其特征。然后,通过数据增强扩充样本数据,提升模型在小样本情况下的泛化性。为提高特征提取和模型泛化能力,使用MixConv将ConvNeXt V2模型的7×7卷积层重构为不同大小的并行卷积核,增强多尺度特征提取效果;引入卷积注意力机制模块(CBAM)提升关键特征识别能力。该模型在凯斯西储大学、东南大学和渥太华大学的故障数据集上进行实验验证。实验结果表明,所提模型对不同故障的识别率均为100%,与目前常用的7个模型相比,在相同条件下故障识别准确率最高,具有较强的泛化性能。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 注意力机制 连续小波变换 卷积神经网络
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狭窄环境下基于风险概率量化的车辆轨迹规划方法 被引量：1
2
作者 徐晓苏 迟骋 周帅 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第4期383-393,共11页
为解决自主移动车辆在狭窄环境中路径规划困难以及在动态环境下安全性难以保障的问题,提出了一种适用于狭窄环境的基于风险概率量化的轨迹规划方法。引入风险意识,通过高斯概率模型对动态障碍物的风险区域进行建模,从而评估不同碰撞概... 为解决自主移动车辆在狭窄环境中路径规划困难以及在动态环境下安全性难以保障的问题,提出了一种适用于狭窄环境的基于风险概率量化的轨迹规划方法。引入风险意识,通过高斯概率模型对动态障碍物的风险区域进行建模,从而评估不同碰撞概率风险区域,将是否能通行问题转化成为可接受风险概率下的轨迹规划问题。不同于传统的质点模型,所提方法支持更精细的自身车辆区域建模,采用基于超平面的描述,结合风险区域与轨迹规划问题,提出新的自车区域与障碍物风险区域之间的最小距离约束条件。通过在多个挑战性场景中的仿真和实机测试,实验结果表明,所提方法在狭窄环境中表现优异,且在动态环境具备风险意识,在静态障碍物仿真实验中路径平滑度提高至少26.89%,在动态环境中安全距离增大至少16.75%。 展开更多
关键词 狭窄环境 风险意识 最小距离约束 轨迹规划
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基于动量算法优化的BP神经网络HRG漂移补偿方法 被引量：1
3
作者 罗巍 魏博深 +2 位作者 陈刚 唐明浩 戴劼峰 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第5期502-509,共8页
针对半球谐振陀螺(HRG)漂移传统分步标定补偿方法存在的补偿精度低与耗时长问题,提出一种基于动量算法优化的反向传播(BP)神经网络HRG漂移补偿方法。根据HRG误差模型分析了分步标定补偿方法的局限性,构建了基于BP神经网络的HRG漂移补偿... 针对半球谐振陀螺(HRG)漂移传统分步标定补偿方法存在的补偿精度低与耗时长问题,提出一种基于动量算法优化的反向传播(BP)神经网络HRG漂移补偿方法。根据HRG误差模型分析了分步标定补偿方法的局限性,构建了基于BP神经网络的HRG漂移补偿模型,并引入动量算法,提升BP神经网络训练效率,利用三只自研的HRG进行了实验验证。实验结果表明:所提方法能够有效提升陀螺精度,同时简化标定和补偿流程,提高陀螺漂移补偿工作效率,相比现有分步标定补偿法,陀螺精度提升36.1%,标定补偿效率提升32.1%。 展开更多
关键词 半球谐振陀螺 BP神经网络 陀螺漂移补偿
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基于扩展卡尔曼滤波的磁干扰解耦姿态估计算法 被引量：1
4
作者 乔美英 杜衡 +1 位作者 韩昊天 邱运强 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第7期680-687,697,共9页
在利用磁惯性传感器组合解算姿态角的过程中,磁干扰对俯仰角和横滚角的估计精度产生显著影响。为此,提出一种基于扩展卡尔曼滤波的磁干扰解耦姿态估计算法(DMI-EKF)。首先,在乘性扩展卡尔曼滤波框架内,将四元数分解为估计四元数和误差... 在利用磁惯性传感器组合解算姿态角的过程中,磁干扰对俯仰角和横滚角的估计精度产生显著影响。为此,提出一种基于扩展卡尔曼滤波的磁干扰解耦姿态估计算法(DMI-EKF)。首先,在乘性扩展卡尔曼滤波框架内,将四元数分解为估计四元数和误差四元数,并将误差四元数作为状态量优化。接着,通过深入分析磁力计干扰信息对俯仰角和横滚角的影响机制,利用惯性传感器数据计算出的四元数提取水平磁矢量,结合加速度信息构建观测方程,实现磁干扰分离。动态实验表明:与传统EKF算法相比,所提算法的俯仰角和横滚角解算精度分别提升44.5%和50.2%,显著增强复杂环境下姿态估计的可靠性与准确性。 展开更多
关键词 四元数 扩展卡尔曼滤波 姿态估计 磁惯性传感器
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全维可观动态步长约束的单兵双足惯性定位方法
5
作者 赵辉 陈文彬 +1 位作者 刘宁 苏中 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第8期743-750,共8页
针对单兵双足惯性定位系统中存在的状态可观测度低及双足约束距离不可调问题,提出一种全维可观动态步长约束的单兵双足惯性定位方法。通过引入零速状态下相邻时刻状态差分作为伪量测,实现位置误差、速度误差和姿态误差的全维可观;同时... 针对单兵双足惯性定位系统中存在的状态可观测度低及双足约束距离不可调问题,提出一种全维可观动态步长约束的单兵双足惯性定位方法。通过引入零速状态下相邻时刻状态差分作为伪量测,实现位置误差、速度误差和姿态误差的全维可观;同时建立基于非零速运动加速度模值的双足最大约束距离估计模型,实现不同运动模式下的动态阈值调整。利用消费级低精度惯性传感器开展多组双足定位实验,结果表明:在双足慢走定位实验中,所提方法的定位误差为总行程的0.39%,相较于传统双足惯性定位方法,定位精度提升了3倍。 展开更多
关键词 单兵定位 惯性定位 双足约束 动态步长 全维可观
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基于动不平衡补偿的加速度计二次项系数的精确标定方法
6
作者 李巍 李大庆 +1 位作者 汤莉 刘逸康 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第3期293-300,共8页
针对精密离心机标定加速度计时其动不平衡误差将引入虚假二次项,导致加速度计二次项系数标定精度差,提出了一种基于动不平衡补偿的加速度计二次项系数精确标定方法。通过对称安装两只参考加速度计作为桥梁,提出轮询调度法和动不平衡误... 针对精密离心机标定加速度计时其动不平衡误差将引入虚假二次项,导致加速度计二次项系数标定精度差,提出了一种基于动不平衡补偿的加速度计二次项系数精确标定方法。通过对称安装两只参考加速度计作为桥梁,提出轮询调度法和动不平衡误差实时补偿技术,分离并抑制了离心机动不平衡误差对测试加速度计标定精度的影响,显著提升了二次项系数的标定准确性。参考加速度计表现出较稳定的不确定度,验证了其作为动不平衡实验基准器件的可行性。仿真结果表明,所提方法将加速度计二次项系数标定不确定度由2.59×10^(-6) g/g^(2)降低至5.83×10^(-8) g/g^(2),为高精度加速度计标定提供了技术支持和理论依据。 展开更多
关键词 精密离心机 动不平衡 加速度计 二次项系数 不确定度分析
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基于全局几何特征滑动优化的惯性/地图匹配误差辨识方法
7
作者 韩勇强 孙恩顺 +3 位作者 李贞旭 吴克强 叶响 陈家斌 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第10期1026-1033,1060,共9页
针对卫星拒止条件下陆用惯性/里程计航位推算系统(DR)长时间、大范围行驶自主定位精度下降问题,提出一种基于全局几何特征滑动优化的惯性/地图匹配误差辨识方法。首先,设计了一种基于轨迹几何特征的地图匹配算法,实现DR轨迹与电子地图... 针对卫星拒止条件下陆用惯性/里程计航位推算系统(DR)长时间、大范围行驶自主定位精度下降问题,提出一种基于全局几何特征滑动优化的惯性/地图匹配误差辨识方法。首先,设计了一种基于轨迹几何特征的地图匹配算法,实现DR轨迹与电子地图道路数据的精准匹配。其次,在得到精准的地图匹配结果后,采用基于全局几何特征滑动优化的DR误差辨识补偿方法,对导航系统的位置误差和里程计刻度系数误差进行辨识与补偿。车载实验结果表明,所提方法能够实现车辆大范围行驶条件下的高精度自主定位,多次大范围长距离(行驶里程均超过160 km)车载实验全程水平定位误差最大值为12.76 m,与传统的基于平移矢量补偿和基于相邻特征点辨识补偿方法相比,最大定位误差分别平均降低了53.1%和31.0%,均方根误差分别平均降低了50.0%和39.0%,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 航位推算 地图匹配 几何特征 滑动优化 误差修正
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基于高斯勒让德-二分迭代的实际导航性能评估方法
8
作者 钟伦珑 袁旭 +1 位作者 董巧丽 王崇赓 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第2期196-204,212,共10页
针对传统实际导航性能(ANP)迭代评估方法准确性和快速性难以均衡的问题,提出了一种基于高斯勒让德-二分迭代的ANP评估方法。首先,建立了ANP评估的数学模型,基于多传感器融合滤波理论,在位置估计协方差矩阵的特征值基础上,建立位置估计... 针对传统实际导航性能(ANP)迭代评估方法准确性和快速性难以均衡的问题,提出了一种基于高斯勒让德-二分迭代的ANP评估方法。首先,建立了ANP评估的数学模型,基于多传感器融合滤波理论,在位置估计协方差矩阵的特征值基础上,建立位置估计误差的二维概率密度函数,将组合导航的ANP评估建模成置信域表征参数求解问题。然后,应用高斯勒让德数值积分法减小每次迭代的运算量,同时结合二分迭代快速收缩搜索区间,减小方法迭代次数,避免动态积分区间带来的求积节点数选取困难问题,在保障准确性的同时提高快速性。仿真结果表明,与基于复化Simpson公式的传统方法相比,所提方法可在相同准确性要求下,将平均计算时间由15.69 ms减少到1.09 ms。 展开更多
关键词 多传感器融合 组合导航 实际导航性能 高斯勒让德 二分迭代
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基于高斯-柯西核的多AUV协同导航最大熵鲁棒滤波算法
9
作者 刘鹏飞 张倍铭 +3 位作者 刘鹏娇 刘晓健 刘昊 马国驹 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第5期487-494,530,共9页
多自主水下航行器(AUV)协同导航是水下多任务执行的关键技术之一。针对基于捷联惯性导航系统(SINS)/多普勒计程仪(DVL)的多AUV协同导航系统中,量测信息易受水下声道异常噪声影响导致定位精度下降的问题,提出一种基于高斯-柯西核的多AUV... 多自主水下航行器(AUV)协同导航是水下多任务执行的关键技术之一。针对基于捷联惯性导航系统(SINS)/多普勒计程仪(DVL)的多AUV协同导航系统中,量测信息易受水下声道异常噪声影响导致定位精度下降的问题,提出一种基于高斯-柯西核的多AUV协同导航滤波算法。首先,在SINS/DVL紧组合模型的基础上,推导了距离辅助修正模型。其次,为降低复杂水下环境中异常野值对协同精度的影响,提出基于高斯-柯西核的最大熵鲁棒滤波算法。湖试实验结果表明,所提算法的定位精度较卡尔曼滤波算法、Huber滤波算法和高斯核最大熵滤波算法分别提升70.3%、62.4%和35.4%,有效降低了水下复杂环境引起的异常噪声对定位精度的影响。 展开更多
关键词 惯性/多普勒计程仪 协同导航 相对距离 柯西核 最大熵
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半球谐振陀螺通道误差影响分析与全温补偿方法
10
作者 赵丙权 高方旭 +3 位作者 张勇刚 张海峰 李世杨 周彤 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第6期607-614,共8页
为了减小半球谐振陀螺在温度变化过程中增益误差、相位误差、非线性误差等通道误差与陀螺零偏的耦合,提升陀螺全温精度,提出了一种基于Elman神经网络对通道误差补偿的方法。首先,分析了增益误差、相位误差、非线性误差等通道误差对陀螺... 为了减小半球谐振陀螺在温度变化过程中增益误差、相位误差、非线性误差等通道误差与陀螺零偏的耦合,提升陀螺全温精度,提出了一种基于Elman神经网络对通道误差补偿的方法。首先,分析了增益误差、相位误差、非线性误差等通道误差对陀螺输出的影响机理,其次,建立了基于Elman神经网络的补偿模型。最后通过实验对建立的模型进行了验证。实验结果表明,由于辨识并补偿了耦合在陀螺阻尼不均中的通道误差,零偏在全温过程中的变化量减小,非线性得到改善,陀螺的全温精度由0.1132(°)/h提升至0.012(°)/h。 展开更多
关键词 半球谐振陀螺 全角模式 通道误差 零偏稳定性 温度补偿
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基于点-线-面特征和曼哈顿约束的鲁棒RGB-D里程计
11
作者 程向红 于兴云 +1 位作者 吴建峰 刘丰宇 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第7期688-697,共10页
为解决视觉定位系统在室内环境中由于低纹理和后端优化中的权重设置不合理而导致的位姿漂移问题,提出了一种鲁棒RGB-D里程计设计方案。首先,采用短线过滤和断线合并的策略改进EDLines算法,以提高线特征匹配的精度和速度;其次,通过结合... 为解决视觉定位系统在室内环境中由于低纹理和后端优化中的权重设置不合理而导致的位姿漂移问题,提出了一种鲁棒RGB-D里程计设计方案。首先,采用短线过滤和断线合并的策略改进EDLines算法,以提高线特征匹配的精度和速度;其次,通过结合平面深度一致验证和方向相关性来改进主导平面筛选方式,以精确初始化曼哈顿帧;最后,基于特征约束数量和特征重投影残差构建特征的置信度,并采用自适应非线性优化的方法,实现鲁棒的位姿估计。实验结果表明,相较于ORB-SLAM2、Planar-SLAM和Manhattan-SLAM,所提方案在ICL-NUIM数据集上的绝对轨迹均方根误差平均降低60.55%、26.35%和22.97%;在TUM数据集上的绝对轨迹均方根误差平均降低52.41%、54.52%和49.57%。此外,在真实世界场景实验中,相较于Planar-SLAM、Manhattan-SLAM,所提方案的轨迹端点漂移分别降低35.63%和20.00%。 展开更多
关键词 RGB-D里程计 点-线-面特征 曼哈顿约束 后端优化
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一种融合OBA/卡尔曼滤波的惯导行进间抗扰粗对准方法
12
作者 韩勇强 叶响 +3 位作者 李贞旭 范博文 孙恩顺 陈家斌 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第8期787-793,共7页
针对传统惯性/里程计组合行进间粗对准算法易受里程计误差及加速减速等特殊工况干扰的问题,提出一种融合优化对准算法(OBA)/卡尔曼滤波的惯导行进间抗扰粗对准方法。通过调整里程计速度估计微分区间,设计异步帧里程增量采样方法提升速... 针对传统惯性/里程计组合行进间粗对准算法易受里程计误差及加速减速等特殊工况干扰的问题,提出一种融合优化对准算法(OBA)/卡尔曼滤波的惯导行进间抗扰粗对准方法。通过调整里程计速度估计微分区间,设计异步帧里程增量采样方法提升速度估计准确性;利用OBA粗对准方法构造的观测矢量,建立失准角与里程刻度误差估计模型,实现行进间车载里程计刻度系数的快速标定与精确对准。车载实验表明,所提方法较传统OBA方法行进间粗对准时间平均缩短16 s,3 min对准时间内航向角精度提高40.2%,具备更快的收敛速度与更高对准精度,可在粗对准阶段有效辨识并补偿里程刻度误差。 展开更多
关键词 行进间粗对准 优化对准 卡尔曼滤波 实时标定
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一种果园特征识别与定位的导航方法
13
作者 王丹丹 祝朝坤 +2 位作者 杜雪 谭开拓 伍龙 《河南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期113-120,I0015,共9页
针对高山丘陵等复杂果园环境中,植保无人机导航作业精度低,果实特征位置估计误差大,且果树特征提取中噪声多等问题,提出了一种基于四元数的平方根容积卡尔曼滤波算法,该算法以姿态四元数误差及陀螺仪漂移误差为状态量,以SINS/SLAM组合... 针对高山丘陵等复杂果园环境中,植保无人机导航作业精度低,果实特征位置估计误差大,且果树特征提取中噪声多等问题,提出了一种基于四元数的平方根容积卡尔曼滤波算法,该算法以姿态四元数误差及陀螺仪漂移误差为状态量,以SINS/SLAM组合导航的姿态四元数为量测量,并进行时间更新与量测更新;同时,采用Kmeans等方法处理田园环境信息,实现了较高精度的果树特征的提取.基于四元数的平方根CKF算法,既解决了传统四元数的规范化问题,降低了传统四元数的平方根UKF算法的状态维数及计算复杂度,与四元数SRUKF、四元数SRCDKF算法比较,仿真实验结果表明新算法估计横滚角、俯仰角、航偏角误差均值分别为0.05°、0.08°、0.03°,误差均为最小,且算法精度较四元数SRUKF-SLAM算法提高了30%左右.在较大初始角误差条件下,进行对SRCKF、CKF、SRUKF 3种滤波算法的估计误差对比,实验表明SRCKF算法均具有最高的滤波精度,且滤波收敛速度最快、稳定性最好. 展开更多
关键词 四元数 状态模型 平方根容积卡尔曼滤波 姿态估计 数值稳定性
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微机电陀螺自动静电调谐及智能优化方法
14
作者 李崇 张帅 +2 位作者 曾铭斐 张侠 董科 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第4期367-375,共9页
针对微机电(MEMS)陀螺参数机理复杂、调谐电压标定过程困难的问题,提出了一种基于精准误差辨识与复合粒子搜索的调谐电压自动整定算法。首先通过MEMS陀螺动力学建模分析了自动调谐原理及可行性;然后通过设计精准频差和耦合辨识方法,定... 针对微机电(MEMS)陀螺参数机理复杂、调谐电压标定过程困难的问题,提出了一种基于精准误差辨识与复合粒子搜索的调谐电压自动整定算法。首先通过MEMS陀螺动力学建模分析了自动调谐原理及可行性;然后通过设计精准频差和耦合辨识方法,定量分析MEMS陀螺两模态的频差大小和正交耦合程度;最后设计了基于网格搜索和粒子群优化算法复合式调谐电压自动搜索算法,利用自动控制方法实现了对MEMS陀螺静电调谐参数最优化整定。实验结果表明,该算法标定后的陀螺频差小于10mHz,正交耦合程度小于5%;不仅实现了无人值守的全自动参数整定,且相比于人工标定,两个测试陀螺的零偏不稳定性得到了进一步优化,零偏不稳定性分别从1.05(°)/h、0.76(°)/h提升至0.67(°)/h、0.47(°)/h,提升了36%以上,结果的一致性分别从0.145(°)/h、0.070(°)/h提升至0.043(°)/h、0.029(°)/h,提高了58%以上,验证了所提方法的优越性。 展开更多
关键词 微机电陀螺 静电调谐 频差与正交耦合 自动整定
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基于重力灯塔导航的水下重力匹配导航算法
15
作者 肖云 张锦柏 +3 位作者 陈垲宁 孙玮萱 洪晓东 曹杰 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第7期663-671,共9页
重力匹配导航是水下长时间、自主、静默、精确导航的关键技术之一,但由于其在重力特征不显著海域易出现误匹配,制约了在水下实际场景的有效应用。针对此问题,提出了一种基于重力灯塔导航的匹配方法,联合优良适配区筛选策略与重力二维图... 重力匹配导航是水下长时间、自主、静默、精确导航的关键技术之一,但由于其在重力特征不显著海域易出现误匹配,制约了在水下实际场景的有效应用。针对此问题,提出了一种基于重力灯塔导航的匹配方法,联合优良适配区筛选策略与重力二维图像匹配算法,实现高精度重力灯塔导航,数值仿真验证了所提方法可提升匹配导航精度。数值仿真结果表明,重力灯塔导航在实验区选出优良适配区,显著增强导航过程中重力特征信息的利用,降低误匹配风险,导航精度提升了70%,可显著校正惯导漂移误差。 展开更多
关键词 水下导航 重力匹配导航 惯性导航 重力特征参数 适配区
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无人车辆室内外无缝定位的区域识别方法
16
作者 杨秀建 杨义兴 张生斌 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第10期1016-1025,共10页
针对无人车辆室内外无缝定位过程中难以准确判定车辆所处区域的问题,提出了一种无人车辆室内外无缝定位的区域识别方法。首先,设计基于粒子群优化的支持向量机(PSO-SVM)与隐马尔可夫模型(HMM)的联合预测模型,并利用传感器获取环境特征... 针对无人车辆室内外无缝定位过程中难以准确判定车辆所处区域的问题,提出了一种无人车辆室内外无缝定位的区域识别方法。首先,设计基于粒子群优化的支持向量机(PSO-SVM)与隐马尔可夫模型(HMM)的联合预测模型,并利用传感器获取环境特征数据作为模型输入,得到区域识别结果;然后,引入三种环境模型描述车辆所处环境,根据区域识别结果选择相应的量测信息;最后,利用区域切换概率更新交互式多模型算法(IMM)中三个环境子模型的切换概率,从而提高无人车辆的室内外无缝定位环境区域识别的准确性和定位精度。实车实验结果表明,联合识别方法在区域识别中的准确性为98.09%,相较于单独使用PSO-SVM或HMM分别提升了2.13%和9.53%。进一步实验表明,与传统的联邦卡尔曼滤波算法(FKF)以及IMM算法相比,采用所提区域识别方法的平均定位精度分别提高了43.75%和22.30%。 展开更多
关键词 无人车辆 区域识别 多源融合 交互多模型算法 室内外无缝定位
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融合深度学习与多模型滤波的无人车协同导航方法
17
作者 肖烜 段宇轩 +2 位作者 唐嘉乔 涂青蓝 沈凯 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第5期479-486,共8页
为了提升复杂环境下的协同导航精度与鲁棒性,提出了融合深度学习与多模型滤波的无人车协同导航方法。将深度学习网络与交互式多模型预测算法(IMM)深度融合,并融入协同导航系统的设计中,实现了数据层面的高效融合与互补,显著增强了导航... 为了提升复杂环境下的协同导航精度与鲁棒性,提出了融合深度学习与多模型滤波的无人车协同导航方法。将深度学习网络与交互式多模型预测算法(IMM)深度融合,并融入协同导航系统的设计中,实现了数据层面的高效融合与互补,显著增强了导航系统在复杂、高动态环境中的适应性与精确性。复杂环境下实车实验结果表明,在200 m的测试路径上,所提方法协同导航系统最大误差为0.3 m,较最初的激光/惯性协同导航方法提升了27.9%,验证了所提方法在卫星拒止环境下协同导航系统的显著优势与工程实用价值,为未来智能无人系统在拒止条件下的自主导航提供了有力的技术支撑。 展开更多
关键词 协同导航 拒止环境 点云检测 深度学习 交互式多模型
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基于改进FSM步态检测的PDR定位算法
18
作者 王中元 王少威 +2 位作者 杨振宇 丁旭东 徐丽晶 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第2期133-139,共7页
为提高行人航迹推算(PDR)的定位精度,提出一种基于改进有限状态机(FSM)步态检测的PDR定位算法。通过引入基于K近邻的手机姿态识别算法,实现FSM步态检测算法中各项判断阈值的自适应调整,从而提高步态检测的精度和普适性,并针对不同手机... 为提高行人航迹推算(PDR)的定位精度,提出一种基于改进有限状态机(FSM)步态检测的PDR定位算法。通过引入基于K近邻的手机姿态识别算法,实现FSM步态检测算法中各项判断阈值的自适应调整,从而提高步态检测的精度和普适性,并针对不同手机姿态建立相应的Weinberg步长估计模型,增强PDR定位的鲁棒性。实验结果表明,改进步态检测算法不仅可以有效适应各种运动状态,而且各种手机姿态下的检测准确率均达到95%以上;相比基于波峰检测法的PDR模型,改进的PDR模型在四种手机姿态下的距离误差分别减小了91.4%、91.1%、84.6%和33.5%;而与基于传统FSM的PDR模型相比,距离误差则分别减小了61.5%、45.9%、78.5%和3.9%,有效提高了PDR定位精度。 展开更多
关键词 行人航迹推算 有限状态机 步态检测 模式识别
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基于CMA-ES算法的集成光学陀螺中弯曲波导损耗优化
19
作者 黄腾超 蒋知佑 +3 位作者 赵薪然 张义 赵子强 梁璀 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第6期601-606,共6页
片上集成敏感环圈是集成光学陀螺仪的基本组成部分之一,其环长直接决定陀螺仪的零偏稳定性和角度随机游走。传感环的直波导传输损耗和弯曲波导辐射损耗共同决定了敏感环圈的最终品质。优化弯曲波导的结构以降低其辐射损耗是提高片上集... 片上集成敏感环圈是集成光学陀螺仪的基本组成部分之一,其环长直接决定陀螺仪的零偏稳定性和角度随机游走。传感环的直波导传输损耗和弯曲波导辐射损耗共同决定了敏感环圈的最终品质。优化弯曲波导的结构以降低其辐射损耗是提高片上集成陀螺仪性能的关键技术之一。通过引入CMA-ES算法设计片上集成传感环上的90°弯曲波导结构,对弯曲波导的几何参数进行了全局空间下的有效优化。仿真结果表明,对于截面3μm×0.15μm的90°氮化硅弯曲波导,在弯曲半径达到200μm以上时可以将弯曲波导的损耗优化降低至10^(-4)d B/90°的水平。证明了CMA-ES算法可以有效优化片上集成传感环的设计、降低其损耗,从而提升集成光学陀螺仪的性能指标,具有工程应用价值。 展开更多
关键词 CMA-ES算法 集成光学陀螺 弯曲光波导
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船舶极地航行导航误差校正法分析
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作者 李成海 冯曰林 +1 位作者 辛小辰 胡甚平 《集美大学学报(自然科学版)》 2025年第3期244-252,共9页
为了消除船舶极地航行时惯导系统因时长累积而成的导航误差,提出船舶模型坐标系下的双点校正法,用以预估和补偿陀螺值漂移量。此方法根据F方程式和σ方程式,构建船舶漂移角σ、格网航行方向误差和船位偏差三者关系,以及船舶漂移角和陀... 为了消除船舶极地航行时惯导系统因时长累积而成的导航误差,提出船舶模型坐标系下的双点校正法,用以预估和补偿陀螺值漂移量。此方法根据F方程式和σ方程式,构建船舶漂移角σ、格网航行方向误差和船位偏差三者关系,以及船舶漂移角和陀螺值漂移量间关系;推出双点校正法的校正措施,通过风浪流观测误差和船舶模型坐标系陀螺值漂移量关系预估和补偿陀螺值漂移量。在外力作用下,系统取得两次船首向和船位数据后,预估陀螺值漂移量,对陀螺值漂移进行补偿,并对惯导格网航向方向误差和船位偏差进行重调,从而实现系统校正。从仿真验证看出,双点校正法可精准预估船舶模型坐标系下陀螺值漂移量,且系统通过实时重调和补偿,最大限度减少了因时长累积而形成的导航误差,提升了船舶极地航行导航能力。 展开更多
关键词 极地航行 惯导系统 外力作用 船舶模型漂移角 陀螺值漂移 校正法
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