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基于动态点实时滤除与回环优化的SLAM方法
1
作者 张硕 李季轩 +1 位作者 宿玉康 吴雨洋 《北京理工大学学报》 北大核心 2026年第1期47-60,共14页
针对同步定位与实时建图(SLAM)领域中动态干扰引起地图失真及定位漂移工况下回环失效的问题,提出一种融合动态点实时滤除与回环优化的SLAM方法.基于现有多传感器融合SLAM框架,设计点云预处理并优化回环检测.采用栅格特征分析实现地面分... 针对同步定位与实时建图(SLAM)领域中动态干扰引起地图失真及定位漂移工况下回环失效的问题,提出一种融合动态点实时滤除与回环优化的SLAM方法.基于现有多传感器融合SLAM框架,设计点云预处理并优化回环检测.采用栅格特征分析实现地面分割,并结合栅格占有率统计滤除动态点,抑制运动干扰以优化SLAM建图结果.以二进制三角形描述符匹配检索替代半径搜索法,通过几何特征匹配实现回环初判并生成粗匹配位姿;将该位姿作为迭代最近点算法初始值,更鲁棒地加速点云配准以优化SLAM定位结果.实验表明,该方法在动态场景中能快速实时消除地图动态干扰,降低回环耗时,提升SLAM系统定位鲁棒性与建图可靠性. 展开更多
关键词 多传感器融合SLAM 地面分割 动态点滤除 二进制三角形描述符 回环检测
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多传感信息融合下的煤矿钻机状态远程在线监测研究
2
作者 王德伟 张灿明 《煤矿机械》 2026年第1期213-219,共7页
针对煤矿井下钻机状态监测中存在的多源传感器数据时空失配、噪声干扰强、故障特征微弱等问题,提出了一种基于多传感信息融合的远程在线监测系统。在硬件层面,设计以ATMEGA128L低功耗微处理器为核心的嵌入式采集节点,集成振动、温度、... 针对煤矿井下钻机状态监测中存在的多源传感器数据时空失配、噪声干扰强、故障特征微弱等问题,提出了一种基于多传感信息融合的远程在线监测系统。在硬件层面,设计以ATMEGA128L低功耗微处理器为核心的嵌入式采集节点,集成振动、温度、转速等多种传感器,通过LoRa与工业以太网实现数据可靠回传;在软件层面,提出时序对齐与一阶加权滑动平均去噪方法,解决数据异步与噪声耦合问题;进一步提取峰值、均值、均方根、波形指标与峭度等多维时域特征,并引入轻量化熵权融合机制,实现对轴承点蚀、齿轮断齿等隐性故障的敏感识别;最后,采用改进的集成学习算法,在边缘侧完成钻机运行状态的实时诊断。现场应用结果表明,该系统一致性指数稳定在0.9~1.0,可识别正常、异常、维修、故障4类状态,平均响应延迟低于200 ms,为煤矿钻机预测性维护提供了可部署、高可靠的一体化解决方案。 展开更多
关键词 钻机 多传感信息融合 嵌入式系统 熵权特征融合 集成学习 远程在线监测
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柱塞泵多传感器故障信号PSO-BP与D-S融合诊断分析
3
作者 刘小华 《技术与市场》 2026年第1期97-100,共4页
单一振动、压力和温度传感器在塞泵故障诊断时存在效率偏低的问题,在粒子群优化算法-强化前馈型(PSO-BP)诊断层基础上利用D-S证据理论对多传感器信号进行融合处理,建立了一种柱塞泵多传感器故障信号PSO-BP与D-S融合诊断方法,并开展测试... 单一振动、压力和温度传感器在塞泵故障诊断时存在效率偏低的问题,在粒子群优化算法-强化前馈型(PSO-BP)诊断层基础上利用D-S证据理论对多传感器信号进行融合处理,建立了一种柱塞泵多传感器故障信号PSO-BP与D-S融合诊断方法,并开展测试分析。结果表明:单一振动、压力和温度的故障识别准确率分别为71.1%、69.5%、78.8%,融合诊断准确率大幅提高,整个系统的故障识别率达98%以上,对柱塞磨损故障的判断效果最好,显著降低了辨别结果的不确定性。 展开更多
关键词 柱塞泵 故障诊断 多源传感器 数据融合
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基于多传感器融合的农业机械轴承半监督故障诊断方法
4
作者 李嘉琪 夏尚飞 李东民 《农机化研究》 北大核心 2026年第3期94-102,共9页
针对传统图神经网络只基于单传感器通道建立样本关联图,易受噪声和采集方式的干扰导致样本间关联关系欠缺的问题,提出了基于多传感器融合的农业机械轴承半监督故障诊断方法(MSF-MCGCN)。基于轴承样本的时域、频域特征,采用基于多个传感... 针对传统图神经网络只基于单传感器通道建立样本关联图,易受噪声和采集方式的干扰导致样本间关联关系欠缺的问题,提出了基于多传感器融合的农业机械轴承半监督故障诊断方法(MSF-MCGCN)。基于轴承样本的时域、频域特征,采用基于多个传感器通道的农业机械滚动轴承样本关联图构建方法,从各传感器提取样本之间的关联信息,起到了样本间关联关系互补作用,克服了由于噪声和采集方式的干扰导致单一通道下样本关联关系欠缺的问题;通过多通道图卷积网络完成各传感器特征之间的信息融合,最终得到包含样本间关联信息和多传感器信号的样本特征表示,有效克服了样本间的多通道完备关联关系难以有效融合的问题;在轴承数据集上对MSF-MCGCN方法进行了实验验证,结果表明,MSF-MCGCN在仅使用5%的有标签数据进行训练时,模型诊断准确率达96.19%,为有限样本标签下农业机械轴承的故障诊断提供了新思路。 展开更多
关键词 轴承 故障诊断 多传感器融合 多通道图卷积网络 农业机械运维
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一种面向多导航传感器数据融合的改进多尺度联邦卡尔曼滤波算法
5
作者 邵卓青 李智 +3 位作者 李磊 李新宇 朱思思 郑开元 《科学技术创新》 2026年第2期66-71,共6页
针对水下机器人多传感器组合导航中噪声干扰强、测量数据多尺度特性明显的问题,本文提出了一种改进型多尺度联邦卡尔曼滤波算法。该方法利用小波变换对SINS/GPS/USBL和SINS/DVL子系统输出进行多尺度分解,在不同尺度下独立实施卡尔曼滤波... 针对水下机器人多传感器组合导航中噪声干扰强、测量数据多尺度特性明显的问题,本文提出了一种改进型多尺度联邦卡尔曼滤波算法。该方法利用小波变换对SINS/GPS/USBL和SINS/DVL子系统输出进行多尺度分解,在不同尺度下独立实施卡尔曼滤波,实现噪声抑制与特征提取。采用无反馈式联邦滤波结构,在保证容错性的同时降低计算负荷。仿真结果表明,与传统联邦滤波相比,所提算法在东、北向位置估计均方根误差分别降低21.26%和23.79%,速度估计精度提升18.75%和17.50%,显著提升了水下机器人在复杂水域中的导航精度与稳定性。 展开更多
关键词 多传感器融合 联邦卡尔曼滤波 多尺度分析 小波变换
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基于STM32的多传感智能小车控制系统设计
6
作者 郭峻宇 白英凯 +1 位作者 方孜儇 吴倩仪 《汽车电器》 2026年第1期54-56,共3页
为满足智能移动机器人在简单环境下的导航需求,本文设计基于STM32F103C8微控制器的智能移动平台控制系统。该系统集成超声波传感器、四路红外传感器及光敏电阻等感知设备,采用TB6612FNG驱动芯片控制四轮直流减速电机,通过蓝牙实现手机... 为满足智能移动机器人在简单环境下的导航需求,本文设计基于STM32F103C8微控制器的智能移动平台控制系统。该系统集成超声波传感器、四路红外传感器及光敏电阻等感知设备,采用TB6612FNG驱动芯片控制四轮直流减速电机,通过蓝牙实现手机远程控制,实现自主避障、红外循迹、光源追踪、蓝牙遥控等功能。测试结果显示,避障成功率达90%,循迹精度控制在5 cm以内,追光响应延迟小于0.5 s,蓝牙控制延迟小于0.3 s。该系统为汽车辅助驾驶系统的环境感知模块开发提供低成本验证平台。 展开更多
关键词 STM32微控制器 多传感器融合 智能控制 嵌入式系统 汽车电子
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一种消防车液压油检测装置的模块化设计
7
作者 尹生平 廖勇武 李敏 《内燃机与配件》 2026年第1期96-98,共3页
消防车作为应急救援的核心设备,其液压系统的可靠性直接关系到救援任务的成败。液压油质量劣化(如酸度异常、颗粒污染、水分超标)是导致系统故障的主要原因,现有检测设备存在功能单一、体积大、实时性差、难以适配复杂工况等问题,难以... 消防车作为应急救援的核心设备,其液压系统的可靠性直接关系到救援任务的成败。液压油质量劣化(如酸度异常、颗粒污染、水分超标)是导致系统故障的主要原因,现有检测设备存在功能单一、体积大、实时性差、难以适配复杂工况等问题,难以满足消防车的高可靠性需求。本文针对消防车液压油检测痛点,设计了一种基于多传感器融合技术的模块化检测装置。该装置由检测模块、数据处理模块与显示报警模块组成,通过高精度传感器与嵌入式系统协同工作,实现了液压油状态的实时监测、智能诊断与主动预警,具有高度集成、响应迅速、易于维护的特点,为消防车液压系统的智能管理提供了切实可行的解决方案。 展开更多
关键词 液压油检测 多传感器融合 模块化设计
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煤矿刮板输送机智能化故障诊断系统设计研究
8
作者 孔令成 《煤矿机械》 2026年第1期188-192,共5页
刮板输送机作为煤矿综采工作面的核心运输设备,其运行可靠性直接影响煤矿生产效率与作业安全。针对传统刮板输送机故障诊断依赖人工巡检、诊断滞后、准确率低等问题,设计了一种基于多传感器融合与BP神经网络的智能化故障诊断系统。首先... 刮板输送机作为煤矿综采工作面的核心运输设备,其运行可靠性直接影响煤矿生产效率与作业安全。针对传统刮板输送机故障诊断依赖人工巡检、诊断滞后、准确率低等问题,设计了一种基于多传感器融合与BP神经网络的智能化故障诊断系统。首先,分析刮板输送机关键部件的常见故障机理,确定振动、温度、电流为核心监测参数;其次,完成该系统硬件设计,包括传感器选型与布置、数据采集模块及以太网通信模块搭建;最后,通过MATLAB构建BP神经网络故障诊断模型,采用煤矿现场采集的1 200组工况数据对模型进行训练与验证。实验结果表明:该系统对刮板输送机典型故障的诊断准确率达到96.8%,响应时间少于0.5 s,可实现故障的实时监测与精准识别,为煤矿机械的智能化运维提供了技术支撑。 展开更多
关键词 刮板输送机 智能化故障诊断 多传感器融合 BP神经网络 数据采集
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低矮巷道用向下取杆全自动钻机开发与应用
9
作者 姚康宇 彭光宇 姚亚峰 《煤矿机械》 2026年第1期162-165,共4页
为提高煤矿井下钻机的自动化水平、减少井下施工人员数量、优化井下作业环境,基于ZDY4500LFK型钻机的技术积累,研制了新一代ZDY4500LPK自动钻机。该钻机在机械结构设计、电控系统和功能方面实现了显著的技术创新,特别是转运器及杆仓结... 为提高煤矿井下钻机的自动化水平、减少井下施工人员数量、优化井下作业环境,基于ZDY4500LFK型钻机的技术积累,研制了新一代ZDY4500LPK自动钻机。该钻机在机械结构设计、电控系统和功能方面实现了显著的技术创新,特别是转运器及杆仓结构设计、向下取杆式杆仓、三大核心自研技术、多传感器协同控制和三层故障诊断。通过对比分析,重点考察了其核心结构优化及电控系统的特点。研究结果表明,ZDY4500LPK型钻机结构设计更加先进,性能指标显著提升,适应性更强;在转运器和杆仓结构的优化及电控系统控制方面进行了技术创新,充分验证了其在井下钻机自动化领域的技术优势。 展开更多
关键词 全自动钻机 一体式结构 多传感器系统 故障诊断 智能化钻进
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智能化监测系统在水利工程中的应用与发展
10
作者 张海亮 施春华 赵珂 《科学技术创新》 2026年第2期169-172,共4页
数字化技术推动智能监测系统在水利工程中快速发展。物联网与分布式采集网络实现全面监测,多传感器融合提升水文参数精度,AI算法优化水位预测,大数据与云计算支撑海量数据处理。在大坝安全与灌区调度及水质监测以及防洪预警等应用中效... 数字化技术推动智能监测系统在水利工程中快速发展。物联网与分布式采集网络实现全面监测,多传感器融合提升水文参数精度,AI算法优化水位预测,大数据与云计算支撑海量数据处理。在大坝安全与灌区调度及水质监测以及防洪预警等应用中效果显著,智能监测系统在精度与效率及智能化水平方面表现优异前景广阔。 展开更多
关键词 智能化监测系统 物联网技术 多传感器融合 人工智能算法 水利工程
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地铁直线电机多模态智能感知与预警系统研究
11
作者 邓芋蓝 孙涛 林飞振 《计量与测试技术》 2026年第1期65-67,共3页
针对地铁直线电机在运行时存在多参数感知难、有线部署局限性较大及故障预测滞后性等问题,提出一种多模态感知与智能预警系统。系统由多模态传感器、低功耗LoRa网关及AI预测模型通过无线组网方式构成,可实现对直线电机地铁应力、振动及... 针对地铁直线电机在运行时存在多参数感知难、有线部署局限性较大及故障预测滞后性等问题,提出一种多模态感知与智能预警系统。系统由多模态传感器、低功耗LoRa网关及AI预测模型通过无线组网方式构成,可实现对直线电机地铁应力、振动及温度等参数的实时监测与智能预警,为地铁的安全运行提供技术撑。 展开更多
关键词 地铁直线电机 多模态传感器 AI预测模型 智能预警
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多传感器作物表型时间同步采集方法 被引量：1
12
作者 赵燕东 刘浩宇 +2 位作者 宋润泽 盛文溢 张漫 《农业机械学报》 北大核心 2025年第3期58-66,共9页
在作物多源信息同步采集方面,集成多源传感器实现作物表型信息的同步采集,已成为当前作物表型获取的趋势。本文针对非结构化环境下动态同步采集关键难题,为精确同步地捕捉作物在特定时刻的多维表型特征数据,设计基于深度相机、双目相机... 在作物多源信息同步采集方面,集成多源传感器实现作物表型信息的同步采集,已成为当前作物表型获取的趋势。本文针对非结构化环境下动态同步采集关键难题,为精确同步地捕捉作物在特定时刻的多维表型特征数据,设计基于深度相机、双目相机、热红外相机、多光谱相机的固定式多表型性状的成像单元装置,开展基于精准时间协议(Precision time protocol,PTP)下传感器数据的时间同步采集研究,突破多源异构传感器时间同步并行采集技术,实现非结构化环境作物表型多维成像特征的时间同步采集。针对系统的时间同步性和稳定性,进行了连续72 h的测试,各传感器所属的授时板系统时钟(从时钟)与授时板1-PTP时钟(主时钟)之间的时间同步误差均方根均在132 ns以内,长期抖动均在286 ns以内。这一结果表明,时间同步误差符合技术指标要求;对农作物进行高强度的连续采样,进行了100次试验以评估系统的稳定性和可靠性,结果表明系统在整个试验过程中表现出良好的稳定性能,能够稳定地完成连续采集任务;在时间同步的条件下,各传感器通过授时板实现同步触发,采集时间误差控制在1 ms以内。该系统在稳定性和动态性能方面均符合农业生产的实际使用需求。 展开更多
关键词 PTP 作物表型 时间同步 多传感器
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基于多传感器融合的异步电动机故障诊断研究 被引量：2
13
作者 古玉锋 肖子叶 +2 位作者 燕钢强 黎程山 李昆鹏 《机床与液压》 北大核心 2025年第7期16-23,共8页
针对电动机故障诊断方法中存在的单一传感器信号所含故障信息有限以及浅层学习模型故障诊断准确率较低等问题,提出一种基于多传感器融合的卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络的故障诊断方法。通过多传感器同步采集电动机的多源信... 针对电动机故障诊断方法中存在的单一传感器信号所含故障信息有限以及浅层学习模型故障诊断准确率较低等问题,提出一种基于多传感器融合的卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络的故障诊断方法。通过多传感器同步采集电动机的多源信息,并结合多源同类传感器信息的性质和特点,采用基于熵权法的数据加权融合方法,实现了电动机多源同类信息的数据层融合。构建CNN-LSTM故障诊断模型,自动提取多源异类信息的特征,完成特征层融合。最后,通过搭建三相异步交流电动机故障模拟实验平台,对该故障诊断算法进行实验验证。结果表明:该方法可有效实现电动机定子、转子及轴承的故障诊断,平均准确率达到99.53%,与1D-CNN、LSTM及仅使用单一振动信号的CNN-LSTM模型相比,准确率分别提高了6.41%、9.11%、28.39%。 展开更多
关键词 异步电动机 故障诊断 多传感器融合
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基于多传感器的火灾检测仿真实验系统 被引量：1
14
作者 张佳 辛斌 王蕾 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第5期42-47,共6页
为了提供面向学生的传感器火灾检测实验平台,设计了基于Stacking集成学习的火灾检测算法和基于长短期记忆神经网络自编码器(LSTM-AE)的异常检测算法,并搭建了基于LabVIEW和MATLAB软件混合编程的多传感器火灾检测仿真实验系统。该系统能... 为了提供面向学生的传感器火灾检测实验平台,设计了基于Stacking集成学习的火灾检测算法和基于长短期记忆神经网络自编码器(LSTM-AE)的异常检测算法,并搭建了基于LabVIEW和MATLAB软件混合编程的多传感器火灾检测仿真实验系统。该系统能够根据实际需求调整算法参数,有效检测火灾及传感器故障,且能够可视化检测结果。这符合新工科教育中“学生中心、产出导向”的先进理念,在提高教学效率的同时避免了可能的危险和浪费,为培养具备创新思维、实践能力和安全意识的复合型人才提供了有力支撑。 展开更多
关键词 多传感器 火灾检测 故障检测 仿真实验
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基于响应面分析下中草药移栽机的优化设计 被引量：1
15
作者 赵厚睿 刘臻 《农机化研究》 北大核心 2025年第1期135-141,共7页
通过响应面分析法对中草药移栽机进行优化设计,以提高中草药种植效率和质量。首先,选取移栽速度、移栽深度和移栽器械倾角3个因素作为设计变量,选取移栽成功率和移栽损伤率作为评价指标;在此基础上,设计了一个采用多种传感器组合的控制... 通过响应面分析法对中草药移栽机进行优化设计,以提高中草药种植效率和质量。首先,选取移栽速度、移栽深度和移栽器械倾角3个因素作为设计变量,选取移栽成功率和移栽损伤率作为评价指标;在此基础上,设计了一个采用多种传感器组合的控制系统,采用模糊控制算法进行控制,并通过试验得到的数据进行响应面分析,得出了最优设计方案。研究结果表明:最优移栽速度为0.2 m/s,最优移栽深度为15 cm,最优移栽器械倾角为25°;通过优化设计,中草药移栽机的移栽成功率提高了11.8%,移栽损伤率降低了9.6%,取得了较好的效果。 展开更多
关键词 移裁机 响应面分析 参数优化 多传感器 中草药
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基于激光和视觉SLAM的自主导航机器人系统设计 被引量：1
16
作者 邓开连 唐志伟 +3 位作者 刘浩 陈根龙 李晓丽 黄荣 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第6期1592-1600,共9页
针对导航机器人在复杂环境下可能会出现导航陷入局部最优解、建图环境映射不充分的问题,提出一种基于激光和视觉SLAM的多传感器融合机器人设计方案。机器人采用基于萤火虫算法优化的建图算法Gmapping和自适应蒙特卡罗定位算法实现二维... 针对导航机器人在复杂环境下可能会出现导航陷入局部最优解、建图环境映射不充分的问题,提出一种基于激光和视觉SLAM的多传感器融合机器人设计方案。机器人采用基于萤火虫算法优化的建图算法Gmapping和自适应蒙特卡罗定位算法实现二维同步定位与建图;采用多传感器融合算法融合激光雷达、深度相机、轮式里程计、IMU实现三维同步定位与建图;提出一种分层并行A*(hierarchical parallel A*,HPA*)全局路径规划算法。实验结果表明,融合方案实现了对复杂环境的建图、定位和路径规划,导航的RMSE和MAE比传统方案分别下降了27.27%和26.76%。 展开更多
关键词 ROS机器人操作系统 移动机器人 自主导航 同步定位与建图 路径规划 多传感器融合 粒子滤波
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VIG-SLAM:基于自适应多传感器融合的SLAM算法 被引量：1
17
作者 黄超 黄予昕 +1 位作者 杨泽彬 张毅 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第5期67-74,共8页
在缺乏全球定位系统(GPS)信号的环境中,仅依赖视觉惯性里程计的同步定位与建图(SLAM)算法虽能实现局部精确定位,但长距离移动时累积误差显著,导致定位精度下降。同时,尽管GPS能够提供全局位置信息,但在城市峡谷、隧道等复杂环境中,信号... 在缺乏全球定位系统(GPS)信号的环境中,仅依赖视觉惯性里程计的同步定位与建图(SLAM)算法虽能实现局部精确定位,但长距离移动时累积误差显著,导致定位精度下降。同时,尽管GPS能够提供全局位置信息,但在城市峡谷、隧道等复杂环境中,信号容易受到遮挡和干扰,导致定位性能不稳定,限制了其在复杂环境中的应用。为了解决上述问题,提出了VIG-SLAM算法,将视觉/惯导/轮速计紧耦合定位系统(VIW)与GPS数据进行自适应融合。首先,构建了GPS精度因子模型与异常检测机制,以评估并动态选择适合融合的高质量GPS数据。其次,提出了一种改进的自适应时间差补偿策略,解决GPS与VIW系统时间戳不匹配的问题,同时,在时间差补偿中动态调整GPS信号的权重,提升在复杂环境下的定位精度与鲁棒性。最后,构建了包含GPS约束的全局位姿图优化模型,将GPS全局定位信息作为全局约束,与VIW局部定位信息进行互补,实现大场景下的鲁棒定位。在公开数据集上以及真实实验场景中验证了所提方法的有效性,实验结果表明,相比当前主流视觉SLAM算法,提出的的VIG-SLAM算法平均定位精度至少提高15%,具有较强的鲁棒性和精度优势。 展开更多
关键词 SLAM GPS 位姿图优化 多传感器融合
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融合多传感器数据的采煤机截齿失效诊断方法 被引量：2
18
作者 何武林 彭继慎 《传感技术学报》 北大核心 2025年第2期309-315,共7页
截齿失效诊断需要使用一系列传感特征信号参数来诊断,当多个传感特征信号交互出现后,其相互间形成的干扰将导致无法准确判断截齿的状态。提出一种融合多传感器数据的采煤机截齿失效诊断方法。建立采煤机截齿失效多传感特征融合模型,完... 截齿失效诊断需要使用一系列传感特征信号参数来诊断,当多个传感特征信号交互出现后,其相互间形成的干扰将导致无法准确判断截齿的状态。提出一种融合多传感器数据的采煤机截齿失效诊断方法。建立采煤机截齿失效多传感特征融合模型,完成传感特征融合。建立截齿多传感融合特征样本的模糊隶属度函数模型,按照截齿参数设定变量,获得不同传感特征变量的模糊熵值,线性分析传感融合特征模糊熵值与截齿失效间关系。以截齿失效状态模糊熵值作为基本概率分配函数核,求解将待诊断样本的隶属度函数,对比正常和失效的隶属度特征,实现高效诊断。仿真数据证明:所提方法在空载和正常两种测试情况下的载荷范围诊断误差均在3 N以内,诊断耗时为25 ms。 展开更多
关键词 机械故障诊断 失效诊断 多传感器数据 采煤机截齿 基本概率分配函数 模糊熵值
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基于多传感器融合的液压支架位姿精确感知方法 被引量：2
19
作者 马长青 李旭阳 +3 位作者 李峰 毛俊杰 魏祥宇 马肖杨 《工矿自动化》 北大核心 2025年第4期114-119,共6页
为精确感知扰动环境下液压支架位姿信息,提出了一种基于多传感器融合的液压支架位姿精确感知方法。首先,在液压支架顶梁、掩护梁、后连杆和底座4个构件上部署九轴姿态传感器,利用其陀螺仪、加速度计和磁力计分别解算出其所在构件的横滚... 为精确感知扰动环境下液压支架位姿信息,提出了一种基于多传感器融合的液压支架位姿精确感知方法。首先,在液压支架顶梁、掩护梁、后连杆和底座4个构件上部署九轴姿态传感器,利用其陀螺仪、加速度计和磁力计分别解算出其所在构件的横滚角、俯仰角和偏航角等位姿数据;然后,通过无迹卡尔曼滤波(UKF)算法和梯度下降(IGD)算法(IGD-UKF算法)对位姿数据进行滤波处理,降低扰动因素对位姿数据的干扰;最后,采用自适应加权融合算法对滤波处理后的液压支架顶梁和底座的偏航角和横滚角数据进行融合处理,消除外界振动、噪声等因素引起的液压支架顶梁和底座传感器数据误差。对施加扰动下液压支架顶梁低头和抬头、底座低头和抬头、液压支架左倾和右倾、液压支架左偏和右偏等工况下顶梁、掩护梁、后连杆和底座的位姿进行感知实验,结果表明:经IGD-UKF算法处理后的数据曲线波动趋于平缓,在抑制振荡、减小振幅上的效果明显;液压支架偏航角误差为0.001 8~0.025 1°,平均绝对误差为0.004 8°,横滚角误差为0.001 4~0.028 1°,平均绝对误差为0.004 7°,实现了扰动环境下液压支架位姿的精确感知。 展开更多
关键词 液压支架 支架位姿感知 多传感器融合 无迹卡尔曼滤波 梯度下降 自适应加权融合 九轴姿态传感器
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基于多传感器数据融合的互异网络轴承故障诊断方法 被引量：3
20
作者 赵小强 李森 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第5期323-333,共11页
为了解决单传感器单一分支网络的输入容易受到外界干扰以及在不同域信号转换过程中丢失特征信息,导致故障诊断效果不佳的问题,提出了基于多传感器数据融合的互异网络轴承故障诊断方法。设计了数据预处理模块,以数据级的融合方式实现来... 为了解决单传感器单一分支网络的输入容易受到外界干扰以及在不同域信号转换过程中丢失特征信息,导致故障诊断效果不佳的问题,提出了基于多传感器数据融合的互异网络轴承故障诊断方法。设计了数据预处理模块,以数据级的融合方式实现来自多传感器的多角度故障特征互补,充分考虑了轴承设备多传感器之间的相关性。同时,将经过快速傅里叶变换(FFT)和频率切片小波变换(FSWT)处理后的信号融合为多域信号作为模型的输入,以多域信号独立作为模型输入的形式确保不同域信号在转换过程中关键的特征信息不会丢失。该方法针对不同的域信号设计了相对应的互异网络结构对多传感器数据高维非线性空间中的低维特征关键提取,这也为设备维修人员提供了更加可靠方便的维修手段。当其中一个分支网络的输入受到外界干扰时,另外两个分支网络会起到纠错的作用,不仅增强了网络的容错能力,同时也会增加网络的特征互补能力。利用记忆单元将特征视为不同的时间步,以此建立不同故障特征之间的依赖关系。为了防止模型陷入局部最优,使用适配于所提模型的学习率余弦退火算法优化模型训练。在两个轴承数据集上进行实验,结果表明,该方法拥有好的故障诊断效果和泛化能力,可以满足基于多传感器数据融合的轴承故障诊断任务。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 多传感器 互异网络 数据融合 特征互补
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