捷联惯性冗余测量单元可靠性分析

冗余技术能显著提高捷联惯性导航系统可靠性和精度.文中介绍并分析了基于可靠性提高的惯性测量组合(IMU)的冗余配置方案,并介绍了基于不同冗余配置方案的故障检测与隔离(FDI)方法.从工程角度出发,分析了冗余IMU内部各关键部件的可靠性.通过对不同结构配置的IMU进行仿真,证明了冗余IMU可靠性的优越性.     

相关序列图像复原算法研究

针对气动光学效应降晰过程的复杂性,提出了一种基于图像相关性的两帧序列图像复原算法。该算法利用图像的相关性,结合气动光学效应降晰函数辨识,在大气流场的光学退化模型未知的情况下,采用两帧序列图像降晰函数辨识实现气动光学效应退化图像复原。为了克服降晰函数辨识算法可能带来的误差,在序列图像辨识降晰函数时,提出将辨识得到的两帧序列图像降晰函数结果差的二阶范数作为惩罚项,当该范数不符合要求时,根据序列图像的质心偏移和旋转偏移对图像进行相应的修正。给出了实现该方法的具体步骤,仿真结果证明了算法的有效性。     

一种混合H2/H∞ 滤波的传递对准算法

针对机载武器捷联惯导系统快速精确传递对准问题,建立了速度加姿态匹配传递对准模型,将系统 噪声、速度观测噪声建模为高斯白噪声,而将受机翼挠曲变形影响的姿态观测噪声建模为能量有限噪声。建立了 观测噪声中既有高斯白噪声又有能量有限噪声的滤波性能优化指标,将滤波问题转化为最小最大问题,采用拉格 朗日乘子法对最小最大问题进行了求解。设计了一种能处理观测噪声中既有高斯白噪声又有能量有限噪声的混 合H₂/H_∞滤波算法。仿真结果表明,该算法稳定性强,滤波精度高,为机载武器提供了一种有效的快速精确传递 对准滤波算法。     

基于联邦网络的传递对准滤波补偿算法

针对空中环境各种干扰因素对空空导弹传递对准(TA)滤波的影响,提出一种基于联邦网络的补偿算法.将干扰误差考虑为量测输入纳入滤波系统,改进标准Kalman滤波结构.将补偿神经网络设计成联邦结构,两个子系统分别用于训练量测输入估计误差、输出层权值误差和隐层权值误差.推导了联邦网络的训练算法并对算法进行了稳定性证明,保证了网络在结构上计算量小,系统反馈能力强,能够对干扰误差进行有效在线预测,辅助改进Kalman滤波器对失准角进行精确估计.仿真比较实验验证了该算法能够在不需任何先验信息的条件下,及时适应对准环境,预测校正干扰误差,滤波收敛快、精度高,适合空空导弹在具体设备和环境条件下的快速精确传递对准.     

传递对准滤波中机翼变形噪声的在线补偿算法

针对机翼变形噪声对传递对准滤波的显著影响,通过特性分析将其处理为时变多阶有色观测噪声,提出了一种在线补偿算法。该算法以标准卡尔曼滤波方程为基础,推导了不扩维情况下补偿多阶有色观测噪声的滤波方程。算法依据滤波过程的序列量测数据,结合模型估计残差的F检验法,在线递推估计机翼变形噪声的自回归阶数、系数及白噪声,构建补偿方程的量测量、量测矩阵和量测噪声进行补偿滤波。通过将该算法应用于速度+姿态对准匹配方案,并与将机翼变形噪声等效为注入量测白噪声和扩充为系统状态的方法比较。仿真结果表明,该算法对时变机翼变形噪声影响下的新息适应性强,收敛稳定,估计精度高,适用于复杂空中环境下机载导弹快速精确传递对准。     

惯性测量组件离心机标定及误差分析方法

针对传统惯性测量组件(IMU)标定方法不能根据加速度计测量量程提供足够大的信号激励,并且现有离心机标定方法未考虑IMU在离心机上的安装位置偏差的问题,提出了一种基于离心机的IMU标定及误差分析方法. 将IMU按照6个基准位置安装于离心机上,通过离心机在水平面内旋转,为IMU提供角速度激励和加速度激励. 通过对IMU的输出进行旋转积分,可以消除地球自转以及离心机不水平带来的谐波影响,获得IMU的输出方程. 在不考虑IMU在离心机上安装的位置偏差角的情况下,采用线性最小二乘法求解;在考虑IMU偏差角的情况下,采用牛顿法求解,可以标定出IMU的标度因数、安装误差、零偏、IMU偏差角等共计27个误差系数. 建立了标定方案中的离心机控制模型和误差传播模型,并对模型进行了仿真验证. 仿真试验表明,该标定方法步骤简单,输入激励可调,标定结果误差可控.      

基于Android平台的障碍物检测系统的设计与实现

为了提高视觉导盲仪障碍物检测系统的便携性,建立了基于Android平台的障碍物检测系统。对该系统所采用的Android平台采集双目图像、路面平面提取和障碍物检测等算法进行研究。首先,根据Android平台的USB HOST API介绍了Android平台以非ROOT的方式采集双目图像数据;然后,提取并匹配双目图像的特征点得到稀疏的三维点云,在三维点云中用随机抽样一致性算法(random sample consensus,RANSAC)来提取路面平面;最后,在利用双目图像路面平面单应性来区分路面与障碍物的基础上,说明了采用半全局块匹配(semi-global block matching,SGBM)进行障碍物检测的算法。实验结果表明:系统5 m以内的障碍物检测准确率达到90%;检测时间达到1 s/帧。完全满足视觉导盲仪障碍物检测系统的检测准确率高、实时性高、易便携等要求。     

一种改进的自适应平方根传递对准滤波算法

提出了一种解决时变噪声条件下传递对准的改进自适应平方根滤波算法。该算法将状态方差调节因子阵、自适应调节的系统噪声和量测噪声方差以及噪声有限记忆尺度融入平方根滤波结构中,采用序列算法滤波解算。算法通过一步控制和多步自适应调节过程,以较少的计算量从数值计算、噪声抑制及自适应调节方面提高滤波性能。仿真结果表明,该算法滤波稳定性强,能够根据实际噪声快速调整,且滤波精度高,为机载导弹提供了一种有效的快速精确传递对准方法。     

自主导航性能评估系统的可配置管理研究

针对已有的卫星自主导航性能评估系统支持的性能指标有限,评估算法固化和单一,可配置性差,运行机制不够灵活等缺点,本文研究了一种能完整覆盖系统级性能评估、空间段性能评估、控制段性能评估、用户段性能评估,能够灵活配置和新添评估算法,支持多数据源的卫星自主导航性能评估系统。     

位标器测试中天线和陀螺的负载仿真模型研究

本文介绍了一种用于位标器测试的天线和陀螺的负载仿真模型.文章分析了天线和陀螺在位标器工作中的功能和特性,并结合直流力矩电机模型理论,分别推导并建立了天线和陀螺的负载仿真模型.与实物相比,该仿真模型具有响应速度更快,稳定精度更高的特点,完全可代替天线和陀螺实物完成位标器的地面测试.