惯性测量单元

摘要： 针对无人驾驶车辆在卫星信号缺失等特殊环境下的定位失败问题,通过分析视觉SLAM技术存在的问题及其在无人车领域的应用情况,以无人驾驶算法测试数据集KITTI作为数据源,进行了同步定位与建图(SLAM)算法评估。以主流视觉SLAM算法VINS-Fusion为测评对象,采用绝对位姿误差(APE)和运行时间作为评价指标,实现了多传感器融合模式及不同工况下的定位精度、算法效率测试,并进行误差结果分析。计算结果表明:基于VINS-Fusion算法的视觉SLAM技术绝对定位精度区间为0.2~15 m,为视觉SLAM技术在无人驾驶领域与其他硬件单元的集成应用效果提供了参考依据。

摘要： 车辆定位技术是有轨电车运行控制系统的关键技术之一。针对传统GPS(全球定位系统)定位技术存在的缺点,结合有轨电车的运营特点和定位需求,提出了以BDS(北斗卫星导航系统)定位为主、以“IMU(惯性测量单元)+轨道电子地图”定位为辅的有轨电车车载组合定位方案。对该组合定位方案进行了仿真测试,结果表明:组合定位系统可以保证有轨电车的精确、连续测速定位,可为有轨电车车辆定位提供了一种低成本、有效的解决方案。

摘要： 在捷联惯导系统中,姿态信息通过惯性测量单元(Inertial measurement unit,IMU)器件来获取,主要包含三轴陀螺仪和三轴加速度计。然而,由于IMU传感器存在系统噪声、漂移误差,且这些误差会随着时间增加而积累,这使得姿态的精度控制变得困难。为了解决陀螺随时间漂移以及周围环境产生随机误差的问题,本文在卡尔曼滤波和神经网络模型的基础上,提出了一种基于小波神经网络——扩展卡尔曼滤波的姿态解算算法,对卡尔曼滤波的结果用小波神经网络予以模型优化,补偿扩展卡尔曼滤波自身存在的模型误差。半实物仿真实验结果表明,该算法提高了姿态解算精度,增强了对环境的自适应能力。

摘要： 3D扫描仪以精度高、速度快、自动处理、稳定性好等优势在场景三维重建、智能制造、自动驾驶、虚拟现实等领域得到了广泛的应用。目前3D扫描仪设备多是安装在三脚架上,容易因为地面不平使得扫描仪的转轴和重力方向产生夹角,最终导致拍摄出的全景图和点云倾斜,成为影响三维重建精度的关键难题。针对该问题,提出一种借助惯性测量单元标定3D扫描仪倾角的方法。该方法利用惯性测量单元输出的加速度信息,通过一个面阵相机建立惯性测量单元和3D扫描仪的联系,将惯性测量单元的加速度信息转到扫描仪的转轴上。利用该信息计算出扫描仪转轴与重力方向的夹角,并将该倾角补偿到生成的全景图和点云中,校正倾斜模型。通过实验对校正前后计算的角度进行对比,实验结果证明倾角测量误差可以控制在0.5°以内。并且经过标定后,精度至少提升20%,验证了整个标定方法的可靠性和准确性。

摘要： 基于超宽带(Ultra Wide Band,UWB)技术,可以解决无人机的室内定位问题,但定位精度还不够高。针对上述情况,提出了基于无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filtering,UKF)的UWB定位技术和惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU),以及光流传感器相融合的内外环室内定位方法,以基于IMU测得的姿态控制为内环,UWB、光流测得的位置控制为外环,利用UWB在视距情况下得到的精确位置信息来修正IMU的累积误差,同时在非视距情况下,用IMU的短时精确位置信息对UWB的定位误差进行补偿,提高定位精度。最后设计了实物仿真平台。实验结果表明,上述室内定位方法实际定位精度小于10 cm,导航误差为0.7%,且能快速地进入稳定状态,满足无人机室内定位的需求,同时极大地改善了原有设备的定位精度。

摘要： 针对阵列式微机电系统(MEMS)惯性测量单元数据采集需要实时性、高精度和高同步性问题,选取ICM20602六轴MEMS惯性测量单元构建阵列式惯性测量单元。采用基于现场可编程门阵列(FPGA)的同步并发方法实现同步数据采集,结合均值融合算法有效降低系统噪声水平,并使用阿伦方差进行随机误差辨识。实验结果表明,该系统实现了稳定可靠的阵列式MEMS惯性测量单元数据采集,能够显著降低随机误差的影响,为低成本惯性导航系统提供一种有效设计方案。

摘要： 视觉识别技术易受地面标识污损、强光反射及视场角小等因素影响,而全球定位系统(GPS)则易受遮挡与电磁干扰等因素影响,使用任意单一定位方式均会出现循迹可用性不高的问题。对此,文章提出一种融合视觉与GPS组合惯导的容错控制方法。其首先基于图像识别方法对车道线进行识别,得到车辆与道路的几何关系参数后,设计PID控制器进行转向控制;接着,采用实时动态全球定位系统(RTK-GPS)构建分层电子地图,以输出平滑参考轨迹,进而设计Stanely控制器进行转向控制;最后,对视觉识别技术与GPS循迹控制进行融合。实车试验结果表明,采用所提出的融合控制策略,有效提高了智轨电车小半径转弯通过率,弯道最高通过速度提高了66.7%(可达25 km/h),单程接管次数减少了83.8%,运营时间缩短了24.4%,系统可用性得到有效提升。

摘要： 利用智能终端设备识别和记录人们日常行为活动对健康监测、残障人士辅助和老年人看护等具有重要意义。已有相关研究大都采用基于机器学习的思路,但都存在着诸如运算资源消耗大、训练数据采集负担重以及不同场景下扩展性低等不足,鉴于此,文中提出了一种基于多源感知和逻辑推理的行为识别技术,通过确定不同肢体之间动作的逻辑关联性,来实现对用户日常生活基础行为的准确刻画,相比已有工作,该技术方案具有运算轻量化、训练成本低及对用户和场景的多样性的扩展能力强等优势,实现了基于上述技术的行为识别系统,并开展了大量实验对系统性能进行评估。结果显示,所提方法对于走、跑、上下楼梯等11种日常行为活动的识别准确率高达90%以上。同时,对比基于机器学习的行为识别方法,所提技术大大减少了用户采集训练数据的量。

摘要： 快速精确地估计相机位姿是机器人导航、路径规划等上层任务的基础。针对目前基于图像的机器人定位方法中,随三维场景扩大而搜索范围增加导致定位速度变慢的问题,提出一种基于IMU辅助的快速相机重定位方法。方法中相机重定位网络结合IMU编码信息从单帧RGB场景图像预测六自由度相机姿态。首先,图像输入全卷积神经网络提取高层次特征表达,利用可微随机抽样一致性策略,实现可端到端训练的相机姿态估计网络。其次,IMU序列数据经LSTM编码嵌入至相机重定位网络模型中,在IMU姿态信息的约束下网络能够快速缩小参数搜索范围,因此只需轻量型网络就能精确估计姿态,加快定位速度,实现敏捷型机器人在三维地图中的快速定位。在公开数据集上的实验结果表明,上述方法具有更快的定位速度和极具竞争力的定位精度,说明所提方法能够快速、准确地实现相机位姿估计。

摘要： 同时定位与建图(SLAM)是无人车自主导航的基础,基于单一传感器的SLAM算法易受数据关联错误而导致算法跟踪失败。本文提出了一种激光雷达-惯性测量单元(LiDAR-IMU)传感器松耦合的同时定位与建图方法。提出了基于关键帧和基于普通帧的局部地图匹配方法,引入M估计修正代价函数的形状减少错误数据关联的影响,避免了信息损失维持了后端非线性优化的低计算资源需求,同时也能有效处理错误特征关联的问题。采用了基于Scan-Context的回环检测方法消除长期运行的定位漂移累积。实验结果表明本文方法的精度比单一传感器和其他松耦合方法更高。

摘要： 惯性测量单元(Inertial measurement unit,IMU)是一种应用非常广泛的惯导系统.它由若干个加速度计和陀螺组成,用来测量运动载体的角度、角速度和加速度.目前加速度计的校准是以二阶系统为模型,校准过程复杂费时.IMU是由已经建模的成品加速度计组成的,研究将其简化为一阶线性系统.由于IMU敏感中心的不确定性在校准过程中会引入较大的安装误差,为了解决这一问题研究使用线性拟合方法对测量结果进行修正.

摘要： 卫星遮挡、信号干扰等复杂环境下,无人机器人的高可信定位与导航是实现其自主行驶的必要前提.本文针对由惯性测量单元(IMU)、全球卫星定位系统(GNSS)以及双目相机等构成的组合导航系统,采用传感器深组合模式,提出了一种基于增量平滑因子图的无人机器人可信导航方法.该方法首先通过构建各传感器及深度组合导航因子图模型,进行增量平滑优化,实现多传感器信息的高精度融合、传感器参数标定与视觉特征标注.在GNSS拒止时,通过惯性测量单元与双目视觉的深组合,并利用获取的传感器参数、视觉特征等知识,实现了短时无人机器人的高精度定位导航.因子图的引入,实现了传感器的即时接入/退出,确保了导航模式的平滑切换.另一方面,该方法考虑多传感器之间的信息比对与校验,显著提高了定位导航的可信性.最后,通过构建数学仿真系统,设置多个场景开展本文所提方法的数学仿真,结果表明在GNSS可用时融合算法具有较高导航精度,并可对之间的导航状态进行较好地平滑;在GNSS拒止时,能够平稳切换,通过IMU与相机的组合实现较长时间的可信定位导航,全面验证了方法的有效性与算法的可信性.

摘要： 目前,装配式建筑与BIM技术的结合越发紧密,然而常用的三维模型重建方法均存在诸如缺少内部构件或语义信息等缺陷,并且对于装配式建筑不具有针对性.因此,本文提出基于惯性测量单元的预制构件自组织建模方法,建立自组织建模系统,分析自组织建模流程,设计预制构件编码.进一步,研究预制构件在IFC标准中的表达方式及其定位原理,以自动生成基于IFC标准的预制构件信息模型.最后,通过一个案例验证了该方法的可行性.

摘要： 分析了以英国、法国、意大利、德国、瑞典等国家为主体的欧洲飞航导弹工业发展现状,包括科研生产总体现状和科研生产力量构成;继而详细分析了欧洲飞航导弹制导控制系统的配套能力,包括导弹导引头等核心元器件领域、惯性测量单元和导航系统领域、控制系统领域、弹载通信领域,最后给出简短总结.

摘要： 针对GPS无法使用,在无外部基础设施可依赖的环境下的行人室内定位的需求,提出了一种基于MEMS-IMU的捷联惯导解算算法.该算法基于IEZ(INS-EKF-ZUPT)框架,引入零速修正(Zero-Velocity Update,ZUPT)算法判定零速状态,利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)进行状态误差估计,以修正惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的解算结果.设计了基于MEMS-IMU的室内定位系统,通过MEMS-IMU采集行人的加速度、角速度等信息,提供给STM32单片机进行定位结果的解算,并通过4G通信模块传送到服务器端进行显示.将该系统捷联在消防靴上进行了有效性验证.

摘要： 针对GPS无法使用,在无外部基础设施可依赖的环境下的行人室内定位的需求,提出了一种基于MEMS-IMU的捷联惯导解算算法.该算法基于IEZ(INS-EKF-ZUPT)框架,引入零速修正(Zero-Velocity Update,ZUPT)算法判定零速状态,利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)进行状态误差估计,以修正惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的解算结果.设计了基于MEMS-IMU的室内定位系统,通过MEMS-IMU采集行人的加速度、角速度等信息,提供给STM32单片机进行定位结果的解算,并通过4G通信模块传送到服务器端进行显示.将该系统捷联在消防靴上进行了有效性验证.

摘要： 针对GPS无法使用,在无外部基础设施可依赖的环境下的行人室内定位的需求,提出了一种基于MEMS-IMU的捷联惯导解算算法.该算法基于IEZ(INS-EKF-ZUPT)框架,引入零速修正(Zero-Velocity Update,ZUPT)算法判定零速状态,利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)进行状态误差估计,以修正惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的解算结果.设计了基于MEMS-IMU的室内定位系统,通过MEMS-IMU采集行人的加速度、角速度等信息,提供给STM32单片机进行定位结果的解算,并通过4G通信模块传送到服务器端进行显示.将该系统捷联在消防靴上进行了有效性验证.

摘要： 针对GPS无法使用,在无外部基础设施可依赖的环境下的行人室内定位的需求,提出了一种基于MEMS-IMU的捷联惯导解算算法.该算法基于IEZ(INS-EKF-ZUPT)框架,引入零速修正(Zero-Velocity Update,ZUPT)算法判定零速状态,利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)进行状态误差估计,以修正惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的解算结果.设计了基于MEMS-IMU的室内定位系统,通过MEMS-IMU采集行人的加速度、角速度等信息,提供给STM32单片机进行定位结果的解算,并通过4G通信模块传送到服务器端进行显示.将该系统捷联在消防靴上进行了有效性验证.

摘要： 针对未来月球探测及载人登月任务对月面着陆精度提出的更高要求,本文研究了月面着陆导航问题,提出了一种基于无线电信标/IMU的月面高精度着陆导航方法.该方法首先通过可观性分析对月面无线电信标的分布进行了优化,然后将无线电信标测得的距离和多普勒信息以及IMU所提供的着陆器状态信息带入无迹卡尔曼滤波器,实现了对着陆器位置和速度的估计.最后对所提出月面着陆导航方法的精度进行了仿真,仿真结果表明,基于无线电信标和IMU的组合导航方法能够获得较高的测量精度.

摘要： 针对未来月球探测及载人登月任务对月面着陆精度提出的更高要求,本文研究了月面着陆导航问题,提出了一种基于无线电信标/IMU的月面高精度着陆导航方法.该方法首先通过可观性分析对月面无线电信标的分布进行了优化,然后将无线电信标测得的距离和多普勒信息以及IMU所提供的着陆器状态信息带入无迹卡尔曼滤波器,实现了对着陆器位置和速度的估计.最后对所提出月面着陆导航方法的精度进行了仿真,仿真结果表明,基于无线电信标和IMU的组合导航方法能够获得较高的测量精度.

摘要： 一种惯性测量单元(100)，其包括传感器(102)、导热保温主体(201)以及多个加热源(203)，所述传感器(102)设置于所述导热保温主体(201)上；所述惯性测量单元(100)利用多个加热源(203)产生热量，并通过所述导热保温主体(201)将所述多个加热源(203)所产生的热量传导至所述传感器(102)，使所述传感器(102)周围维持预设的温度。

摘要： 本发明提供一种微惯性测量单元筛选方法及组合式微惯性测量装置。筛选方法中，根据多位置法计算角速度转换矩阵，并计算组合式微惯性测量装置随温度变化的陀螺z轴零偏数据，以组合式微惯性测量装置的陀螺x轴或y轴或z轴零偏数据随温度变化的曲线拟合方差最小为标准筛选微惯性测量单元；组合式微惯性测量装置包括至少2个可测量三轴角速度的微惯性测量单元，微惯性测量单元设置于安装平台上。本发明的优点在于利用多个廉价的微惯性测量单元进行组合即可构造较高性能的惯性测量系统，节省成本，具有更高的可靠性，降低温度变化对陀螺零偏的影响，实现了惯性测量装置的有效的误差补偿。

摘要： 本发明公开了一种惯性测量单元及其加热装置、惯性测量系统，用以提高对惯性测量单元加热时的安全性，避免温度过高烧毁惯性测量单元。所述惯性测量单元加热装置，包括：第一保护电路，接收用于调节加热组件加热功率的第一电压信号，并在所述第一电压信号的控制下导通或断开；第二保护电路，接收用于指示所述惯性测量单元温度大于预设最高温度的第二电压信号，并在所述第二电压信号的控制下导通或断开；加热组件，连接在所述第一保护电路和所述第二保护电路之间，在所述第一保护电路和所述第二保护电路均导通时，对所述惯性测量单元进行加热。

摘要： 本发明涉及惯性导航技术领域，具体涉及惯性测量单元的装配方法，包括以下步骤：步骤一，将底壳和电路板依次水平放入装配工具上的加热槽；步骤二，对底壳和电路板进行装配；步骤三，对装配后涂抹有环氧树脂的部分进行加热；相对比现有的装配方式，底壳和电路板不需要移动至加热箱，直接就可以在装配工具内进行夹紧和加热，简化了组装步骤，避免了因移动造成环氧树脂在底壳和电路板上发生流淌，而且此过程中，装配工具内的快速夹钳持续下压电路板，可避免出现底壳和电路板发生位移的情况；在快速夹钳与防护组件之间设计有弹簧伸缩压柱，将快速夹钳的下压力进行缓冲，避免出现快速夹钳下压力过大导致电路板局部应力超限的情况。

摘要： 一种惯性测量单元(100)，其包括传感器(102)、导热保温主体(201)以及多个加热源(203)，所述传感器(102)设置于所述导热保温主体(201)上；所述惯性测量单元(100)利用多个加热源(203)产生热量，并通过所述导热保温主体(201)将所述多个加热源(203)所产生的热量传导至所述传感器(102)，使所述传感器(102)周围维持预设的温度。

摘要： 一种惯性测量单元(100)，其包括传感器(102)、导热保温主体(201)以及多个加热源(203)，所述传感器(102)设置于所述导热保温主体(201)上；所述惯性测量单元(100)利用多个加热源(203)产生热量，并通过所述导热保温主体(201)将所述多个加热源(203)所产生的热量传导至所述传感器(102)，使所述传感器(102)周围维持预设的温度。

摘要： 本申请实施例提供一种双MEMS惯性测量单元的数据处理方法及双MEMS惯性测量装置，涉及惯性测量技术领域。所述双MEMS惯性测量单元包括第一惯性传感器和第二惯性传感器，该方法包括：获取所述双MEMS惯性测量单元的标定数据；获取所述第一惯性传感器采集的第一传感器数据和所述第二惯性传感器采集的第二传感器数据；对所述第一传感器数据和所述第二传感器数据进行处理，获得惯性测量数据；根据所述标定数据对所述惯性测量数据进行补偿，获得惯性测量结果。该方法可以实现提高惯性数据的精确性和稳定性，以及降低占用空间和成本的技术效果。

摘要： 本发明提供一种微惯性测量单元筛选方法及组合式微惯性测量装置。筛选方法中，根据多位置法计算角速度转换矩阵，并计算组合式微惯性测量装置随温度变化的陀螺z轴零偏数据，以组合式微惯性测量装置的陀螺x轴或y轴或z轴零偏数据随温度变化的曲线拟合方差最小为标准筛选微惯性测量单元；组合式微惯性测量装置包括至少2个可测量三轴角速度的微惯性测量单元，微惯性测量单元设置于安装平台上。本发明的优点在于利用多个廉价的微惯性测量单元进行组合即可构造较高性能的惯性测量系统，节省成本，具有更高的可靠性，降低温度变化对陀螺零偏的影响，实现了惯性测量装置的有效的误差补偿。

摘要： 本实用新型公开了一种微惯性测量单元和惯性测量单元检测设备。所述惯性测量单元包括：陀螺芯片组件、加速度计芯片组件、传感器板组件、控制板和壳体，陀螺芯片组件包括X轴、Y轴和Z轴陀螺芯片，加速度计芯片组件包括X轴、Y轴和Z轴加速度计芯片，传感器板组件包括X轴、Y轴和Z轴传感器板，控制板上安装有第一处理器；其中，X轴、Y轴和Z轴传感器板分别与控制板相连接；X轴、Y轴和Z轴陀螺芯片和X轴、Y轴、Z轴加速度计芯片一一对应的安装于X轴、Y轴和Z轴传感器板上；X轴、Y轴和Z轴传感器板为两两垂直设置，X轴和Y轴传感器板分别与控制板垂直设置，Z轴传感器板与控制板平行设置；传感器板组件和控制板均安装在壳体内部。

摘要： 本实用新型公开一种惯性测量单元及应用该惯性测量单元的可移动装置。该惯性测量单元，包括电性连接的电路板组件、一个或多个传感器、导热保温主体及多个加热源，所述一个或多个传感器位于所述电路板组件上，所述导热保温主体容置于所述电路板组件内，所述保温系统利用所述多个加热源产生热量，并通过所述导热保温主体将所述多个加热源产生的热量传导至所述一个或多个传感器，使所述一个或多个传感器周围维持所述预设的温度。本实用新型所述的惯性测量单元能够保证所述传感器在一个恒定的温度环境下以较好的性能进行运作。