惯性测量组合

摘要： 惯性测量组合(IMU)是航空机电控制系统中的关键部件,其易发生故障,且故障会在各功能单元之间进行传播.IMU中存在着故障传播路径复杂多样性和故障传播不确定性的问题,这两个问题使IMU中的故障传播过程难以描述.针对该问题,在对某型IMU故障传播机理进行分析的基础上,提出了一种将多信号流图与故障扩散强度函数相结合的模型构建方法,并利用自行开发的软件建立基于故障扩散强度函数的多信号流模型,最后用试验验证了模型的准确性.研究结果表明:利用自行开发的软件所构建的故障传播模型能够有效地解决IMU中故障传播过程难以描述的问题,为保障航空安全奠定理论基础.

摘要： 三轴转台是惯性测量单元模型系数标定的核心设备,其综合指向误差会对标定测试造成影响,会降低惯性测量单元的应用精度.基于黑箱分析法进行仿真分析和数据挖掘,研究综合指向误差造成的测试误差规律,并据此编排了基于UOT形式三轴转台的惯性测量组合最优分立式标定方法.该方法通过24个位置和5个初始状态下的6次转动测试,在减少标定时间的基础上最大程度地抑制了标定误差,标定精度显著优于传统标定方法,具有重要的工程应用价值.

摘要： 惯组数据的采集是进行惯组标定及导航姿态解算的基础,其数据采集精度对惯组的标定和导航精度有重要的影响.提出了一套基于PCI-E总线的惯性测量组合数据高速采集与处理系统,基于研华PCIE-1751板卡设计并实现了系统的硬件组成,在VC#平台下通过相应的数据采集控件实现了数据的高速定时采集,通过卡尔曼滤波方法对环境噪声进行消除,在VC#平台下进行DirectX的3D开发,直观展示惯组当前姿态.实验表明该系统具有直观、高效、实时及强大的数据处理与显示等优点.

摘要： 为了简化标定设备,降低标定成本,该文研究了利用双轴位置转台进行光纤陀螺惯组标定的可行性,分析了转台位置误差对光纤陀螺惯组标定结果的影响。分别建立加速度计和陀螺的标定模型,推导出利用双轴位置转台进行标定的相关算法及设计了新的标定方案,且进行了相关实验,对实验数据分析结果表明,利用双轴位置转台进行光纤陀螺惯组的标定,标定值与真值基本一致,方案可行。此外,经实验分析,转台测角误差所引起的标定误差最大为2.42×10-6,数值较小,在实际应用中可忽略。

摘要： 目的 保证惯性测量组合(Inertial Measuring Unit,IMU)减振系统具有良好的减振性能.方法 建立测量组合的三维模型,为提高IMU的解耦率,调整IMU和支架的质心,使IMU的质心与4个隔振器的刚度中心基本重合.采用Mooney-Rivlin超弹性本构模型对橡胶隔振器的橡胶材料进行表征,并在此基础上建立IMU减振系统有限元模型,对IMU减振系统的频率响应和冲击响应进行分析,并对IMU减振系统进行振动和冲击试验.结果 通过调整IMU质心位置和支架结构,使各阶模态能量解耦率都在80％以上;通过频率响应仿真分析,IMU减振系统在X,Y,Z方向上放大倍数分别为3.072,3.12,3.17;通过冲击响应仿真分析,IMU减振系统响应最大幅值为70.1g.结论 通过实验验证了有限元模型的正确性和减振设计的有效性.

摘要： 含减振器的惯性测量组合呈现出典型的非线性特征。建立了含立方刚度非线性的二自由度集中参数系统作为惯组机械传递率测试模型。用龙格库塔法求解出二自由度渐软非线性系统对随机激励的响应。比较了不同形式激励下系统的传递特征。结果表明自由度之间的耦合导致单维激励和多维激励的结果存在可观的差别。设计了惯组模拟件的典型试验，验证了仿真计算的结果。如若使结果偏保守，在同等的激励量级下，应当采用多维随机试验。%Inertial measurement unit (IMU) with vibration absorber displays typical nonlinear character. The two degree of freedom system with cubic stiffness non-linearity is employed to obtain IMU machine transmissibility measurement model. The lumped parameter motion differential equation for the random vibration input is solved by Runge-Kutta method. The frequency response characteristic is compared for different types of excitation. It is shown that there is the considerable distinction for single-exciter and multi-exciter due to non-linear coupling effect. The typical test of IMU model pattern is induced to validate simulated program and conclusion. If a more conservative result is required, multi-exciter random vibration test is recommended on the condition of the same vibration level.

摘要： 为解决航天器惯性测量组合与过载相关的动态误差难以在地面精确标定的问题，提出并构建了一种基于正弦直线过载的惯性测量组合动态误差试验系统。利用该系统提供过载的正弦特性和直线往复运动的周期特性，结合惯性测量组合在正/负半周期内的脉冲输出，标定惯性测量组合动态误差。试验结果表明，采用该系统标定的惯性测量组合动态误差重复性、一致性好，是惯性测量组合动态误差的地面精确标定的一种有效手段。%Aiming at the difficulty of accurate calibration for inertial measure unit ( IMU) dynamic error on the ground , a new calibration method for IMU dynamic error based on sinusoidal linear ac-celeration experimentation system was proposed .An experimentation system which could supply si-nusoidal linear acceleration environment to meet the IMU test requirements was set up .By using the sinusoidal characteristic of acceleration supplied by the new system and period characteristic of linear reciprocate , combined with IMU output pulse in half positive and minus periods , IMU dynamic error was calibrated .The experiment results indicated that the IMU dynamic error calibrated by this meth-od had good repetition and consistency .So this method provides an effective tool for IMU dynamic error accurate calibration on the ground .

摘要： 惯性测量组合(IMU)是飞行器控制系统中的核心部件,其结构复杂、精度要求高,是故障率最高的部件之一.基于TEAMS平台建立某惯组系统的多信号模型,并对其测试性进行分析与评估,针对固有测试在故障定位和诊断中存在的不足,提出两种测试点的改进方案.分析结果表明:改进后的IMU测试性得到了显著提高,基于多信号模型的测试性分析与评估方法对增强装备保障能力是有效的.%Inertial measure unit (IMU) is the kernel component of aerocraft control system, which has complex construction and needs high accuracy. However, IMU also is one of components with the highest fault rate in the system. In this paper, the multi-signal model of inertial measure unit is built based on TEAMS. And the testability of inertial measure unit is analyzed and evaluated. In order to overcome the shortages of inherence testability, two improved schemes are brought forward to increase the testability of IMU. The results of analyses show that the testability of the improved IMU is increased markedly and the analyzing and evaluating method of testability based on multi-signal model is effective to enhance the safeguard ability of the equipment.

摘要： 惯性测量组合(IMU)是航行器航行角速率和线加速度测量并输出的传感器集成单元。介绍了一种基于ADIS16334MEMS惯性测量组合系统的设计方法,该样机的数据处理和过程控制基于STM32F103CBT6嵌入式微处理器,输出CAN通讯接口采用成熟TJ1050CAN电平驱动转换模块,并采取光耦隔离,角速率、加速度和温度各通道数据经过补偿和滤波处理.该系统结构简单,为MEMS惯性测量组合系统设计提供了一种新的思路.通过静态及动态性能测试结果表明,该系统合理可行.

摘要： IMU标定是惯性导航的前提,标定结果的好坏将对导航精度产生重要的影响.在标定设备不调平和免指北的情况下,利用重力加速度在各个方位轴上的投影分量的平方和为常值,采用分立标定方法,通过12位置的翻转,得出加速度计的误差参数;然后通过转台,标定出陀螺的误差参数.此方案简单易行,信息利用率高,工程实用性强.

摘要： 在惯性导航系统中,惯性测量组合性能的好坏,对整个导弹武器的性能有用着至关重要的作用.而要提高惯组的整体性能,一方面是提高精度,主要通过射前的标定和误差补偿来实现;另一方面是提高可靠性,采用冗余方案是一种比较理想的方法.但是,经常是在提高可靠性的同时,精度往往得不到提高或者提高甚微,如果能够很好地解决这一问题,惯组的性能将会得到较大程度的提高.针对这一问题,本文以光纤陀螺为例,提出一种光纤陀螺七表冗余方案.一方面,近乎正交的冗余配置大大提高了系统的测量精度;另一方面,斜交配置的陀螺又为系统提供了很好的可靠性.分析证明,这种方案有利于提高整个惯组系统的性能.

摘要： 本文对基于MEMS技术的微惯性传感器进行了研究讨论,介绍了微惯性传感器当前的应用情况及其发展趋势,重点介绍了微惯性传感器与惯性测量技术的研究进展及在军事领域的应用情况.

摘要： 本文分析了国内外基于微机械技术设计制造的惯性测量组合研究的现状和前景,针对武器系统旋转体实弹飞行过程中惯性参数测试的需求,介绍一种使用MEMS技术设计制造的MIMU(微型惯性测量组合)原理方案和适用于武器系统飞行体测试的存储测试系统的集成化研究内容,综合分析了特殊的环境使用条件和测试过程中信息提取的模型考虑.

摘要： 针对光纤陀螺IMU信号输出特点,设计一种基于DSP和CPLD的光纤陀螺IMU数据测试系统,实现了对光纤陀螺和加速度计输出信息、温度信息的A/D转换、采集、存储.首先针对温度以及加速度计的输出等脉冲形式的信息,设计基于CPLD最小系统的光纤陀螺和加速度计脉冲信号计数电路,实现了固定时间间隔内的数据采样.针对加速度计温度为模拟信号的特点,基于24位的AD7738AD转换芯片实现对加速度计温度信号AD转换和采集.搭建了DSP与CPLD、上位机的外围通讯电路,通过对DSP内部存储器的编程,实现了对光纤陀螺IMU各信息的采集与测试,并将其发送给上位机进行存储、分析等处理.

摘要： 针对光纤陀螺IMU信号输出特点,设计一种基于DSP和CPLD的光纤陀螺IMU数据测试系统,实现了对光纤陀螺和加速度计输出信息、温度信息的A/D转换、采集、存储.首先针对温度以及加速度计的输出等脉冲形式的信息,设计基于CPLD最小系统的光纤陀螺和加速度计脉冲信号计数电路,实现了固定时间间隔内的数据采样.针对加速度计温度为模拟信号的特点,基于24位的AD7738AD转换芯片实现对加速度计温度信号AD转换和采集.搭建了DSP与CPLD、上位机的外围通讯电路,通过对DSP内部存储器的编程,实现了对光纤陀螺IMU各信息的采集与测试,并将其发送给上位机进行存储、分析等处理.

摘要： 针对光纤陀螺IMU信号输出特点,设计一种基于DSP和CPLD的光纤陀螺IMU数据测试系统,实现了对光纤陀螺和加速度计输出信息、温度信息的A/D转换、采集、存储.首先针对温度以及加速度计的输出等脉冲形式的信息,设计基于CPLD最小系统的光纤陀螺和加速度计脉冲信号计数电路,实现了固定时间间隔内的数据采样.针对加速度计温度为模拟信号的特点,基于24位的AD7738AD转换芯片实现对加速度计温度信号AD转换和采集.搭建了DSP与CPLD、上位机的外围通讯电路,通过对DSP内部存储器的编程,实现了对光纤陀螺IMU各信息的采集与测试,并将其发送给上位机进行存储、分析等处理.

摘要： 针对光纤陀螺IMU信号输出特点,设计一种基于DSP和CPLD的光纤陀螺IMU数据测试系统,实现了对光纤陀螺和加速度计输出信息、温度信息的A/D转换、采集、存储.首先针对温度以及加速度计的输出等脉冲形式的信息,设计基于CPLD最小系统的光纤陀螺和加速度计脉冲信号计数电路,实现了固定时间间隔内的数据采样.针对加速度计温度为模拟信号的特点,基于24位的AD7738AD转换芯片实现对加速度计温度信号AD转换和采集.搭建了DSP与CPLD、上位机的外围通讯电路,通过对DSP内部存储器的编程,实现了对光纤陀螺IMU各信息的采集与测试,并将其发送给上位机进行存储、分析等处理.

摘要： 针对光纤陀螺IMU信号输出特点,设计一种基于DSP和CPLD的光纤陀螺IMU数据测试系统,实现了对光纤陀螺和加速度计输出信息、温度信息的A/D转换、采集、存储.首先针对温度以及加速度计的输出等脉冲形式的信息,设计基于CPLD最小系统的光纤陀螺和加速度计脉冲信号计数电路,实现了固定时间间隔内的数据采样.针对加速度计温度为模拟信号的特点,基于24位的AD7738AD转换芯片实现对加速度计温度信号AD转换和采集.搭建了DSP与CPLD、上位机的外围通讯电路,通过对DSP内部存储器的编程,实现了对光纤陀螺IMU各信息的采集与测试,并将其发送给上位机进行存储、分析等处理.

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： 本发明提供一种基于反向解算组合惯性导航系统的惯性双矢量匹配形变测量方法，采用反向解算组合惯性导航系统(IINS)的标准姿态、速度、位置导航输出参量，得到等效惯性矢量值，再利用惯性矢量匹配方法实现高精度形变测量，该方法避免了不同形式结构的IINS无法直接提供惯性矢量测量值的限制，且可兼容不同IINS与IMU构成的混合形变测量系统，同时还可抑制多种误差因素对形变测量的影响，提高测量精度，充分发挥现有IINS资源的作用，可直接应用于现有舰船不同形式结构组合惯性导航系统的形变测量中，实用性强。

摘要： 本发明公开了一种应用于不动产测量基于优化的视觉惯性组合测量方法，在不动产测量过程中，针对GPS信号受遮挡或通视条件差的情况，提出视觉惯性组合测量的方法，主要涉及相机与IMU数据处理、系统初始化、数据融合算法等方面内容。首先对相机采集的图像进行特征点提取、跟踪和匹配，对IMU采集的数据进行预积分；其次通过相机与IMU联合初始化，给非线性优化提供一个良好的初始值；然后通过构造视觉重投影误差、IMU测量误差以及先验信息误差，建立目标函数；最后以非线性优化的方法来最小化目标函数，求得载体运动过程中每个时刻最优的位置。本发明的有益效果在于：该视觉惯性组合测量方法提高了不动产的测量定位精度以及测量稳定性、可靠性。

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： 本发明公开了一种应用于不动产测量基于优化的视觉惯性组合测量方法，在不动产测量过程中，针对GPS信号受遮挡或通视条件差的情况，提出视觉惯性组合测量的方法，主要涉及相机与IMU数据处理、系统初始化、数据融合算法等方面内容。首先对相机采集的图像进行特征点提取、跟踪和匹配，对IMU采集的数据进行预积分；其次通过相机与IMU联合初始化，给非线性优化提供一个良好的初始值；然后通过构造视觉重投影误差、IMU测量误差以及先验信息误差，建立目标函数；最后以非线性优化的方法来最小化目标函数，求得载体运动过程中每个时刻最优的位置。本发明的有益效果在于：该视觉惯性组合测量方法提高了不动产的测量定位精度以及测量稳定性、可靠性。

摘要： 本发明公开了一种卫星导航与惯性测量组合轨道测量系统与方法，系统包括测量单元和数据后处理单元，测量单元包括两个卫星导航与惯性测量组合轨道测量设备，两设备放在两根单轨上，牵引设备牵引卫星导航与惯性测量组合系统，实时在线测量和记录双轨几何状态和设备运行状态的原始数据，并将其通过数据后处理单元离线处理。方法包括对原始测量数据预处理，建立方向里程测量曲线和理想曲线，计算轨向绝对和相对不平顺，建立倾斜角里程测量曲线和倾斜角理想曲线，计算高低绝对和相对不平顺。本发明通过采用在线数据采集，离线数据处理模式和双轨平行测量模式，确定轨道外部几何信息和内部几何不平顺。

摘要： 本发明涉及一种基于摄像及卫星及惯性测量组合的铁轨路基沉降测量的方法。在车载平台上安装摄像机、卫星定位组件、惯性测量组件、时间同步系统、轨道车体相对测量系统和数据处理专用计算机等，在铁轨沿线布设卫星定位差分基站和摄像测量标志基站，组成摄像与卫星与惯性测量或摄像与惯性测量或卫星与惯性测量的组合测量系统，通过摄像及卫星及惯性测量的深度融合，建立高精度的车载动态位置、姿态和速度测量基准，再根据轨道车体相对测量，长时间保持高精度地测量轨道和路基参数，通过与轨道设计标准数据对比，实现铁轨路基沉降及铁轨几何参数的自动、高精度、长时间、连续测量。

摘要： 本发明提出了一种基于摄像组网测量标定惯性测量组合（Inertial Measurement Unit，IMU）的方法。本方法通过构建摄像机测量网络，建立与当地地理坐标系相关的摄像测量坐标系，在IMU载体表面设置合作标志，利用摄像机跟踪测量合作标志，计算得到IMU的位置姿态，进而得到重力加速度和转动角度或角速度输入激励在IMU载体系的投影，通过对比此输入激励与IMU中加速度计和陀螺的输出，优化计算IMU标定参数，实现IMU标定。本方法利用摄像组网系统测量IMU的输入激励，取代了转台在传统IMU标定中的输入激励测量作用，可作为一种IMU无转台标定方法。本方法成本低，易于布设，在IMU现场标定和低成本惯导系统IMU的标定中具有优势。

摘要： 本发明涉及惯性导航技术，公开了基于全误差分析对惯性导航的惯性测量组合进行标定的方法。该方法包括步骤：确定加速度计组合的比力输入；将加速度计组合的比力输入代入预设的加速度计组合的误差模型中，得到加速度计组合的指示输出；确定陀螺仪组合的角速率输入；将陀螺仪组合的角速率输入代入预设的陀螺仪组合的误差模型中，得到陀螺仪组合的指示输出；辨识加速度计组合的指示输出和陀螺仪组合的指示输出中的模型系数；确定加速度计组合和陀螺仪组合的误差模型中各模型系数的测试不确定度，根据得到的测试不确定度确定误差模型系数的标定精度。本发明的方法能够提高惯性导航的惯性测量组合的误差模型系数的标定精度。

摘要： 本实用新型涉及一种MEMS惯性测量组合测量电路，其特征是：至少包括：嵌入式微处理器、传感器组合、信号隔离驱动模块和CAN总线接口模块，嵌入式微处理器与传感器组合通过SPI接口电连接，嵌入式微处理器通过信号隔离驱动模块与CAN总线接口模块电连接。本实用新型具有较高精度、快速启动、体积小等特点。