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近年来,基于视觉的导航和目标跟踪算法开始广泛应用于无人平台。针对各类视觉导航算法和综合任务方案在无人平台上实地测试风险性高、现场采集参数精度低、效率差等问题,设计并搭建了一套以高精度工控导轨平台、姿态控制云台、工业相机和模拟地形沙盘为主要部件的无人平台半物理仿真系统。引入OptiTrack光学运动捕捉设备对仿真系统真实的位姿控制精度进行了评价,结果显示系统空间三轴位置控制均方根误差在1 mm左右,横滚、俯仰、航向姿态角控制均方根误差小于0.1°,可以服务于视觉导航算法和综合任务方案在无人平台上的性能评估。 相似文献
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陀螺经纬仪是一种利用陀螺原理自主寻北的测量仪器,兼有定向与测角功能。由于其定向精度高、不受气候条件限制、全天候的自主定向等特点,在军事、测绘、地下工程、矿山等领域有着广泛的应用。以地下工程陀螺定向测量应用为背景,设计地下工程陀螺定向测量软件,研究陀螺经纬仪在地下工程陀螺定向测量应用中的相关问题。 相似文献
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在遥感过程中,要用稳定平台补偿飞行载体的姿态变化,以达到使相机垂直对地的目的。本文简要介绍了稳定平台的组成;分析了模糊算法和PID算法的控制优势;详细叙述了以微机械陀螺为反馈传感器,以TI公司的电机控制DSP芯片TMS320LF2407为控制器核心的控制系统软硬件设计与实现。结果表明,系统具有较好的稳定性和较高的精度,满足遥感平台的基本要求。 相似文献
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针对航空遥感用三轴惯性稳定平台由于质量不平衡、摩擦等干扰力矩影响,易导致稳定精度下降,难以满足高分辨率载荷成像要求的问题,文章提出一种基于角加速度信息融合估计的航空遥感惯性稳定平台干扰观测器:在控制系统稳定回路中,基于速率陀螺测得框架相对惯性空间的角速度信息,同时采用卡尔曼滤波与跟踪-微分器对框架角加速度信息进行估计,并进行融合获得更为精确的角加速度输出,该角加速度作为干扰观测器的输入以获得补偿电流,通过将补偿电流加到电流环的输入端实现对干扰力矩的补偿。实验结果表明该方法能有效抑制干扰力矩,提高航空遥感惯性稳定平台的稳定精度。 相似文献
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为促进计算机视觉及智能机器人技术等在传统高差测量中的应用,本文提出一种非接触式的应用AprilTag图像识别技术的高差传递测量方法。首先以Robomaster EP机器人作为高差测量平台,分别在已知点和待测点位放置AprilTag标签,机器人相机分别识别两侧AprilTag标签并进行相对位姿解算,得到两侧标签中心相对于机器人相机中心的三维坐标差。然后发挥机器人相机旋转中心的高差传递作用,计算得到待测点相对于已知点的高差。通过多组试验分别研究机器人相机的俯仰角α、航向角β的变化对高差传递测量精度的影响。试验结果表明,当机器人相机的俯仰角α∈(-2.9°,3.9°]时,或航向角β∈[-5.5°,1°]时,AprilTag图像识别的综合误差E<0.4,识别效果较好,两点间高差误差px小于5 mm,高差传递测量的精度可达毫米级。试验结果表明,使用计算机视觉及智能机器人等技术进行高差测量具有一定可行性,为未来测绘行业研发新型智能测量机器人提供一定理论依据和技术探索。 相似文献
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通过自动寻星进行天文测量前需要概略定向。基于地磁定向高效、可靠的测量特点,提出在天文观测前利用地磁测量快速获得概略方位的方法。研究了地磁定向的使用条件,介绍了利用TCM-XB三轴罗盘定向的基本原理,测试了磁传感器的磁定向精度,进行了磁传感器与天文测量仪器实验平台组合设计。基于地磁与经纬仪的组合实验测试表明,在不同方向磁传感器定向最大互差约为1°,其固定方向定向内符合优于0.1°,可以满足基于视频全站仪/经纬仪的天文测量系统概略寻星要求。 相似文献
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《测绘通报》2016,(Z2)
激光扫描仪因其高效的数据获取方式和较高的精度被广泛应用于三维信息获取,其三维激光点云数据成果可生产多种测绘产品。其中360°全站式激光扫描仪具有全视场扫描能力,应用场景非常广泛。目前常用的三维激光扫描仪因其成本太高,限制了三维激光测量技术的大范围应用。本文利用Velodyne公司生产的VLP-16激光雷达结合电子水平度盘、电子三轴补偿器,设计并实现了一款360°全站式激光扫描仪,利用Windows系统平台开发数据处理软件,对扫描数据进行实时存储与事后处理。试验表明,该激光扫描仪测距精度3 cm,测角精度小于0.3°,具有静态测量能力,同时硬件成本较低,可以大范围推广应用于室内测量、盘煤等生产领域。 相似文献
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三轴磁力仪是一种常用的磁场测量工具，在地磁导航、海洋磁测、地磁勘探等领域应用较为广泛。作为一种磁场矢量测量工具，三轴磁力仪的磁测误差主要来源于三轴非正交、敏感轴灵敏度不一致及零偏误差等方面，磁力仪的标定优劣影响磁力仪的测量性能。为解决三轴磁力仪的标定问题，建立了磁力仪误差补偿模型，提出了基于正弦拟合的三轴磁力仪标定方法。将磁力仪沿平面旋转时的三轴输出数据拟合成正弦曲线，利用正弦曲线的幅值、初相角和平移量等信息计算出磁力仪的标定参数。仿真结果表明:该方法无需非线性优化过程即可实现标定参数的求解，得到的标定参数与设定值吻合度高；磁测噪声对三轴灵敏度系数及非正交角的计算结果影响较小。 相似文献
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LIN Xueyuan XU Jin ZHOU Min 《地球空间信息科学学报》2007,10(3):177-180
When SINS (strap-down inertial navigation system) is combined with GPS, the observability of the course angle is weak. Although the course angle error is improved to some extent through Kalman filtering, the course angle still assumes a divergent trend. This trend is aggravated further when using low-cost and low-accuracy SINS. In order to restrain this trend, a method that uses AHRS to substitute for SINS course angle information is put forward aimed at the hardware component characteristic of the low-cost and low-accuracy SINS including AHRS (attitude and heading reference system) and IMU (inertial measurement unit). Real static and dynamic experiments show that the method can restrain the divergent trend of the navigation system angle effectively, and the positioning accuracy is high. 相似文献
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When SINS (strap-down inertial navigation system) is combined with GPS, the observability of the course angle is weak. Although the course angle error is improved to some extent through Kalman filtering, the course angle still assumes a divergent trend. This trend is aggravated further when using low-cost and low-accuracy SINS. In order to restrain this trend, a method that uses AHRS to substitute for SINS course angle information is put forward aimed at the hardware component characteristic of the low-cost and low-accuracy SINS including AHRS (attitude and heading reference system) and IMU (inertial measurement unit). Real static and dynamic experiments show that the method can restrain the divergent trend of the navigation system angle effectively, and the positioning accuracy is high. 相似文献
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针对低空无人飞艇航空遥感系统平台姿态稳定问题，以及现有稳定平台用于无人飞艇航测系统存在的困难，提出了基于轻小型低精度GNSS/IMU系统和PID算法的三轴稳定平台控制方法。该系统结合双GPS轻小型组合GNSS/IMU系统，采用分离相机和GNSS/IMU系统控制方式，采用PID控制方法，利用STM32控制芯片电路实现稳定平台的控制，解决无人飞艇航测系统相机姿态稳定问题。最后通过飞行试验验证了该系统的稳定性。试验结果表明，该方法能够满足相机系统的俯仰和翻滚角度及航偏角度控制的要求，能够有效隔离无人飞艇姿态的不稳定对成像系统的影响，对于提高无人飞艇航测系统成图精度有重要意义。 相似文献
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无人机激光扫描系统受制于激光扫描仪、惯性测量单元（inertial measurement unit,IMU）等传感器的重量、成本以及无人机平台有效载荷、续航能力等因素的制约,不得不在保证数据质量的前提下在上述制约因素间取得平衡。高精度IMU的昂贵价格极大地限制了无人机激光扫描系统的易用性,因此轻小型低成本无人机激光扫描系统成为学术界和工业界共同关注的热点。重点阐述了小型低成本无人机激光扫描系统的两个关键点,即视觉-低成本IMU耦合的高精度定姿方法和IMU-激光扫描仪-相机的自标定方法;并阐述了基于大疆无人机飞行平台的激光扫描系统——珞珈麒麟云的研制和性能。实践表明,该激光扫描系统有高度的稳定性和可靠性,在无地面控制的情况下获取点云的精度在20 cm以内,在灾害应急、智慧城市等领域具有广泛的应用价值。 相似文献
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针对车载移动测量系统对运动载体姿态的确定,研究车载全球卫星导航系统(GNSS)天线阵列定姿方法,分析直接法和最小二乘法定姿的姿态解算公式,并进行GNSS天线阵列车载实验. 为得到两种定姿方法的精度,在不同软件定位模式解算的基础上,利用直接法和最小二乘法进行了姿态解算. 实验和分析结果表明:四天线阵列最小二乘法定姿精度优于三天线阵列直接法,可靠性更高;在所有组合中,基于Moving-base定位模式的四天线阵列最小二乘法定姿精度最高,其航向角、俯仰角和横滚角精度分别可达0.066 0°、0.168 4°和0.267 8°. 相似文献
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三维激光扫描仪对平缓地形扫描作业时,存在点密度不均匀、冗余数据多、有效扫描半径小等限制。为减少上述限制,提高作业效率,在深入分析三维激光扫描仪工作原理的基础上,提出分区扫描方法:根据到扫描仪中心距离的不同,将扫描范围分为若干环状区域,每个环状区域分别对应不同的竖直扫描夹角,各区域基于扫描点密度均衡的原则,设置不同的扫描参数。试验结果表明:竖直扫描角度分别为88°~89°、85°~88°、70°~85°、45°~70°的分区扫描方法为较理想的方法,与整体扫描方式相比,前者在作业效率、有效扫描半径等方面均有明显优势,数据点密度分布得到很大改善,利用效率明显提高。 相似文献
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车载IMU相对于车体的安装姿态信息是应用车辆非完整约束的必需条件，而车辆非完整约束可以有效解决GNSS信号长时间中断的情形下低成本INS+GNSS组合导航系统精度降低的问题。本文针对车载场景下的低成本消费级IMU，基于卡尔曼滤波和粒子滤波提出了一种估计IMU安装姿态的算法。该算法无需限制IMU相对于车体的姿态为小角度；随后，基于仿真平台对低成本消费级IMU进行建模，利用生成的若干组不同安装姿态的IMU数据对算法进行验证；最后进行车载测试。仿真结果和车载测试结果都表明，该算法可以准确地估计IMU相对于车体的安装姿态，对于低成本INS+GNSS组合导航系统精度的提高具有实际意义。 相似文献