时变指向约束下姿态参数空间离散化路径规划方法

为满足深空探测器在复杂动态环境约束下的姿态机动任务需求,解决时变指向约束下姿态路径规划求解困难、路径优化性能差的问题,提出了一种基于修正罗德里格斯参数(MRP)和动态路径搜索的姿态参数空间离散化路径规划方法。通过MRP空间的笛卡尔网格划分和非奇异空间构建,实现航天器姿态的参数空间离散化和指向约束表征。考虑指向约束的时变动态特性,在三维动态空间中搜索初始到目标姿态的机动路径,并引入路径节点的时间特性,在约束冲突时对路径进行实时修正,设计非奇异空间时变约束路径搜索算法,生成执行路径节点序列。进一步,对生成的路径节点进行插值拟合,基于逆动力学方法计算角速度和控制力矩,完成姿态机动轨迹规划。仿真结果验证了该方法的有效性,可为深空探测器在时变指向约束下规划出姿态机动执行路径。

基于姿态参数的海洋可控源电磁数据一维反演

基于姿态信息的海洋可控源数据一维反演采用Occam方法进行,反演数据为不同收发距离观测到的电场振幅(MVO)。接收器和发射器姿态参数同时引入到反演中,正演过程引入发射源姿态参数,借助矢量分解将任意姿态的发射源分解为3个正交坐标轴分量源,分别计算接收点处电场响应,叠加得到总电场响应;根据接收器姿态信息,将计算坐标系中的电场矢量进行欧拉旋转获取任意姿态时测量到的电场响应。理论模型与实际数据反演结果表明,基于姿态信息进行海洋可控源勘探数据反演是可行的。

一种车辆运动姿态参数的实时测量方法

由于车辆姿态参数无法通过带有标准配置的传感器直接测量,提出1种车辆运动姿态参数实时测量方法。该方法通过在车辆上加装MARG传感器测量车辆运动角速率、直线加速度与地磁信息,并以四元数和角速率为系统状态模型,加速度计和磁强计测量值为系统观测模型,搭建扩展Kalman滤波器车辆姿态融合估计结构,实现车辆姿态观测信息的实时最优关联。实验结果表明,在不同车辆运行状态下,该方法可以实时测量车辆姿态信息,具有较小的姿态估计误差。

利用单影像解析飞机姿态参数

利用单幅影像测量飞机的空间位置和姿态参数在飞行试验中有着广泛的应用。在经典摄影测量共线方程的基础上,提出了一种新的基于单幅影像求解位置和姿态参数的方法。该方法回避了机身标志点在机体坐标系与世界坐标系中的"对应"性问题,利用"架桥"——摄影坐标系,使问题转化为机身标志点的像点坐标与机体坐标的对应运算关系。试验结果表明,此算法正确有效,在一些不适合安装多台摄像机的场合有着无法比拟的优势,不但节省了人力和物力,还提高了工作效率。

运动物体位移及姿态参数的一种图像测量方法

利用散焦图像深度估计原理 ,给出了一种运动物体移动距离和姿态的测量方法 ,并对图像特征点的获取和跟踪方法作了研究 .该测量方法首先在物体上设置了四个明暗分明的圆形特征点 ,然后根据物体运动过程中特征点图像边缘的模糊程度 ,测量计算物体沿摄像机光轴的移动距离 .当物体发生倾斜后 ,可由被测量的四个特征点沿光轴的移动距离值不同来计算物体的倾斜角 .该方法仅需一台摄像机 ,测量原理简单 ,计算量小 ,能满足实时性要求 ,并具有一定的测量精度 .

自旋稳定卫星姿态参数的容错Kalman滤波

Kalman滤波是一组用递推关系给出的动态 测量系统状态向量的最优线性无偏滤波 ,它在航天测控领域中有广泛应用。以自旋稳定型卫星姿态确定为研究对象 ,探讨Kalman滤波算法的实现途径 ,并对Kalman滤波算法本身进行适当改进 ,建立一组对测量数据野值点具有容错能力的修正型滤波算法 ;此外 。

基于面部特征三角形的机车驾驶员头部姿态参数估计

提出一种基于面部特征三角形的机车驾驶员头部姿态参数估计方法。首先利用Adaboost算法和扩展的Haar特征训练眼睛分类器,进行眼睛定位;然后在眼睛定位基础上提取嘴巴区域,根据图像H分量进行嘴巴精确定位;最后通过面部特征三角形构建和推导3种头部姿势计算公式,根据特征三角形的位置变化进行头部姿态参数估计。实验表明:3种头部姿势能够准确描述头部姿态,且头部姿态参数估计仅与当前图像中嘴巴和眼睛的坐标有关,方法简单、快速。

基于散焦图像的运动物体位移及姿态参数测量

利用散焦图像测距原理 ,研究了一种运动物体位移和姿态参数测量方法。该方法首先在物体上设置 4个特征点 ,然后根据特征点的散焦图像的模糊程度分别计算出每个特征点的移动距离 ,再由 4个特征点的移动距离最终确定物体的运动位移和姿态参数。实验表明 ,该方法测量原理简单 ,计算量小 ,能满足实时性要求 。

基于姿态参数宽幅旋耕机作业监测方法研究

为进一步提高宽幅旋耕机的姿态监测精度与监测灵敏度,基于姿态参数监控理念对其作业姿态监测方法展开研究。基于宽幅旋耕机的田间作业特点与结构原理,以姿态监测的软件指令与硬件组成要素进行姿态角监测控制算法融合,建立基于姿态参数的旋耕机作业姿态监测模型,并设计宽幅旋耕机作业监测方法流程,进行旋耕机作业姿态参数监测方法试验。结果表明:通过姿态角度与速度的时变解法、数据滤波与传感编译等算法融入,姿态角状态监测模型下的旋耕机横滚角最大偏差控制在0.20°以下,俯仰角最大偏差控制在0.60°以下,姿态角度监测识别精度满足要求,且作业监测精度平均提升了33%以上。该姿态监测方法设计与应用思路有利于类似农机设备的位姿监控方法改进,具有较大地推广价值。

特技飞行中姿态参数的测量研究

飞机的姿态参数是研究飞机飞行状态的重要依据,在特技飞行试验中尤为重要。目前飞行试验中飞机姿态参数的测量是由全姿态组合陀螺仪完成的。在大迎角、失速、尾旋等特技飞行试验中,机载陀螺仪输出的姿态参数经数据采集系统处理后与飞机真实飞行状态之间存在误差。通过研究飞机的飞行状态与姿态参数输出特点,分析了姿态参数测量误差存在的原因,利用换向器技术改变输出多值性的问题,并在特技飞行试验中对改进的方法进行了多次验证,以期对今后大迎角、失速、尾旋等高风险、高难度特技飞行试飞中姿态参数的测量起到借鉴与指导的作用,为保证新机试飞任务顺利完成、保障飞行员生命安全提供有效的参考依据。

智能手机姿态参数滤波方法对比

智能手机作为一种普及的移动设备,因具有摄影、定位与定姿功能,为其应用于数字摄影测量提供了必要保障。该文则针对智能手机姿态传感器原始数据包含噪声且具有振荡性的问题,参考滤波理论,设计实验,对比分析低通滤波法、卡尔曼滤波法、最小二乘滤波法以及组合方法对智能手机姿态数据处理效果的差异,并探究拍摄姿态与传感器精度的关系。结果表明:先低通滤波再卡尔曼滤波最后最小二乘滤波法的组合方法对数据噪声处理效果最佳并可有效消除数据振荡性;手机正向姿态拍摄影像时传感器感应精度高于其他姿态精度。

水下航行体位置姿态参数水声测量技术研究

针对水下航行体位置姿态参数水声测量的需求,阐明了该课题水声测量的技术方案,详细介绍了高速目标水声遥测多普勒补偿、强干扰条件下弱信号检测等关键技术的技术途径,在关键技术研究的基础上设计了一种时延粗调与频率细调相结合的信标体制,并试制了系统原理样机,通过湖上试验验证了样机的性能指标。

基于立体像对的目标姿态参数求解技术

在常规靶场刚体飞行目标姿态参数的光学测量中,针对轴对称回转体目标,广泛采用中轴线法求解;而针对非轴对称回转体目标,由于目标成像后中轴线难以准确提取,本文将采用模型匹配法弥补中轴线法对目标适应能力的不足。通过模拟目标实验和数据处理,表明这2种方法能满足靶场制导类刚体目标的测姿精度要求,而模型匹配法的适应性更强,且自动化程度更高。

基于元数据文件的ZY-3轨道和姿态参数的精确获取

高精度卫星轨道和姿态参数的获取对卫星数据产品的推广应用具有重要意义。对"资源三号"卫星元数据文件(.AUX)的数据格式、参数意义以及量纲进行了深入的研究和分析,拟合得到任意时刻卫星的轨道和姿态参数。对拟合精度的分析表明,"资源三号"卫星轨道运行平稳,利用二次多项式拟合卫星轨道,精度可达到米级,与星上GPS设计的5 m测量精度保持了很好的一致性。成像期间,其姿态变化相当稳定。该值可以作为外方位元素的初始值应用于卫星的在轨几何检校与影像的精确定位。

掘进机姿态参数测量及解算方法

针对现有掘进机姿态参数测量方法将双轴倾角仪输出角度直接作为掘进机的俯仰角和横滚角的现象,通过分析掘进机姿态参数测量及双轴倾角仪测量原理,得出不论是在水平巷道还是倾斜巷道中,单独使用双轴倾角仪均无法进行俯仰角和横滚角测量,需将双轴倾角仪与包含掘进机航向信息的定位方法进行融合,才能同时解算出掘进机全姿态参数。针对水平巷道和倾斜巷道2种典型掘进工况,给出了融合扇形激光和双轴倾角仪的姿态解算方法(方法1)、融合机身两点坐标和双轴倾角仪的姿态解算方法(方法2)。方法1根据扇形激光束光斑位置实时确定掘进机相对于巷道坐标系的偏航角,通过双轴倾角仪获得掘进机机身相对于巷道坐标系的俯仰角和翻滚角,从而解算出掘进机的偏航角、俯仰角和横滚角。方法2先测量掘进机机身上2个待测点在巷道坐标系下的三维坐标,然后根据双矢定姿原理,利用双轴倾角仪测量并解算出掘进机姿态参数。Matlab与Gazebo联合仿真结果表明,在水平巷道中和4种不同倾角的倾斜巷道中,将双轴倾角仪输出角度直接作为掘进机的俯仰角和横滚角的方法误差较大,难以满足掘进机姿态参数测量需要;方法1和方法2的误差都很小,在水平巷道中的最大角度误差均值为0.0049°,在倾斜巷道中的最大角度误差均值为0.025°,验证了2种掘进机姿态解算方法的合理性。

旋转导向钻井工具姿态参数的DSP数据采集系统设计

旋转导向钻井技术的发展要求更加精准的测量工具姿态参数,即井斜角I、工具面角T、方位角A等,是实现井下导向精准控制的关键因素,能确保井眼轨迹按最佳设计路径钻进,完成石油钻采任务。根据旋转导向钻井的技术特点,在已有的钻井工具姿态测量理论的基础上,提出一种基于DSP的钻井工具姿态数据采集与处理系统设计方案,系统以TMS320F28335作为核心处理芯片,进行系统硬件电路设计,同时为提高TMS320F28335内部ADC采样转换精度还设计ADC校正电路。

基于正弦停滞试验的车身姿态参数

车身电子稳定系统是汽车重要的电子系统之一,它能够明显提高车辆高速避障能力,行业内主要采用正弦停滞试验测试车身电子稳定系统性能。文章借助机器人开展了正弦停滞试验,首先对试验结果是否满足国家标准进行了分析,然后对横摆角速度、质心侧偏角进行进一步分析,结果表明横摆角速度与质心侧偏角能够有效表征试验过程中车辆状态,为车辆车身稳定系统性能评价提供参考。

基于Adaboost算法和人脸特征三角形的姿态参数估计

提出了一种基于Adaboost算法和人脸特征三角形的姿态参数估计方法。首先利用Adaboost算法训练人脸器官检测器,然后根据人脸器官的几何特征定位人脸特征点,利用获得的人脸特征点构建人脸特征三角形。当人脸发生姿态变化时,利用特征三角形的位置变化进行姿态参数的初步估计。

GPS/INS组合系统中姿态参数估计准确性检验方法探讨

从滤波的关键矩阵——增益阵入手进行分析,发现机动条件下经典组合模型受状态预报模型不准的影响,姿态参数滤波估值及其更新方差阵偏离准确值,指出常用的姿态参数精度衡量指标不合理。提出了利用组合系统输出的载体系中某些方向速度为0的条件对姿态参数估值的准确性进行检验的思想。新的检验方法不需要增加任何额外设备,经济、方便、简单。

一种射击射箭运动员复合姿态参数获取系统设计

本文介绍了一种基于计算机视觉和无线传感器技术的射击射箭运动复合姿态参数获取系统,针对运动员射击射箭训练的需要,在射击射箭运动员比赛或训练中记录并分析运动员身体关键位置和所持器械的相关运动姿态,实时地给出分析、量化后的数据,提高运动员的训练效率及效果。具有整体重量轻,成本低,便于携带、安装、操作,可实时记录数据,进行姿态分析处理,提供量化数据信息等优点,可满足多样化射击射箭训练要求。