无人机电力巡检中光纤IMU数据采集系统设计

无人机电力巡检作为处理电力线路日常维护和应急处置的高效手段,已逐步取代传统的巡检方式而被广泛应用。为实现电力线路的安全巡检,针对无人机电力安全巡检的飞行平台和特殊环境,在此设计了一种光纤IMU数据采集系统,通过石英加速度计和光纤陀螺仪敏感载体的加速度和角速度信息,利用FPGA并行处理的特点及其丰富的I/O接口,实时采集其输出的原始脉冲数据,并利用多个数字温度传感器通过分布式网络点测试结构实现对光纤IMU多点温度信息的采集。最后将数据打包发送给上位机进行存储、分析和滤波等处理,从而计算出无人机电力巡检所需的位置、速度和姿态等信息,最终实现无人机电力线路的安全巡检工作。

基于光纤SINS／GPS组合导航系统故障诊断

针对某型号光纤捷联IMU与GPS组合导航系统规模大、复杂性增强,系统出错概率增加的问题,研究了包括动态系统故障检测的一般方法,随后又建立了两种χ2检验法。然后,采用这两种χ2检验法对SINS/GPS系统进行仿真基础上的故障分析;最后以某型号所用光纤惯性测量系统和GPS组合导航系统为背景,用环境试验所获得数据对算法进行了仿真,表明了算法的可行性与正确性;研究成果对导航系统可靠性设计具有重要参考价值。

一种IMU全零偏快速标定方法

捷联惯导系统的测姿、测速及定位精度主要受IMU零偏的影响,显然,标定并补偿IMU零偏可提高系统的导航性能。传统的对准采用多位置、设定的机动增加可观测性来估计IMU零偏,但仍存在某些零偏不可估计,且滤波收敛过程需要较长时间的问题。针对该问题,借鉴解析粗对准捷联矩阵非正交、非单位化误差与北向、天向陀螺及天向加速度计零偏关系,提出了一种三位置IMU全零偏快速标定方法。分别将IMU三轴朝上采集2分钟静态数据,全过程仅需6分钟,可获得IMU全部零偏,此法较适用于外场零偏标定。仿真以及实际战术级IMU试验表明,该方法能快速有效地对IMU全部零偏进行标定,同时对准、纯惯性导航验证试验表明补偿标定零偏后获得更高对准精度及导航性能。