基于传感器零值输出的旋转弹丸磁航向测量方法

为解决磁航向测量系统与引信设计空间要求构成的矛盾,提出一种新的用于测量旋转弹丸磁航向的方法。该方法可利用磁传感器与地磁场相对运动及相互作用过程中磁传感器输出为零时的相位信息,对包括旋转相位角、转速以及地磁场与弹轴间夹角在内的姿态参量进行测算,其结果可为弹丸空气动力学特征分析、弹药—载荷关联性分析以及弹药—武器系统关联性分析提供良好的实时数据支持。

无人机磁航向测量的自动罗差补偿研究

利用地球磁场测量无人机的航向时,需要对机上铁磁材料引起的罗差进行补偿。为了降低补偿费用,减小补偿试验时周围环境的影响,提出一种利用飞机左右盘旋飞行时采样数据实现罗差自动补偿的方法。采用椭圆假设算法,可利用飞机平飞时在多于5个不同方向的采样数据来自动补偿平飞时的罗差。在任意姿态飞行时,把飞机左右盘旋时采样的数据分解为4个椭圆,并求出它们相对于椭圆假设的24个系数。再利用这24个系数和飞机的俯仰角、倾斜角以及地磁场垂直分量求出任意姿态下罗差补偿所需的12个系数。实验结果表明,该方法效果良好,方便可行。某无人机补偿前最大误差为21.5°;用传统方法补偿后最大误差为2.3°;用本文方法几乎不需要额外的费用,补偿后最大误差为1.6°。

微型无人机磁航向测量系统的设计与实现

基于地磁测量原理的磁阻传感器具有体积小、启动快、功耗低等优点,以磁阻传感器为核心设计并实现了一种低成本微型无人机磁航向测量系统,介绍了磁阻传感器的工作原理,给出了航向角的计算方法,对硬件电路和软件设计进行分析研究。转台实验表明,基于磁阻传感器的微型无人机磁航向测量系统达到了设计要求。

Sensor fusion for heading angle estimation based on random forest algorithm

To improve the accuracy of the calculation of a heading angle under magnetic interference,magnetometers and inertial measurement units(IMUs)were fused.The observation value of the heading angle was deduced on the basis of the modeling of the magnetometer error and the analysis of the relation of the magnetometer triaxial output and the distribution characteristics of the magnetic field at two adjacent time periods.Meanwhile,the gyro state and angular velocity increment were used as the basis of the IMU to calculate the prediction value of the heading angle.With the changes in the heading angle and environmental interference,a random forest(RF)algorithm was used to iteratively calculate the weights to fuse the observation value of the heading angle based on the magnetometer and the prediction value of the heading angle based on the IMU.The results show that relative to the common sensor fusion method,the proposed sensor fusion method based on the RF algorithm achieved an approximate 60%improvement in heading angle accuracy.Hence,the proposed method can effectively improve the accuracy of the heading angle under magnetic interference by using an RF algorithm to calculate the output weights of the magnetometer and IMU.