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陆用AHRS/GPS紧耦合系统的迭代EKF算法 被引量:4
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作者 夏琳琳 赵琳 +1 位作者 刘繁明 刘慧敏 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第6期707-712,共6页
在AHRS/GPS导航定位中,系统包含有非线性观测量,需要建立实时的EKF(推广卡尔曼滤波器),以通过当前状态Taylor展开来近似非线性。以低成本陆用AHRS(航姿参考系统)/GPS紧耦合导航系统为研究对象,构建了基于伪距、伪距率、航向角组合观测... 在AHRS/GPS导航定位中,系统包含有非线性观测量,需要建立实时的EKF(推广卡尔曼滤波器),以通过当前状态Taylor展开来近似非线性。以低成本陆用AHRS(航姿参考系统)/GPS紧耦合导航系统为研究对象,构建了基于伪距、伪距率、航向角组合观测数学模型。作为滤波算法的改进,文中采用了迭代EKF,逼近导航参数的非线性函数,从而得到了自适应的载体参数线性模型。仿真结果表明,该算法模型可使姿态角、速度、位置误差均方差分别控制在120^(?)、0.01m/s和4m以内,导航参数的精度有显著提高。 展开更多
关键词 ahrs/GPS组合 伪距-伪距率-航向角 迭代EKF 非线性滤波
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GPS/罗兰C/SINS/AHRS组合导航系统及试验 被引量:9
2
作者 林雪原 何友 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期4-7,共4页
组合导航系统已成为现代船用导航系统的重要配套设备,并已向着多组合导航系统方向发展。针对导航精度及可靠性,设计了GPS/罗兰C/SINS/AHRS组合导航系统,该组合导航采用了自适应联邦卡尔曼滤波(Kalman)的方法,通过闭环形式校正SINS,并用... 组合导航系统已成为现代船用导航系统的重要配套设备,并已向着多组合导航系统方向发展。针对导航精度及可靠性,设计了GPS/罗兰C/SINS/AHRS组合导航系统,该组合导航采用了自适应联邦卡尔曼滤波(Kalman)的方法,通过闭环形式校正SINS,并用姿态航向参考系统(AHRS)代替捷联惯性导航系统(SINS)输出的航向角以保证航向角的收敛,同时对罗兰C的测量值进行坐标变换以消除由于坐标系不同而带来的常值误差。实际的静态与动态试验结果表明,该组合导航系统是可行的,能满足任务要求,并且易于工程实现。 展开更多
关键词 ahrs 闭环校正 自适应联邦卡尔曼滤波 SINS
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基于AHRS的人体姿态捕捉系统的设计与实现 被引量:6
3
作者 张庆宾 田国会 张衍儒 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1292-1298,共7页
研究了利用穿戴式传感器进行人体姿态捕捉的问题。设计实现了一种被称做姿态航向参考系统(AHRS)的传感器模块,将AHRS模块绑定在人体的主要运动关节,其采集的陀螺仪、加速度计和磁力计信号经过基于小波变换的降噪处理后,对三种传感器进... 研究了利用穿戴式传感器进行人体姿态捕捉的问题。设计实现了一种被称做姿态航向参考系统(AHRS)的传感器模块,将AHRS模块绑定在人体的主要运动关节,其采集的陀螺仪、加速度计和磁力计信号经过基于小波变换的降噪处理后,对三种传感器进行基于扩展卡尔曼滤波算法的数据融合,解算出人体关节的运动姿态。通过WIFI模块将各个关节的姿态数据发送到计算机,上位机软件利用OPENGL技术建立了人体三维骨骼模型,并根据接收的数据对人体姿态与骨骼模型进行坐标转换和关节解耦,将人体姿态动作直观地显示出来。实验结果表明,所设计的惯性传感器模块AHRS的检测精度高,稳定性好,没有数据漂移和累积误差,所提出的姿态捕捉系统能够准确地检测人体姿态动作,反应速度快,满足实时性的要求。 展开更多
关键词 姿态航向参考系统(ahrs) 小波变换 数据融合 扩展卡尔曼滤波器 人体姿态捕捉
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基于GPS与AHRS的四轴飞行器悬停算法研究 被引量:12
4
作者 孙骅 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第4期481-487,共7页
通过对国外四轴飞行器控制系统设计思路的研究及其存在问题的分析,就飞行器控制系统悬停部分的算法进行了研究与探索,并对该系统的设计做了总结与展望。其中电子航向系统(AHRS)与全球卫星定位系统(GPS)为关键参数获取的传感器,该系统实... 通过对国外四轴飞行器控制系统设计思路的研究及其存在问题的分析,就飞行器控制系统悬停部分的算法进行了研究与探索,并对该系统的设计做了总结与展望。其中电子航向系统(AHRS)与全球卫星定位系统(GPS)为关键参数获取的传感器,该系统实现了飞行器悬停的全自动外环控制。 展开更多
关键词 四轴飞行器 飞行控制系统 自动控制 旋翼 ahrs GPS
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人工神经网络改进的AHRS/GPS紧耦合滤波算法
5
作者 夏琳琳 王建国 +1 位作者 张利辉 谷丽君 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第6期199-203,共5页
以陆用AHRS/GPS紧耦合系统为研究对象,建立了基于伪距-伪距率-航向角的组合观测数学模型,采用RBF网络辅助的EKF导航滤波器,逼近组合系统的非线性特性,实现自适应的导航参数解算。仿真结果表明:方法可快速、准确地逼近系统非线性模型,估... 以陆用AHRS/GPS紧耦合系统为研究对象,建立了基于伪距-伪距率-航向角的组合观测数学模型,采用RBF网络辅助的EKF导航滤波器,逼近组合系统的非线性特性,实现自适应的导航参数解算。仿真结果表明:方法可快速、准确地逼近系统非线性模型,估算的姿态角误差均方差较标准EKF减小了约5.9%~22.8%。在传感器精度有限的情况下,所获得的导航精度和动态性能均有提高。 展开更多
关键词 ahrs/GPS 人工神经网络 伪距-伪距率-航向角 紧耦合 径向基函数
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基于三分量地磁滤波技术的微型AHRS算法研究 被引量:1
6
作者 赵彦明 常洪龙 +1 位作者 袁广民 孙雄飞 《机电工程》 CAS 2014年第6期745-748,共4页
针对常规的微型姿态参照系统(AHRS)算法存在过载干扰和滤波发散的问题,设计了一种基于三分量地磁滤波技术的微型AHRS算法。采用一种简化的Sage-Husa自适应滤波算法进行了AHRS的信息融合;采用姿态误差角和陀螺漂移作为状态变量,进行了自... 针对常规的微型姿态参照系统(AHRS)算法存在过载干扰和滤波发散的问题,设计了一种基于三分量地磁滤波技术的微型AHRS算法。采用一种简化的Sage-Husa自适应滤波算法进行了AHRS的信息融合;采用姿态误差角和陀螺漂移作为状态变量,进行了自适应滤波的时间更新,采用三分量地磁矢量作为观测量,进行了自适应滤波的量测更新;最后,对该算法进行了半物理仿真实验。实验结果表明,该算法能够有效地减小高过载造成的姿态测量误差,在2 g线振动测试条件下,该算法的俯仰角和横滚角的测量精度优于0.75°,航向角精度优于1.87°;与常规的算法相比,系统的抗过载能力提高了近3.2倍。该算法测量精度高、抗过载性好,具有很强的自适应能力,尤其适用于低铁磁干扰、高过载的工作环境。 展开更多
关键词 微型ahrs 三分量地磁矢量 Sage-Husa自适应滤波 抗过载性 自适应性
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基于AHRS与PDR融合的个人室内自定位方法研究 被引量:1
7
作者 彭锐 程磊 +1 位作者 代雅婷 赵熙桐 《高技术通讯》 EI CAS 北大核心 2018年第6期567-574,共8页
针对个人室内自定位问题,本文提出了基于航姿系统(AHRS)与行人航位推算(PDR)融合的自定位方法。该方法分为4部分:在步频测量中通过加速度计数据变化反映行人步行状态,在步长估计中利用模糊决策的方式获得较为合理的计算步长,在姿态估计... 针对个人室内自定位问题,本文提出了基于航姿系统(AHRS)与行人航位推算(PDR)融合的自定位方法。该方法分为4部分:在步频测量中通过加速度计数据变化反映行人步行状态,在步长估计中利用模糊决策的方式获得较为合理的计算步长,在姿态估计中使用AHRS来得到低动态下个人相对精确的姿态信息,在位姿计算中结合步长和姿态数据最终计算得到个人的位姿信息。进行了不同室内环境下的实验以及与PDR方法的仿真对比,实验结果证明了该方法的可行性,仿真对比结果表明了该方法的有效性,室内定位误差不超过0. 5m。 展开更多
关键词 个人室内自定位 航姿系统(ahrs) 行人航位推算(PDR) 模糊决策
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AHRS姿态估计的迭代扩展卡尔曼滤波方法 被引量:2
8
作者 史宜巧 赵辉 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第4期270-274,共5页
针对现有滤波方法在低成本航姿参考系统(AHRS)姿态估计应用中存在准确性不足的问题,本文提出一种非线性滤波求解的姿态估计方法。根据四元数姿态表示原理与传感器测量输出模型构建了基于AHRS系统直接形式姿态估计的非线性状态空间模型,... 针对现有滤波方法在低成本航姿参考系统(AHRS)姿态估计应用中存在准确性不足的问题,本文提出一种非线性滤波求解的姿态估计方法。根据四元数姿态表示原理与传感器测量输出模型构建了基于AHRS系统直接形式姿态估计的非线性状态空间模型,采用迭代扩展卡尔曼滤波方法进行滤波求解,实现了对姿态四元数与传感器偏差的实时估计。通过MPU9150型MEMS惯性测量单元的实测数据与ABB工业机器人同步输出的参考姿态对本文算法进行了验证,并与现有基于非线性滤波与互补滤波的姿态估计方法以及商用姿态测量单元的结果进行了对比。结果表明,本文算法有效提高了姿态估计准确性与估计精度,具有较好的性能。 展开更多
关键词 航姿参考系统(ahrs) 姿态估计 四元数 非线性滤波
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基于三次样条和改进QKF的AHRS姿态解算设计 被引量:1
9
作者 周海玲 李霆 《机电技术》 2015年第3期24-27,共4页
在AHRS系统中,目前广泛使用的MEMS角增量陀螺仪存在很大的零漂和随机误差,在捷联惯导的姿态解算中会带来积分误差,导致精度不高。文中用三次样条插值对原始陀螺仪输出进行曲线拟合后进行积分处理,将原有的离散模型变为连续积分模型,减... 在AHRS系统中,目前广泛使用的MEMS角增量陀螺仪存在很大的零漂和随机误差,在捷联惯导的姿态解算中会带来积分误差,导致精度不高。文中用三次样条插值对原始陀螺仪输出进行曲线拟合后进行积分处理,将原有的离散模型变为连续积分模型,减小了积分误差;在将四元数运动方程的线性特性运用到Kalman滤波中时,针对状态更新时的状态协方差矩阵做了计算方法上的改进,改善了原有方法出现预测值超界导致迭代终止的问题。 展开更多
关键词 ahrs 三次样条 四元数 卡尔曼滤波 QKF
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基于EKF算法的微型AHRS模块设计 被引量:5
10
作者 李旭妍 刘长明 +1 位作者 陈燕 畅彦祥 《国外电子测量技术》 北大核心 2022年第4期93-98,共6页
微型航姿参考系统(AHRS)模块是由微机电系统(MEMS)惯性器件以及STM32微型处理器组成的航姿参考系统,广泛应用于民用无人机领域。针对MEMS惯性器件易受外界环境干扰、数据易漂移导致姿态解算数据不稳定、精度不高的问题,提出一种适应于A... 微型航姿参考系统(AHRS)模块是由微机电系统(MEMS)惯性器件以及STM32微型处理器组成的航姿参考系统,广泛应用于民用无人机领域。针对MEMS惯性器件易受外界环境干扰、数据易漂移导致姿态解算数据不稳定、精度不高的问题,提出一种适应于AHRS模块的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法,通过算法完成AHRS模块内的多传感器信息融合,保障AHRS模块输出高精度的姿态数据。利用高精度三轴无磁转台对其进行动静态精度测试,采集并分析AHRS在动态环境下的各个轴向角实时数据与误差数据。结果表明,该航姿参考系统能够满足小型化、低功耗和低成本设计要求,适用于民用无人机领域。 展开更多
关键词 MEMS EKF算法 ahrs 优化设计
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基于AHRS算法的小型无人机导航精度改进方法 被引量:4
11
作者 刘浩 杨薇秀 +2 位作者 焦胜海 陈洋 韩一帜 《中国电子科学研究院学报》 北大核心 2020年第5期461-469,共9页
受到载荷能力和体积的限制,小型无人机只能采用MEMS传感测量模块,但是MEMS器件精度低,传统的惯性导航方式误差累积明显,很难满足特殊高精度需求。因此研究并实现了一种基于加速度计、陀螺仪和磁力计的AHRS多传感器信息融合技术。以高精... 受到载荷能力和体积的限制,小型无人机只能采用MEMS传感测量模块,但是MEMS器件精度低,传统的惯性导航方式误差累积明显,很难满足特殊高精度需求。因此研究并实现了一种基于加速度计、陀螺仪和磁力计的AHRS多传感器信息融合技术。以高精度组合导航模块作为参考,对改进前后的导航精度结果进行了对比与分析,并对改进后的飞行器进行了多次飞行验证。 展开更多
关键词 小型无人机 导航精度 MEMS器件 ahrs
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基于卡尔曼滤波和互补滤波的AHRS系统研究 被引量:1
12
作者 蔡阳 胡杰 《电脑知识与技术》 2021年第10期230-232,共3页
AHRS航姿参考系统中通常需要融合MEMS传感器数据来进行姿态解算,由于MEMS传感器自身的一些缺陷导致在姿态解算中会出现较为严重的误差。AHRS中常见对加速度计、陀螺仪和磁力计进行卡尔曼滤波、互补滤波的方法,由于使用单一的滤波算法时... AHRS航姿参考系统中通常需要融合MEMS传感器数据来进行姿态解算,由于MEMS传感器自身的一些缺陷导致在姿态解算中会出现较为严重的误差。AHRS中常见对加速度计、陀螺仪和磁力计进行卡尔曼滤波、互补滤波的方法,由于使用单一的滤波算法时会出现误差,导致姿态角解算精度不高。本文采用卡尔曼滤波融合互补滤波的滤波算法,通过卡尔曼滤波对加速度计和陀螺仪起抑制漂移作用,进而得到最优估计姿态角,减小传感器引起的误差,再由估计值和磁力计经过互补滤波滤除噪声,提高姿态角的解算精度。仿真实验表明:融合滤波算法可以抑制漂移和滤除噪声,在静态和动态条件下,都有良好表现。 展开更多
关键词 ahrs MEMS 姿态解算 卡尔曼滤波 互补滤波
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基于磁干扰补偿的智能手机车载AHRS算法 被引量:1
13
作者 刘少兵 纪新春 +4 位作者 魏东岩 李雯 刘宇欣 巩应奎 袁洪 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1643-1649,共7页
针对基于智能手机的车辆导航应用场景下,车辆载体磁场干扰较大导致车载AHRS算法解算的航向严重失准,进而影响定位精度的问题,提出了一种基于在线磁干扰补偿的车载AHRS算法。在GNSS可用时,利用GNSS测量信息,结合AHRS解算的航向信息和准... 针对基于智能手机的车辆导航应用场景下,车辆载体磁场干扰较大导致车载AHRS算法解算的航向严重失准,进而影响定位精度的问题,提出了一种基于在线磁干扰补偿的车载AHRS算法。在GNSS可用时,利用GNSS测量信息,结合AHRS解算的航向信息和准静态磁场检测,构建了扩展卡尔曼滤波器,对车辆磁干扰进行在线估计。跑车试验表明,该方法能准确估计车辆磁干扰。磁干扰补偿后进行AHRS解算,能明显改善航向失准的问题,航向估算精度约为3~5°,满足基于智能手机的车辆导航应用需求。 展开更多
关键词 车载ahrs算法 准静态磁场检测 载体磁干扰在线标定 车辆导航
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小型化9轴AHRS设计与实现
14
作者 邓丽丽 傅强 +1 位作者 马辉 曹大平 《信息技术》 2021年第10期75-80,86,共7页
文中将提供一种高精度小型化9轴姿态参考系统的实现方案,采用高性能运动传感器ICM42688和地磁传感器PNI13156高速采样获取9轴数据,再通过STM32G474单片机使用扩展卡尔曼滤波算法对数据进行姿态解算,再通过串口通信将姿态信息上传到上位... 文中将提供一种高精度小型化9轴姿态参考系统的实现方案,采用高性能运动传感器ICM42688和地磁传感器PNI13156高速采样获取9轴数据,再通过STM32G474单片机使用扩展卡尔曼滤波算法对数据进行姿态解算,再通过串口通信将姿态信息上传到上位机,在QT平台中开发的界面中动态显示姿态角信息与3D物体姿态,实现高精度小型姿态参考系统,以供集成化应用。 展开更多
关键词 ICM42688 ahrs FREERTOS 扩展卡尔曼滤波 STM32G474
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低成本AHRS辅助GPS定向研究
15
作者 葛海浪 陈国彬 《机电信息》 2016年第21期148-149,共2页
GPS载波相位定向具有精度高、实时性好等特点,但现有的整周模糊度解算运算量大、初始化时间长。现采用AHRS辅助GPS快速定姿,AHRS提供的载体姿态可以逆解出基线向量解,把这个基线向量设定为Kalman滤波矢量的初始值,能极大地减少Kalman滤... GPS载波相位定向具有精度高、实时性好等特点,但现有的整周模糊度解算运算量大、初始化时间长。现采用AHRS辅助GPS快速定姿,AHRS提供的载体姿态可以逆解出基线向量解,把这个基线向量设定为Kalman滤波矢量的初始值,能极大地减少Kalman滤波求解整周模糊度的滤波次数。静态实验结果表明,此方法快速、有效,能提高模糊度估计的可靠性和测量的稳定性。 展开更多
关键词 GPS ahrs 载波相位 整周模糊度 定向
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手持式DGPS/AHRS组合导航系统设计
16
作者 孙良义 段建红 《舰船电子工程》 2013年第8期68-70,73,共4页
为解决在空间狭小、条件简陋的平台上使用DGPS和AHRS不便的问题,提出了一种基于ARM9的手持式DGPS/AHRS组合导航系统设计方案。采用S3C2440AARM芯片作为主控芯片,选用DGPS模块和AHRS模块进行硬件设计。在Windows CE 6.0平台上采用Visual ... 为解决在空间狭小、条件简陋的平台上使用DGPS和AHRS不便的问题,提出了一种基于ARM9的手持式DGPS/AHRS组合导航系统设计方案。采用S3C2440AARM芯片作为主控芯片,选用DGPS模块和AHRS模块进行硬件设计。在Windows CE 6.0平台上采用Visual Studio2008开发导航软件,通过RS232串口读取DGPS模块和AHRS模块输出的数据信息,解析后用于实时显示和导航参数计算。实验结果表明,该系统能准确采集各种导航信息,运行稳定可靠,具有重要的实用价值。 展开更多
关键词 ARM WINCE DGPS ahrs RS232串口
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JSN-8捷联激光AHRS系统
17
作者 章卫民 《导航与雷达动态》 1999年第3期38-39,共2页
关键词 JSN-8 激光导航系统 技术性能 ahrs系统
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基于LabVIEW的AHRS信息采集与解码程序设计
18
作者 逄冲 韩云东 +1 位作者 马海瑞 栾璐先 《电脑编程技巧与维护》 2012年第15期19-20,共2页
设计并实现了利用LabVIEW软件的AHRS信息采集与解码。利用串口通信来进行数据的传输、转换、分配、解码、显示,实现了AHRS信息的可视化。
关键词 LABVIEW ahrs 解码
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Genetic variant in a BaP-activated super-enhancer increases prostate cancer risk by promoting AhR-mediated FAM227A expression
19
作者 Lulu Fan Hao Wang +7 位作者 Shuai Ben Yifei Cheng Silu Chen Zhutao Ding Lingyan Zhao Shuwei Li Meilin Wang Gong Cheng 《Journal of Biomedical Research》 CAS CSCD 2024年第2期149-162,I0001-I0010,共24页
Genetic variants in super-enhancers(SEs)are increasingly implicated as a disease risk-driving mechanism.Previous studies have reported an associations between benzo[a]pyrene(BaP)exposure and some malignant tumor risk.... Genetic variants in super-enhancers(SEs)are increasingly implicated as a disease risk-driving mechanism.Previous studies have reported an associations between benzo[a]pyrene(BaP)exposure and some malignant tumor risk.Currently,it is unclear whether BaP is involved in the effect of genetic variants in SEs on prostate cancer risk,nor the associated intrinsic molecular mechanisms.In the current study,by using logistic regression analysis,we found that rs5750581T>C in 22q-SE was significantly associated with prostate cancer risk(odds ratio=1.26,P=7.61×10^(-5)).We also have found that the rs6001092T>G,in a high linkage disequilibrium with rs5750581T>C(r^(2)=0.98),is located in a regulatory aryl hydrocarbon receptor(AhR)motif and may interact with the FAM227A promoter in further bioinformatics analysis.We then performed a series of functional and BaP acute exposure experiments to assess biological function of the genetic variant and the target gene.Biologically,the rs6001092-G allele strengthened the transcription factor binding affinity to AhR,thereby upregulating FAM227A,especially upon exposure to BaP,which induced the malignant phenotypes of prostate cancer.The current study highlights that AhR acts as an environmental sensor of BaP and is involved in the SE-mediated prostate cancer risk,which may provide new insights into the etiology of prostate cancer associated with the inherited SE variants under environmental carcinogen stressors. 展开更多
关键词 super-enhancer prostate cancer genetic variants AHR BAP FAM227A
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下肢运动学信息采集与步态识别系统研发 被引量:1
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作者 李剑锋 周宇 +1 位作者 王海东 董明杰 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期325-334,共10页
针对一种下肢柔性助力机器人,开发了一种基于航姿参考模块(attitude and heading reference system,AHRS)设计的人体下肢运动学信息采集系统.该系统的AHRS具有体积小、功耗低的特点,便于通过绑带与人体保持紧致连接,并且能够长时间穿戴,... 针对一种下肢柔性助力机器人,开发了一种基于航姿参考模块(attitude and heading reference system,AHRS)设计的人体下肢运动学信息采集系统.该系统的AHRS具有体积小、功耗低的特点,便于通过绑带与人体保持紧致连接,并且能够长时间穿戴,AHRS的设计融合了卡尔曼滤波算法(Kalman filter,KF)以提高数据的精度,多通道的数据通过ZigBee技术组建的无线传感器网络进行通信,并传输至上位机.然后,建立人体下肢运动学模型,推出AHRS测量角度和人体下肢姿态角度转换关系.同时,考虑在人体不同的步态活动下机器人助力的情况不同,设计了决策树分类器以对不同的步态活动进行识别分类,进一步地协助下肢柔性助力机器人对人体进行有效助力.在多种步态活动下,通过将该系统所采集的数据与Vicon系统采集的数据进行对比可知,该系统所采数据具有较高的精度,也验证了系统具有良好的稳定性及可靠性,另外利用大量的步态数据训练决策树分类器,并通过对未知步态活动进行的分类实验验证了步态识别的准确性. 展开更多
关键词 柔性助力机器人 运动学信息 航姿参考模块(ahrs) 卡尔曼滤波(KF) 无线网络 步态识别
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