【摘 要】
：
针对无人机在卫星信号失锁时仅利用纯惯导无法精确获取位姿信息的问题,提出通过扩展卡尔曼滤波对单目视觉和惯导进行信息融合的算法,并设计一个包含单目视觉、IMU及超声波传感器的组合系统.首先,利用超声波传感器通过最小二乘法完成尺度估计值的获取;其次建立IMU的系统方程进行惯导信息的解算,并完成误差状态方程的求解;最后,通过扩展卡尔曼滤波实现单目视觉与惯导的信息融合.利用该算法对无人机在200 m动态飞行的信息进行解算,实验结果表明,位置误差的均方根在0.995 m以下,水平姿态角的均方根误差在1.915°以下,
【机 构】
：
郑州科技学院电气工程学院,河南 郑州 450064
论文部分内容阅读
针对无人机在卫星信号失锁时仅利用纯惯导无法精确获取位姿信息的问题,提出通过扩展卡尔曼滤波对单目视觉和惯导进行信息融合的算法,并设计一个包含单目视觉、IMU及超声波传感器的组合系统.首先,利用超声波传感器通过最小二乘法完成尺度估计值的获取;其次建立IMU的系统方程进行惯导信息的解算,并完成误差状态方程的求解;最后,通过扩展卡尔曼滤波实现单目视觉与惯导的信息融合.利用该算法对无人机在200 m动态飞行的信息进行解算,实验结果表明,位置误差的均方根在0.995 m以下,水平姿态角的均方根误差在1.915°以下,偏航角的均方根误差达到了2.235°.不但提高了位姿的估计精度,而且解决了纯视觉输出频率低的问题,满足了无人机对高动态特性的需求,可解决无人机在卫星信号失锁时无法精确定位的问题.
其他文献
多自由度机器人在高端制造、空间遥操作和智能自主系统等领域具有极其重要的作用,其运动学与空间位姿研究可用于运动控制、轨迹规划和工作空间分析等.该文设计并实现一种五自由度机器人运动控制与空间位姿仿真系统,建立该机器人的结构模型,并提出正向运动学和逆向速度运动学解法;通过对多电机驱动单元的集成开发,实现X、Y和Z轴向及两个转向控制;选取一个马鞍面定义为该机器人空间观测作业任务,同步执行五自由度运动控制和空间位姿仿真的协同分析.测试结果表明,目标位姿与仿真位姿具有一致性,验证所提出运动学模型与解法的有效性.研究结
针对国内工业机器人市场基本为进口产品垄断以及高校对于工业机器人教育仍采用传统实物加示教演示等状况,该文设计开发一款基于STM32F407的经济型5R抓取机器人系统并将其运用于教学演示和简单操作应用.首先,根据DH法对该5R机器人运动学模型进行构建,并推算出其正逆运动学公式.运用Matlab软件中的Robotics Toolbox工具包进行运动学仿真,采用Monte Carlo法和jtraj函数对机器人工作空间及轨迹规划进行求解,最后通过实物平台进行相关验证.实验表明,该系统运行稳定、响应速度快、符合仿真结
针对工业机器人RV减速器行星架圆周孔孔径在线测量问题,研究基于差压式气动测量的孔径比较式测量方案;基于测量方案和模块化设计思想,设计双截面八喷嘴气路结构、运动机构和电气系统,并研制出孔径在线自动测量仪,实现测量过程的自动化和数据采集实时化.系统误差分析结果表明气动测头结构引入误差小于0.156 μm,生产线环境温度引入误差小于0.39 μm.在重复性测量条件下进行测量试验,试验结果表明孔径在线自动测量仪重复性标准差小于0.22 μm,测量误差小于1.3 μm,测量结果不确定度0.8 μm,具有较高准确性和
编队控制是多机器人控制的核心问题之一 .该文针对复杂编队控制问题,提出一种基于领航跟随法的多机器人编队控制策略.通过建立差速驱动机器人运动学模型,引入“虚拟领航机器人”,将编队控制分解为跟随机器人与虚拟领航机器人之间期望距离和角速度的控制,从而完成多机器人之间的编队.通过仿真和实验,表明在较短时间内,跟随机器人运动轨迹与期望轨迹误差趋近于0,其速度也收敛到0.8 m/s,从而证明该机器人编队控制系统有效且稳定.
深耕细作,成就气体传感器行业龙头rn“核心技术是汉威科技的壁垒,做好这些技术需要时间,也需要经验和市场的考验,不断地改进、迭代和沉淀.”汉威科技董事长任红军在7月的抖音直播间首秀中,道出了企业的发展之道.rn以研发创新作为企业核心竞争力,汉威科技不仅拥有自己的研究院和国家级研究中心,还在北京、上海和深圳建有国内研发中心,在美国、德国和新加坡拥有海外研发中心,最近三年研发投入均超过1亿元,占营业收入比在7％左右.
模态分析是了解焊接机器人整机稳定性和可靠性的重要基础.该文基于试验模态分析方法,对焊接机器人的大臂、小臂关节、小臂及整机进行实验模态研究.首先,建立机械人手臂及整机的测点模型,对其进行测力法实验,基于动态信号测试分析系统进行数据采集,并得到频响函数数据;然后,利用采集到的振动数据,运用多参考点最小二乘复频域法(PolyLSCF)对得到频响函数数据进行参数识别,得到焊接机器人的前十阶模态频率均在200 Hz以内.最后,利用模态判定准则(MAC值)对测试得到的焊接机器人的模态进行分析,模态分析结果表明测试得到
针对汽车生产线的车身定位焊接问题,提出一种基于视觉定位进而精确引导机器人焊接的方法.视觉车身定位系统由四个固定安装的相机组成,车身到位时,四个相机对车身四块区域的特征点进行拍照,结合特征点在数模上的三维坐标和图像上的二维坐标,实现车身坐标系的定位,进而引导机器人进行焊接.与传统的机械式车身定位相比,无需升降辊床落位,从而节省升降辊床的成本及落位的时间;另外,相机的拍照视场即为车身定位的有效区域,所以一套视觉车身定位系统满足多个车型进行定位的需求,具有柔性高的特点.以激光跟踪仪为评价基准,进行引导精度测试和
针对轮式移动机器人车轮半径与车身宽度随实际应用发生变化而无法精准测量的问题,提出一种自适应轨迹跟踪控制算法.在移动机器人运动模型基础上引入自适应控制算法,以跟踪误差为目标,设计Lyapunov函数,并利用backstepping方法设计未知参数动态模型的自适应跟踪控制器,以补偿系统因不确定参数引起的误差.以双轮差速移动机器人为研究对象,通过对无自适应参数与引入自适应参数的仿真实验对比,表明在保证系统稳定性的前提下,该自适应轨迹跟踪控制方法能够使被控移动机器人运动轨迹准确收敛到预期参考轨迹,并且同时验证该控
针对胸腔穿刺引流等精细化微创手术中接触力反馈不佳及无法感知不同方向力触觉信息的问题,设计一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的精细化多维力触觉传感器,其能同时感知到手术中所受的轴向力、扭矩力和径向力信息;同时,对FBG的传感原理进行推导,分析该触觉传感器的结构设计,并采用有限元分析软件ANSYS对该传感器结构分别进行轴向力、径向力和扭矩力的受力模拟仿真.结果表明改进后的传感器相对传统构型应力强度和应力敏感区域都有所增大,测力灵敏度较高,能够更精准的检测手术过程中各方向上的力,适合应用于胸腔穿刺引流等精细化微创
针对水下机器人在运动过程中易受外部干扰或内部参数变化引起电机转速不同步的问题,提出一种基于新型偏差耦合结构的非奇异终端模糊滑模控制策略.首先,利用偏差耦合思想建立机器人电机的速度误差模型,增加电机转速检测与反馈模块,并结合PID控制设计速度补偿器对电机转速进行补偿;其次,设计非奇异终端滑模面与不含切换项的连续控制律,并且通过模糊控制调节滑模增益大小,可有效提高系统的响应速度并削弱抖振.仿真实验表明:该控制策略可以有效提高水下机器人多电机的同步跟踪效果和鲁棒性.该文提出的控制策略可以良好地应用在带缆遥控水下