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期刊信息/Journal information
中国惯性技术学报
中国惯性技术学报

刘飞

双月刊

1005-6734

zggxjsxb@126.com

022-26032791

300131

天津市邮政63分箱75分箱

中国惯性技术学报/Journal Journal of Chinese Inertial TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国科学技术协会主管、中国惯性技术学会主办的全国性学术刊物，也是中国惯性技术领域内唯一的学术性刊物，1989年创刊，现为双月刊。主要刊登惯性技术中有关系统、仪表、测试、测量、元器件、工艺材料等方面有理论价值和实用意义的学术论文，惯性技术新理论、新技术应用的成果和经验，惯性技术研究的阶段性成果，研究通讯和专题综述评论。
正式出版
收录年代

    基于改进LSTM网络的无人机MEMS-IMU零偏在线标定方法

    程向红吴昕怡刘丰宇钟志伟...
    213-218页
    查看更多>>摘要：针对在卫星信号拒止、视觉系统退化场景中无人机 MEMS-IMU 零偏无法准确估计并补偿导致导航误差迅速发散的问题,提出一种基于改进长短时记忆(LSTM)网络的零偏在线标定方法.首先,为解决 MEMS-IMU 零偏数据非线性强、传统循环时间网络训练效果差的问题,设计序列到序列的LSTM神经网络结构,引入教师强迫机制,提高了网络特征学习能力.然后,在导航过程中使用训练后的网络对MEMS-IMU零偏在线标定,补偿后的IMU量测与视觉信息联合优化,保证了导航定位精度.实验结果表明,在纯惯性导航实验中,所提方法的绝对位置误差比传统LSTM方法减小了 6.5%;在EUROC数据集下进行的视觉惯性组合导航实验中,所提方法的平均绝对位置误差比传统LSTM方法减小了 15%.

    无人机导航定位微惯性测量单元在线标定长短时记忆神经网络

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    基于微型槽和充氦气的惯性平台散热效果分析

    徐峰涛王汀张凯
    219-225页
    查看更多>>摘要：惯性平台系统温度过高和剧烈变化是影响惯性导航系统导航精度的重要因素.为提升惯性平台系统的散热能力,提出了基于微型槽和充氦气的改进散热方法,并对散热效果进行分析.以某平台系统结构为对象,根据惯性平台系统传热机理,分析了当前惯性平台散热能力较差的原因.针对微型槽增大面积、填充氦气等散热方法开展数值仿真分析,并通过缩比样件的散热实验进行验证.实验结果表明,在强迫对流的基础上将两种方法结合使用,可使平台温度较改进前降低 9.7℃,有效证明了两种散热方法的可行性及散热效果,为后续惯性平台系统的热设计提供指导.

    惯性平台温度场数值仿真热设计

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    惯性角速度匹配测量方程的耦合误差分析

    吴伟李湘源马昕明秦石乔...
    226-233页
    查看更多>>摘要：针对惯性角速度匹配测量方程得不到理论精确解的问题,根据角速度匹配测量方程建立了形变角估计误差与船体角运动和动态形变角的相关函数模型,从理论上证明了船体角运动与动态形变角之间的交叉耦合将产生形变角估计误差.在动态形变角和船摇角幅度分别为 20 ″和 2 °的仿真条件下,当船体运动角速度与动态形变角速度不相关时,形变角估计误差均值分别为-1.8"、3.7"、3.8";当船体运动角速度与动态形变角速度完全相关时,形变角估计产生约 50"的偏置误差.仿真和实验结果表明,误差的大小与二者之间的相关系数呈正相关.研究结果可为舰船形变测量和传递对准相关的理论研究和工程应用提供参考.

    船体形变角速度匹配相关函数耦合误差

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    复杂环境下基于自适应极线约束的AGV视觉SLAM算法

    崔岸张新颖马耀辉
    234-241页
    查看更多>>摘要：针对传统视觉同步定位与地图构建(SLAM)算法不能有效处理复杂环境中的动态及潜在动态目标而影响定位与建图性能的问题,提出一种基于Mask R-CNN神经网络以及ORB-SLAM3算法改进的视觉SLAM方法.针对动态目标,提出一种基于语义信息的运动一致性检验算法,使用自适应阈值的极线约束方法实现图像中动态特征点的精确剔除;针对潜在动态目标,提出一种改进的长期数据关联方法,通过增大关键帧选取密度及优化关键帧中的潜在动态目标信息,对算法的回环优化和地图融合过程进行改进,提高回环优化效果与地图复用性.在 TUM 数据集和真实场景中进行验证,实验结果表明与ORB-SLAM3 算法相比,采用TUM数据集在低动态场景和高动态场景中的绝对轨迹均方根误差分别减小 8.5%和 65.6%;在真实场景下测试,所提算法的定位精度提高了 62.5%.

    同步定位与地图构建复杂环境语义信息自适应阈值极线约束

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    一种世界坐标系下的GNSS/SINS松组合导航矩阵李群滤波算法

    郭迟陈毅超罗亚荣
    242-249页
    查看更多>>摘要：针对在地心地固(ECEF)坐标系下基于右不变误差的卡尔曼滤波在GNSS/SINS组合导航中,因位置矢量数值较大导致系统线性误差运动学矩阵和观测矩阵不稳定进而降低滤波器性能的问题,提出一种世界坐标系下的 GNSS/SINS 松组合导航矩阵李群滤波算法.首先在世界坐标系中构建导航状态和考虑地球自转的运动学方程.然后在世界坐标系下定义矩阵李群上的右不变误差,该误差在右群作用下保持不变,并重新推导和设计基于该误差的矩阵李群滤波算法,根据GNSS观测构建世界坐标系下的观测矩阵.实验结果表明,在低精度惯导场景中相对于ECEF坐标系下的传统扩展卡尔曼滤波,所提算法的北向、东向、地向位置误差均方根分别减小了 82.6%、61.8%和 10.6%,具有一定的实用价值.

    组合导航矩阵李群卡尔曼滤波世界坐标系

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    一种未知环境下移动机器人自主导航方法

    徐建华吴晓晖张嘉轩张钰荣...
    250-257页
    查看更多>>摘要：为提高未知环境下移动机器人自主导航性能,提出了一种未知环境下目标驱动的自主导航方法.不依赖实时更新的地图信息,移动机器人直接从激光雷达读数中构建候选目标点,并根据机器人自身位置和终点位置从候选目标点中选择最优点作为局部目标点.改进的基于深度强化学习的局部规划器从输入信息中直接输出动作信号,实现端到端的控制,使得移动机器人能够快速、安全地到达局部目标点,直至到达终点.实验表明,所提导航方法能够在未知复杂的环境下,可靠且高效地完成导航任务.与最近边界导航方法相比,平均路径长度减少了 6.63%,平均运行时间缩短了 19.11%,具有成功率高、路径短、速度快等优点.

    未知环境移动机器人自主导航深度强化学习

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    一种多频多系统周跳探测与修复方法

    王敏孟欣刘长建孙爽...
    258-265页
    查看更多>>摘要：为满足多频多系统精密单点定位(PPP)数据预处理的实际需求,提出了一种周跳探测与修复方法.针对多频多系统 PPP 数据处理中各卫星的信号数量不同,利用最小二乘模糊度降相关平差(LAMBDA)原理构建模糊度组合.通过仅使用相位观测值估计的倾斜电子总量(STEC)探测不敏感周跳和漏判周跳.对于周跳修复,将伪距和载波相位的观测值在历元间作差求得周跳的浮点解和协方差阵,然后应用LAMBDA算法搜索周跳整数解并进行修复.通过静态、动态以及磁暴环境下周跳探测和修复实验,验证了所提方法的有效性,多频条件下周跳修复的正确率达到 100%.

    多频多系统精密单点定位周跳探测倾斜电子总量最小二乘模糊度降相关平差算法

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    柱塞气举工艺下基于重力观测的MEMS全姿态位姿测量系统

    邱晓宁武泰安冯金双许春晖...
    266-272页
    查看更多>>摘要：为解决柱塞小体积自主高精度位姿测量的难题,针对柱塞气举工艺,设计了一种基于重力观测的微机电系统(MEMS)全姿态位姿测量系统.首先,利用柱塞工作过程中大部分时间不存在非重力运动加速度的特性,设计了基于重力观测的自主导航算法提高位姿测量精度;其次,考虑到柱塞垂直运动过程中俯仰翻转时无解的问题,设计了全姿态解算算法.最后,对所设计的位姿测量系统进行了实物实验.实验结果表明:所设计的位姿测量系统进行作业时,水平姿态精度不大于 0.05 °、航向漂移小于 0.5 °/h、短时位置精度不大于 0.8 m,验证了该系统可解决柱塞目前存在的小体积自主高精度位姿测量难题.

    柱塞气举微机电系统位姿测量重力观测

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    通信受限条件下多无人机协同环境覆盖路径规划

    陈洋周锐
    273-281页
    查看更多>>摘要：多无人机协同覆盖旨在有效分配多个无人机任务,实现给定区域的快速、高效全覆盖.然而,在现实应用场景中常常因为无人机之间距离超出通信范围,信号传输受阻,导致无人机之间的协作和信息交互面临极大挑战.为此,提出一种基于 Deep Q Networks(DQN)的多无人机路径规划方法.采用通信中断率和最大通信中断时间两个指标来评价路径质量,通过构建与指标相关的奖励函数,实现了无人机团队的自主路径决策.仿真实验表明,所提方法在最短路径上可以与传统优化算法效果保持一致,权衡路径下在增加20%路径长度的情况下可以降低80%通信中断率,在全通信路径下则可以实现 100%的全过程连接通信,因此可以根据不同的通信环境生成高效覆盖所有环境节点的路径.

    环境覆盖多无人机通信约束深度Q网络路径规划

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    水下声学导航网络节点区域最优布局方法

    王永召赵杨陈伟刘猛...
    282-289,313页
    查看更多>>摘要：为实现水下声学导航网络节点满足区域定位精度需求,同时满足节点布局数量及费效比最优,提出了一种水下声学导航网络节点最优布局方法.根据节点布局间距和定位误差关系,选定满足定位精度需求的最大节点布局间距,采用 2D 网格生成算法控制节点间距在最大间距,以实现导航网络节点的自动化最优布局.考虑海底地形遮挡声源情况,利用地形开角与临界开角和小开角临界值的对比,快速确定区域布局风险区并在 2D 网格生成算法中设置不可布局区域,进一步优化实际海底地形导航网络节点布局.通过某实际海域导航网络区域布局的仿真实验验证,所提方法可实现 100 m定位误差的预期设计需求,并满足布局节点数量最优.

    水下声学导航网络节点布局射线声学海底地形

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