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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。
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收录年代

    基于双惯导协同的误差参数估计与融合算法

    贾继超祁帅夏家和寇得民...
    319-325,335页
    查看更多>>摘要：针对无外界参考信息的双惯导系统长期使用后系统参数发生变化导致导航精度降低,且系统间缺少信息融合的问题,提出了一种同等精度双惯导协同误差估计与信息融合算法.首先以两套旋转式惯导间相对速度误差与位置误差作为观测量,建立包含陀螺和加速度计零偏的导航误差模型.然后分析了不同转序下各状态量的可观测性,采用 Kalman 滤波对各参数进行有效估计,估计完成后对双惯导系统进行误差补偿及信息融合.仿真结果表明,所提算法对陀螺零偏估计精度优于0.002(°)/h,加速度计零偏估计精度优于4μg,在抑制误差发散的同时,提高了旋转式惯导导航精度.

    双惯导系统旋转调制误差估计数据融合

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    基于改进EKF_LOAM的电缆沟巡检机器人精准定位策略

    双丰马翰林杨杰李少东...
    326-335页
    查看更多>>摘要：精确定位和准确构建地图(SLAM)是电缆沟巡检机器人顺利完成巡检任务的基础.传统激光SLAM算法在电缆沟环境中容易产生"长廊效应",且容易在z轴方向上产生漂移.针对上述问题,提出了一种基于多传感器融合的改进扩展卡尔曼滤波激光雷达测距与制图(EKF_LOAM)算法.通过扩展卡尔曼滤波器(EKF)将车轮里程计和惯性里程计融入LeGO_LOAM算法框架中来抑制"长廊效应",在EKF_LOAM算法的基础上引入IMU的z轴线速度测量值,并设计基于特征点数量的自适应协方差计算方程,约束由面特征点严重缺失引起的z轴漂移.分别在虚拟和真实电缆沟环境中开展实验,结果显示所提算法的最终行进误差比LeGO_LOAM算法的行进误差减小了超过 40%,比Cartographer算法的行进误差减小 4.57%,z轴方向误差比EKF_LOAM算法减小 49%,证明了所提算法在电缆沟环境中优于传统的LeGO_LOAM、Cartographer和EKF_LOAM算法,更适用于电缆沟巡检任务.

    电缆沟巡检EKF_LOAM激光SLAM长廊效应z轴漂移

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    基于多分支架构的目标三维位姿实时估计方法

    洪勇刘进罗书培陈新...
    336-345页
    查看更多>>摘要：针对车路协同应用场景中目标尺度与位置值域跨度大导致的位姿实时估计精度低、回归求解模型收敛慢的问题,提出了一种基于多分支架构的目标三维位姿实时估计方法.在目标二维检测算法模型架构基础上,设计位姿估计分支结构,用于输出目标姿态四元数、目标相对相机的三维空间位置及目标长宽高.在训练阶段,为位姿估计分支设计了相应的损失函数,采用向量单位化算子回归姿态四元数、对数重映射算法回归目标尺寸与目标到相机距离;在推理阶段,根据模型输出的四元数和目标到相机距离解算出目标三维位姿,实现精确的位姿估计.在 OVRC 数据集的位姿精度验证中,位置坐标误差的均方差最大为 1.94 m,姿态角误差的均方差最大为 3.98°;在 Kitti 数据集的相对精度测试实验中,相比 PVNet 方法,检测精度提升了 3.22%,相比 3DBB 方法,推理效率提升一倍.

    多分支架构三维位姿目标检测位姿估计姿态四元数

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    基于交互式多模型因子图的自适应组合导航算法

    曾庆化王守一李方东邵晨...
    346-353页
    查看更多>>摘要：针对复杂城市环境下因外部干扰或传感器故障而引起的传统车载导航系统定位精度下降的问题,提出了一种基于因子图的交互式多模型车载导航算法.基于因子图优化算法建立了IMU/GNSS/LIDAR组合导航系统模型,引入了交互式多模型对子系统传感器量测进行建模并构建变量节点,利用模型概率更新来优化传感器权重,并依据因子图非线性优化和增量平滑理论实现车载导航系统的解算与更新.实验结果表明:相比于自适应因子图算法,所提算法在复杂城市环境下的定位精度提高了 26.2%.

    因子图交互式多模型车载导航复杂场景

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    基于组合历元新息抗差的GNSS/INS欺骗检测方法

    武文博吕志伟周玟龙柯晔...
    354-362页
    查看更多>>摘要：针对传统的全球卫星导航系统/惯性导航系统(GNSS/INS)新息平均抗差欺骗检测算法对阶跃式欺骗存在检测时延长、对斜坡式欺骗检测不敏感等问题,提出了一种基于组合历元新息抗差的GNSS/INS 欺骗检测方法.检测方法联合使用单历元新息和多历元新息平均检测方法提高检测效率,构造多历元等价权因子加大对斜坡式欺骗的削弱力度,按欺骗类型进行分类处理.实验结果表明,与单历元新息检测方法和多历元新息平均检测方法相比,所提方法更具敏感性,能够检测到单历元新息无法检出的 10 m的阶跃式欺骗和多历元新息平均法无法检出的 0.03 m/s的斜坡式欺骗;多历元等价权因子能削弱在检测到斜坡式欺骗之前误差跟踪效应对新息的影响;在多通道欺骗场景下,所提方法使检测时延缩短了 21.3%,对欺骗进行分类处理使得与真实轨迹的最大位置误差减小了 86.6%,均方根误差减小了 96.8%.

    GNSS/INS紧组合欺骗检测抗差估计误差跟踪

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    面向无人机绝对定位的遥感影像快速检索方法

    王小攀李建胜王安成杨子迪...
    363-370,378页
    查看更多>>摘要：针对在复杂环境下无人机景象匹配导航中的视觉绝对定位问题,提出了一种聚合深度学习特征的实时影像快速检索方法.首先,引入可训练软分配深度学习框架—NetVLAD,结合VGG16 网络提取并聚合生成影像稳定的全局特征表达向量;其次,在初始检索阶段,使用KD树结构对影像全局特征向量构建检索索引,在不损失检索精度的前提下提高检索速度;最后,使用皮尔逊积矩相关系数对初始检索结果进行快速预判断,自动过滤初始检索结果,对于需要重排序的影像则采用特征学习匹配算法——图神经网络 SuperGlue进行匹配重排序.所提方法在公开的夏季和冬季遥感影像数据集分组进行实验,实验结果表明:未重排序条件下,初始检索结果第一张影像平均准确率达到了 58.27%,部分特征较好地区准确率达到了 85%,对不同时相遥感影像也有很好的适应性,平均检索一张影像耗时3.7 s,可为无人机景象匹配导航的初始定位提供参考.

    遥感软分配影像检索聚合景象匹配

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    基于可调场景语义标注范围的家庭室内语义地图构建

    张淑珍何镇查富生侯致远...
    371-378页
    查看更多>>摘要：针对家庭室内环境语义地图建图速度较慢和在门口场景语义标注易出现错误等问题,提出一种基于可调场景语义标注范围的家庭室内语义地图构建方法.首先根据 YOLOv5s 识别的物体大小赋予相应的场景置信度,基于该场景置信度设置阈值使得语义标注范围限制在机器人当前所在区域,确保场景切换时语义标注范围不会立即改变.然后基于人工势场虚拟力"引力斥力"原理,实现语义标注范围的扩大或缩小.最后结合阈值和动态语义标注范围,避免在门口场景中出现语义标注错误.实验结果表明:与Places205-VGG16神经网络建立家庭室内语义地图相比,所提方法平均效率和平均精准率分别提升了 11.0%和 7.8%,在家庭室内环境中具有一定的优越性.

    家庭室内环境语义地图场景识别模型场景置信度变语义标注范围

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    基于自适应EKF的空天飞行器再入段大气参数估计方法

    李荣冰王宇程鉴皓阚梦怡...
    379-386,405页
    查看更多>>摘要：针对空天飞行器再入段计算虚拟大气参数时,风速状态系统噪声和导航系统量测噪声具有时变特性导致滤波精度下降问题,提出一种基于自适应EKF的大气参数估计方法.首先,基于气动模型下的动力学方程组,建立风速和大气参数估计模型;其次采用Sage-Husa自适应滤波方法对风速状态系统噪声和导航量测噪声进行自适应调整,并且针对可能存在的滤波发散问题,引入滤波发散判据,调整滤波过程参数,提高了滤波稳定性.最后进行了仿真验证,仿真结果表明,所提出的自适应EKF滤波方法具有较好的风速和大气参数估计精度和收敛稳定性,其中在风向、真空速和侧滑角估计精度上较EKF和传统Sage-Husa滤波算法均提高了 20%以上.

    空天飞行器虚拟大气参数Sage-Husa自适应滤波扩展卡尔曼滤波

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    基于自适应ZUPT与航向角误差修正的INS约束算法

    刘宇贺光瑞陈燕苹邹梦强...
    387-393,424页
    查看更多>>摘要：为提高行人惯性导航系统(INS)的定位精度,提出了一种基于自适应零速修正算法(ZUPT)与航向角误差修正的INS约束算法.首先,利用基于广义似然比的零速检测阈值与检验统计量的特征值建立关系式,实现对零速检测阈值的自适应调整.然后,对INS解算位置建立线性回归模型,结合主航向与解算航向的航向差,根据行人运动类型构建观测向量和观测矩阵,对INS误差进行修正.最后,经实验验证,当行人在复杂路线变速运动时,相较于固定阈值的零速检测算法和主航向修正算法,所提算法的解算轨迹更接近真实轨迹,平均闭环误差从 3.31%D减小至 1.45%D,有效提高了INS定位精度,具有较好的工程应用价值.

    行人导航零速修正广义似然比扩展卡尔曼滤波航向角修正

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    用于原子干涉仪的激光相位锁定及频率切换方法

    孔德龙陈玮婷裴栋梁王杰英...
    394-398页
    查看更多>>摘要：针对光锁相环参考频率在大范围跳变时,待锁激光器因频率响应速度不足引起的锁相失效的问题,在已有光锁相环基础上,提出了一种基于电压补偿的激光相位锁定及频率切换方法.首先基于光锁相环的环路特性构建了参考频率切换模型,分析了锁相拉曼光对原子干涉仪相位影响的评价方法;之后通过构建激光频率变化和压电陶瓷电压的对应关系,获取电压-频率的转换标度;最后根据实际的原子干涉仪激光频率需求,完成切换频率和补偿电压的匹配时序设计.实验结果表明当参考频率在300 MHz范围内切换时,锁相环路在 0.2 ms内即可实现稳定,并在原子干涉仪上实现了干涉时间间隔为 60 ms的干涉验证.所提方法为提升原子干涉仪激光系统的集成化、可靠性等提供了一种思路,有助于推动原子干涉仪的工程化研究.

    原子干涉激光系统相位锁定电压补偿

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