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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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    基于VPX架构的集成光纤惯组复合热控设计方法

    张波张燕萍郭林肖李程...
    849-856页
    查看更多>>摘要：为适应控制系统低成本、高集成发展趋势,光纤惯组趋于高集成一体化设计.然而,精密仪表和大量电子元器件的高度集成,造成惯组内热流密度大大增加,传统的热设计方法已经不能很好地解决这一问题.因此,基于VPX架构的集成光纤惯组,提出了一种温度补偿+强迫风冷+相变材料的复合热控设计方法.通过系统热仿真及地面试验验证,结果表明:所提方法可以将集成光纤惯组内台体温度控制在惯性仪表正常工作温度范围内,对系统高度集成设计具有一定的工程借鉴意义.

    集成光纤惯组强迫风冷相变材料复合热控

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    一种低照度场景下的视觉定位技术

    李磊磊钟傲郝家镁陈家斌...
    857-865页
    查看更多>>摘要：针对在低照度环境中由于光照不足或光照不均导致的图像噪声过大、特征提取不均匀等问题,提出了一种低照度场景下的单目视觉定位技术.首先,利用微光传感器采集低照度图像信息,对图像噪声设计了一种基于深度学习的图像去噪网络,利用该网络进行图像噪声处理.然后,利用四叉树改进特征均匀提取策略以提高特征跟踪效果,采用对极几何、三角测量等技术估计图像帧间位姿.最后,构建视觉重投影误差方程,利用光束平差法进行位姿估计和优化.实验结果表明,所提定位技术在光照强度为0.01 lx的低照度环境中,轨迹闭环情况下的平均定位均方根误差小于1.47 m,轨迹无闭环情况下的平均定位均方根误差小于4.26 m.

    低照度微光传感器图像去噪位姿估计

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    面向大场景的LiDAR-IMU-RTK融合SLAM方法

    刘宏潘树国黄飞璇王向...
    866-873页
    查看更多>>摘要：针对激光雷达(LiDAR)在大场景下同步定位与建图(SLAM)存在易退化和稳健性不佳的问题,提出了一种融合LiDAR、惯性测量单元(IMU)和实时动态差分定位设备(RTK)这三种传感器观测值的SLAM算法.为获得准确的优化初值并减少误差,利用多普勒测速方式解算初始全局姿态,并完成多源信息的空间基准统一.为适应复杂场景的连续定位,设计了一种动态调整各自权重与优化模式的因子图优化框架,融合了激光雷达里程计帧间约束、IMU预积分因子和RTK全局约束.在RTK遮挡、点云退化等各种城市环境中,实现了高精度定位和建图效果.实验结果表明,与LIO-SAM融合相同传感器信息相比,所提算法在RTK遮挡环境下的定位精度(均方根误差)提升了 65.8％.此外,在长距离车载实验中,系统具有良好的鲁棒性,且定位精度达到分米级.

    同步定位与建图多源融合大场景因子图

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    地磁/陀螺仪组合的弹体姿态测量技术

    张平安高敏汪伟王毅...
    874-881页
    查看更多>>摘要：火箭弹飞行姿态角的精确测量是火箭弹实现制导控制和精确打击的前提条件.针对火箭弹引信位置体积小、高冲击和测量环境恶劣等特点,提出了一种地磁/陀螺仪组合测量火箭弹飞行姿态的算法模型.通过分析地磁传感器三轴与火箭弹飞行姿态角的函数关系,将其与陀螺仪姿态测量模型相结合,建立了地磁/陀螺仪组合测量模型.基于推导出的地磁/陀螺仪组合测量模型,结合火箭弹飞行干扰会使组合测量系统产生有色噪声的工况,设计了一种有色量测噪声下的高阶平方根容积卡尔曼滤波(CMN-HSR-CKF)算法.通过仿真实验和实弹飞行数据验证表明,所提出的算法模型可以有效抑制累积误差,飞行实验中滚转角测量误差能够控制在±2.5°以内,较EKF和SR-CKF算法减小了 34.2％和 30.5％.

    地磁传感器陀螺仪弹体姿态组合测量CMN-HSR-CKF

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    联合SSA与BiLSTM的北斗卫星钟差预报算法

    潘雄黄伟凯赵万卓张思莹...
    882-890页
    查看更多>>摘要：针对现有的卫星钟差预报模型难以捕捉其非线性特性的问题,提出了一种联合麻雀搜索算法(SSA)与双向长短期记忆神经网络(BiLSTM)的北斗卫星钟差预报算法.将BiLSTM应用于钟差预报中,并引入SSA进行网络超参数选择,能够更好地捕捉钟差数据中的特征关系,提高模型预报的准确性.利用德国地球科学研究中心提供的北斗三号精密卫星钟差数据,进行了 1h、3h、6h、12h、24 h和48 h的钟差预报实验;与常用模型从卫星轨道类型和模型普适性方面,进行了单天与多天的预报对比分析.结果表明,相对于多项式模型、小波神经网络、长短期记忆神经网络模型和BiLSTM模型,所提算法的钟差预报平均精度分别提升了 75.12％、67.44％、75.18％和48.65％.

    卫星钟差预报双向长短期记忆麻雀搜索算法超参数优化

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    动态场景结合稀疏场景流和加权特征的视觉SLAM方法

    闫河王旭雷秋霞
    891-897页
    查看更多>>摘要：针对视觉同时定位和建图(SLAM)系统大多基于静态环境假设、在动态场景位姿估计不准确的问题,提出了一种动态场景结合稀疏场景流和加权特征的视觉SLAM方法.首先,引入实例分割网络SparseInst获取环境中的语义信息,识别潜在运动物体;其次,通过计算特征点的稀疏场景流及其马氏距离获得特征点在相机坐标系下的相对运动,利用卡方检验方法完成对动态特征点的检测和剔除;然后,对静态特征点分配权重,设计加权的光束平差法优化目标函数以解决部分特征点运动状态模糊问题,提高视觉SLAM在动态场景下的定位精度.在公共数据集上的对比实验表明,所提方法相较于ORB-SLAM2、YOLO-SLAM、SG-SLAM,其绝对轨迹均方根误差在TUM RGB-D和Bonn数据集上分别平均降低约 94.69％、27.55％、5.27％和 93.43％、38.30％、26.88％.

    视觉SLAM动态场景稀疏场景流加权特征

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    基于三角词袋回环检测的激光惯性SLAM算法

    徐晓苏何宇明
    898-906,917页
    查看更多>>摘要：回环检测是减少激光惯性同步定位与建图(SLAM)位姿漂移的有效方法,而回环检测的精度和速度是其能否被应用于SLAM的关键因素.基于此,提出了一种基于三角词袋回环检测的激光惯性SLAM算法.首先,通过激光点云的LinK3D特征生成三角描述符,使用三角描述符构建三角词袋,实现实时位置识别与六自由度回环位姿估计.其次,将LinK3D特征用于帧到帧的点云配准,与惯性测量装置(IMU)预积分相结合,实现精确鲁棒的帧间位姿估计.在KITTI数据集上的实验结果表明,与LIO-SAM算法相比,所提SLAM算法的帧间位姿估计方法更加鲁棒,轨迹的平均均方根误差减少29.79％,每次回环约束的平均耗时减少93.53％.实测实验结果表明,与LIO-SAM算法相比,所提算法每次回环约束的平均耗时减少85.15％,室外长距离实验的绝对轨迹误差的均方根误差减少84.36％.

    同步定位与建图回环检测词袋模型点云配准

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    基于Haar小波变换的重力场方向性适配区选取方法

    徐辰龙黄玉龙王钊张嗣卿...
    907-917页
    查看更多>>摘要：水下重力场适配区的选取在重力匹配导航系统中起着至关重要的作用,传统适配区选取方法通常以重力场区域统计特性作为评价标准,而存在对方向适配性特征描述不准确的问题,在适配区中往往存在某一航向轨迹的匹配精度大幅下降的情况.针对此问题,提出一种基于Haar小波变换的方向性适配区选取方法,将小波变换后得到的高频信息图进行再组合,从而得到针对于任意指定航向的重力高频信息图.通过对某一海域的船载重力数据进行实验验证,基于所提方法可以根据当前航向选取出更具有针对性的适配区域,适配区内匹配率提升6.3％.所提出的方法不仅解决了现有适配区选取方法对方向适配性描述不准确的局限性,而且为潜航器选择以何种航向进入适配区起到了指导性作用.

    重力场方向适配性Haar小波变换权重函数重力匹配导航

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    多行人条件下后向窗口滤波优化计步方法

    毕京学卢文珂王建辉郑国强...
    918-923,931页
    查看更多>>摘要：针对使用惯性测量单元(IMU)的计步算法在多行人条件下存在的伪零速造成计步准确率低的问题,提出了一种后向窗口滤波优化计步方法.首先,利用巴特沃斯低通滤波对IMU输出的加速度和角速度数据进行平滑处理,计算合加速度模值与合角速度模值.然后,采用阈值和零速检测算法得到初始步数识别数组.最后,通过计算后向窗口内的步数均值,取整优化步数识别数组,抑制零速检测中伪零速的干扰.在六名实验者的足部安装IMU模块,在单行人或多行人条件下以连续的多种行走活动进行实验验证.实验结果表明,所提方法的计步平均准确率为99.8％,相比多源信息自适应步数检测方法,准确率提高了 28.5％,具有较高的计步准确率.

    惯性测量单元阈值零速检测后向窗口滤波多行人

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    舰载惯性基准故障下的姿态信息重构方法

    吴伟李湘源马昕明秦石乔...
    924-931页
    查看更多>>摘要：为满足舰载武器对姿态基准信息的可靠保障需求,提出了一种基于分布式惯性基准的姿态信息重构方法.首先,基于船体模态叠加理论得到不同位置点之间的角形变关系,在此基础上建立了角形变空域预测模型;其次,利用多套惯性基准设备的姿态输出,通过数据预处理获得船体角形变,并用于形变空域预测模型的参数估计;最后,利用多段正常的船体角形变数据对故障惯性基准与主惯导之间的形变进行预测,再将主惯导的姿态补偿形变预测值,得到故障惯性基准的重构姿态信息.实船数据验证结果表明,利用4套正常工作的惯性基准的姿态输出,即可实现对全船任意故障惯性基准的姿态信息重构,相对预测精度比优于70％.所提方法可用于惯性基准故障条件下的应急姿态信息保障.

    惯性基准船体形变模态叠加形变预测姿态重构

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