GPS辅助姿态计算的捷联陀螺罗经实现

为给船舶提供可靠的航向信息,提高系统集成化及数字化程度,降低设计成本及机械复杂度,提出利用四元数法对GPS及捷联惯性器件输出的数据进行解算,设计基于捷联惯导系统姿态计算的免施矩罗经方法.通过分析以GPS及捷联惯性器件数据确定初始姿态矩阵、利用罗经法进行精对准及修正角速率计算、惯性器件数据坐标系转换、角增量计算、四元数更新、姿态矩阵更新、姿态计算等系列算法,给出用串口采集及处理GPS数据和微惯性器件数据的方案,设计算法实现的软件流程.仿真分析表明,系统启动时间短,输出结果稳定,误差在商船允许范围内,虚拟仪表显示实时、准确.     

SKR—80型挠性陀螺罗经的初步分析

SKR—80型挠性陀螺罗经的航向基准单元(HRU)是由挠性陀螺与双平衡环系统组成。它的结构是从简单,小巧,工作可靠,操作方便,中等精度等要求出发作了独特的设计。文章着重对其工作原理系统作了初步分析,指出其结论与误差消除补偿力矩的特点以及罗经所具有的性能;最后根据实船使用情况的调查及实验,初步作了评价,并对引进应取的态度,提出了看法。     

TG—5000型陀螺罗经分析

本文介绍了TG—5000型陀螺罗经主罗经的结构特点和随动系统框图,并对工作原理、运动方程和速纬校正进行了分析。笔者认为TG-5000型陀螺罗经,是一种新型机电控制陀螺罗经,它兼有安许茨、斯伯利和布朗系列陀螺罗经的优点,同时又在避免其缺点的基础上而制造成的。该罗经的向世,给陀螺罗经制造业开辟了新的发展途径。     

基于CAD的天测罗经差天体方位计算

为提高天测罗经差天体计算方位的精度,提出采用计算机辅助设计(Computer-AidedDesign,CAD)的方法进行天测罗经差的天体方位计算.该方法综合考虑纬度误差、经度误差和赤纬误差所引起的计算方位误差,通过人机对话等方式,显示天体计算方位误差的变化曲线,选择观测天体罗方位的最佳时机,实现天体方位计算的精度要求.该方法提高罗经差的可靠性,可供船舶驾驶员借鉴.     

基于惯性传感器的倾角测量及温漂补偿系统设计

MEMS惯性传感器的组合可实现高精度的倾斜角度检测,但MEMS惯性传感器容易受环境温度变化的影响产生输出漂移,影响检测精度。针对该问题,本研究以MPU6050惯性器件为对象,融合陀螺仪和加速度计构建了一种带温度补偿的角度测量系统,利用芯片内置温度传感器的输出数据,根据该补偿模型对角度输出进行实时补偿。试验结果表明,通过温度补偿,在20~75℃,角度输出的温度敏感度从未经补偿前的0.019(°)/℃降低到了0.0044(°)/℃,有效提升了系统的环境适应性和稳定性。     

用电容式加速度传感器进行角度测量的非线性标定技术

针对采用基于电容传感原理的加速度传感器来实现角度测量时出现的非线性问题,提出数据预处理与广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network, GRNN)相结合的非线性标定技术.结合实验,详细分析该技术的标定过程,并对该技术与单一使用GRNN进行标定的标定结果进行对比.实验结果表明,该技术标定速度快、精度高、鲁棒性强、实时性好,能有效拓展电容式加速度传感器用于角度测量的线性范围,有较高的工程实用价值.     

显示角法消除与测定磁罗经自差

为了不依托专门的场地和外界目标,实现快速消除磁罗经自差,研究“显示角法”.其原理是用显示角仪在磁罗经某自差力增强或减弱指北力的航向上测定指北力的大小,利用磁棒或软铁片来抵消该自差力,并通过显示角的大小来判断自差力是否消除.实践证明其精度满足航海要求,是一种快捷的自主式的新方法.     

一种基于PD与模糊复合控制的船舶航向变结构控制器

对一种PD控制器和模糊控制器有机结合的船舶航向复合控制方法进行了研究。该方法利用PD控制器的快速性和模糊控制器的鲁棒性进行船舶航向控制,以解决PID控制器在高频干扰下难以保持航向以及普通模糊控制器不能同时兼顾大角度转向控制和小角度航向保持性能要求这两个问题。文中论述了系统结构和控制方法,仿真试验证明了该方法的合理性和有效性。     

航海电子六分仪测角传感系统研究

介绍了基于单片机和旋转编码器的航海电子六分仪的角度测量原理及信号的数字化处理方法 ,并给出了相关的软件设计方法。该系统实际运行稳定可靠。     

测深仪数字记录器的研究

本文研究和分析了国内外船用回声测深仪的显示和记录装置的现况,指出目前图象记录所存在的问题。根据有关水深测量部门的要求。作者进行研究和设计CSJ—1型测深仪数字记录器,并对CSJ—1型测深仪数学记录器的研制方案和原理作了一定的叙述。通过图象记录和数字记录在深度数据读数、误差、深度资料整理等方面的比较,表明数字记录器将为水深测量数据的记录、整理、储存等带来极大的方便,并有效地提高工作效率,它是水深记录方式的突破。数字化记录是现代仪器发展的趋势。本文对现有国内外测深仪与数字记录器的配套,提出了一些接口的方案,可供进一步研究的参考。     

传感器网络在蓝藻远程监测中的应用研究

针对实时监测蓝藻技术的要求和特点,提出传感器网络在蓝藻远程监测系统中的应用．该系统集成了叶绿素荧光传感器、数字温度传感器、传感器网络、GPRS网络等先进技术,实时跟踪水体蓝藻和温度发展情况,对蓝藻浓度超标区域发出预警信息,为判决蓝藻爆发提供参考依据．     

一种自适应无线传感器网络控制方案

在利用多个传感器的观测数据对环境信息进行整体估值的网络中,提出了一种基于网络中央基站的控制方案．通过最小化代价函数的方法,生成一个最优化的决策序列．在传感器数量未知的情况下,该决策序列能够在保证环境信息观测精度的前提下,使网络中正常工作的传感器数量收敛于最小值,从而使得网络中的能量利用达到最优化．     

FPGA技术在角度多段译码设计中的运用

文章通过对高速摄影测量仪数字测角系统输出的角度数据从22位BCD码到18位二进制码的硬件译码设计过程的论述,具体分析了设计中的确保精度问题;同时着重探讨利用VHDL硬件描述语言实现电路逻辑设计的方法,对利用VHDL语言设计大规模高集成度电路有一定的参考价值。     

雾计算使能的移动机器人编队跟随研究与设计

多机器人系统中的跟随控制一直是研究热点,新兴的雾/边缘计算技术为机器人系统设计提供了新思路。本文提出无需全局定位信息的机器人编队控制方案,在系统实现上引入雾计算技术,卸载机器人计算任务。雾计算节点提供无线网络接入,运行跟随控制程序。跟随控制方案中,利用领航者航速信息计算期望跟随轨迹;通过视觉测量方法得到实时跟踪误差;采用航速重放和PD型迭代学习控制相结合的方法实现轨迹跟踪控制。原型实验表明,雾节点提供的网络可以满足实时控制需求,跟随控制程序的卸载降低了机器人本地算力要求,并节约了25%的计算能耗。3次场试中,编队平均跟踪误差在0.05 m以内,具有较好的精度。     

嵌入式可编程存储器中的字宽配置实现

提出了一种利用同步双端口存储器IP和标准单元来实现嵌入式可编程存储器中的字宽配置的方案以降低设计的复杂性,提高设计效率. 通过寄存输出控制信号来优化嵌入式可编程存储器混合宽度配置的实现结构以增强读出数据的稳定性. 对比试验表明,优化后的结构还有利于提高复杂实现电路的性能. 该优化结构的嵌入式可编程存储器已在SMIC 0.18μm 1P6M CMOS工艺线上流片. 测试结果表明,其读出数据具有良好的稳定性,在读出时间方面与相近工艺、相同存储容量的采用全定制方法设计的商用嵌入式可编程存储器相当.     

基于短信息平台的农业生产过程信息采集系统方案设计

将GSM(Global System for Mobile Communications)无线通讯技术应用到农业生产基本信息采集过程中,设计基于GSM农田信息无线测量系统,该系统由相关传感器和数据采集模块、GSM无线通讯模块及主控计算机组成,具有很强的通用性,当扩充相应的传感器时,也可用于其他多种农田信息的采集。     

基于压缩传感的无线传感器网络控制方案

为了平衡一个传感器网络中的能量消耗,中央基站使用压缩传感的技术对网络中能量消耗情况进行采样,通过压缩传感中解决最优化问题的方法,无差错地获知网络中能量储备低于临界值的节点数量和位置,据此优化网络的通信方式,平衡网络中的能量消耗,节约网络的通信资源,提高网络的能量使用效率.     

基于3D MAX的三维网格模型数字水印应用研究

提出一种基于3D MAX三维软件的网格模型数字水印算法．在3D MAX中,将对象转换成网格模型,并对其子对象顶点和面进行分析．选择直角三角形中较小锐角所在的顶点作为水印的嵌入点,水印嵌入采用修改最不重要位的方法．实验结果表明,算法载荷小,时间复杂度低,水印具有很好的不可见性,且算法具有很高的实际应用价值,可以有效保护三维室内外设计作品的版权．     

基于中频采样的星载合成孔径雷达的数据处理

研究了基于中频采样的星载合成孔径雷达(synthetic aperture RADAR, SAR)数据处理技术及其FPGA实现. 常规星载SAR系统对模拟解调后的视频数据进行采样,然后对数据进行压缩和格式化处理并下传. 采用中频采样技术实现星载SAR数据的正交解调和处理,对数字正交解调算法和合成孔径雷达BAQ压缩算法进行分析,完成FPGA的硬件设计和仿真. 结果表明,基于FPGA实现星载SAR中频采样的数据处理方法可行. 与传统模拟方法相比,中频采样系统性能和可靠性都有提高,是未来星载SAR数据处理的发展趋势.