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海参捕捞装置导航中低成本陀螺仪的降噪研究与试验

2018-11-22分类号:S972

【作者】包建华  李道亮  王鹏  位耀光  
【部门】中国农业大学信息与电气工程学院  江苏师范大学电气工程及自动化学院  北京农业物联网工程技术研究中心  
【摘要】针对MEMS陀螺仪输出信号中含有的随机漂移噪声造成海参捕捞装置惯性导航精度明显下降的问题,采用时间序列分析法和Kalman滤波算法,对MEMS陀螺仪随机漂移噪声的削减问题进行研究。以MEMS惯性测量单元的实测数据和三维电子罗盘测量的姿态角为样本,对本研究的低成本陀螺仪的降噪效果进行测试,试验结果表明:1)经过降噪处理后的陀螺仪随机漂移信号的方差比陀螺仪原始采样信号的方差降低1个数量级,显著改善了陀螺仪随机漂移数据的精密度;2)以高精度三维电子罗盘实测的姿态角作为参考基准,将降噪后的陀螺仪随机漂移数据导入捷联惯导姿态更新算法程序,在300s时间内,解算出的俯仰角、横滚角和航向角的均方根误差RMSE全部小于1°;与降噪前相比,相应的俯仰角、横滚角、航向角的RMSE分别降低了170.5、97.6和42.5倍,明显提高了惯性导航精度。
【关键词】MEMS陀螺仪  惯性导航  AR模型  Kalman滤波  海参捕捞
【基金】国家自然科学基金项目(61773186);; 国家国际科技合作专项项目(2015DFA00090)
【所属期刊栏目】中国农业大学学报
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