基于局部大气偏振特性的仿生导航方法

目前主流的偏振导航算法中,思路通常为通过对全天域偏振图像的获取拟合出太阳子午线或中性点的位置,进而判断导航方向.现提出一种新的导航方向获取算法,可在小视场条件下,通过对太阳方向矢量的拟合判断导航方向.在此基础上进行了计算机仿真和室外实验,利用偏振相机获取了天顶区域大气偏振分布模式;利用斯托克斯矢量分析法解算出了大气偏振...     

仿生导航传感器技术研究

传统导航技术在动态与非确定性环境中面临着依赖外部信号、高能耗及硬件体积大等挑战,而仿生导航通过模仿生物感知与信息融合机制,为复杂环境下的高效、鲁棒导航提供了创新解决方案。本文系统梳理了典型仿生导航传感器的研究进展,按照生物导航方式进行分类,重点探讨了各类传感器的仿生设计原理、技术突破与应用潜力。文章进一步总结了当前技术瓶颈,并指出未来需融合类脑计算与深度学习,推动“感知-决策-行动”全链条自主化发展。本文内容可为仿生导航传感器的工程化应用与跨学科创新提供参考。     

基于像素化偏振芯片的仿生偏振光罗盘技术

仿生光罗盘是一种通过借鉴动物视觉器官感知太阳偏振光信息(包括月光)的机理来获得载体航向信息的航向传感器。首先介绍了面向多光谱的像素化的偏振芯片结构参数化设计准则,给出了一种易于集成和小型化的仿生光罗盘总体设计方案,并对仿生光罗盘的主要误差源进行了分析;随后,提出了一种基于天空偏振图像解算载体航向的新方法,并对其环境适应性进行了初步分析;最后,对仿生光罗盘样机进行了静态实验和车载实验,在晴朗天空背景下仿生光罗盘的定向精度优于0.5°。     

一种改进的RatSLAM仿生导航算法

RatSLAM 是模拟鼠类感知环境机制提出的一种定位与构图的导航算法, 算法的提出者利用该方法成功地进行了66km 的车载试验。在机器人导航领域,RatSLAM是非常优秀的纯视觉仿生导航算法。然而,该算法完全依赖视觉信息,在复杂的环境中存在可靠性低、导航精度不高的问题。在RatSLAM 的基础上引入光学双轴速度传感器和MIMU 信息, 建立了融合光学双轴速度传感器和MIMU 信息的航位推算模型, 对Rat-SLAM 仿生导航算法进行了合理改进,搭建了硬件系统并进行了动态车载实验。实测结果表明改进的仿生导航算法环境适应性更强、导航精度更高。     

深空探测自主导航技术综述

由于深空探测任务具有飞行时间长、距离远、环境复杂多变的特点,基于地面深空网的导航方法存在通信时延大、传输效率低以及天体遮挡等问题。自主导航技术可以使探测器具备自主执行部分或全部导航功能的能力,大大减轻了探测器对地面站的依赖程度,已成为深空探测领域的重点研究内容。从国内外深空探测任务的实际工程需求出发,首先概述了天文导航、惯性基组合导航以及星间测量导航方法的基本原理,其次介绍了三种自主导航方法的国内外发展现状,并重点分析了三种自主导航方法的关键技术,最后对未来深空探测自主导航技术发展给出了若干建议。     

视觉仿生在飞行器导航技术中的应用

介绍了蝇视觉运动信息的神经计算原理,分析了蝇的飞行控制行为,从仿生学角度出发对蝇视觉系统的感知机理在航空武器中的应用进行了探索性研究。     

单兵自主导航技术发展综述

在卫星受限情况下的单兵自主导航技术是近年来研究的热点。首先介绍了单兵自主导航技术的发展概况,然后重点分析了基于MIMU的单兵惯性导航技术的主要原理和方法,之后针对纯惯性导航存在的问题,介绍了地磁、场景、视觉等常用的单兵辅助导航方法,并阐述了单兵协同导航技术。最后,简要介绍了单兵自主导航技术的未来发展趋势。     

2019年国外导航技术发展综述

近年来,国外导航技术的发展呈现出多系统融合的发展态势,结合2019年国外导航技术的发展动态,对美国、欧盟、俄罗斯、印度等国家和地区的卫星导航、惯性导航、天文导航、视觉导航、数据库匹配导航、仿生导航、量子导航和全源导航等技术发展现状进行了总结分析,并对相关技术发展进行了展望。     

某型无线电罗盘自动定向速度慢故障分析

简单介绍无线电罗盘的基本功用和工作原理,主要通过对某型号无线电罗盘自动定向速度慢故障的分析和排故过程,阐述无线电罗盘工作机理并对提高排故能力提出建议。     

基于双通道的光纤陀螺捷联罗经系统软件设计

基于双通道（罗经通道和惯导通道）的光纤陀螺捷联罗经系统软件设计,罗经通道通过在水平回路及罗经回路中加阻尼控制环节校正姿态角,当载体进行复杂机动航行时,系统自动切换到无阻尼惯导通道,以有效减小机动误差,并通过等效分析法确定加速度阈值实现两通道的自动切换。两种工作通道的仿真结果表明罗经通道与惯导通道相比,可以更好地抑制系统的舒勒周期振荡和地球周期振荡,对惯性器件的随机噪声产生的误差积累也有较好的抑制作用。通过系统工程样机在三轴转台环境下的测试,基本验证了双通道软件的正确性和系统样机硬件的可靠性,测试结果表明该罗经系统具有较高的姿态精度。     

大气偏振光导航技术

为克服现有导航技术在战场应用中存在的不足,借鉴生物光学导航机理,开发新的导航方式,是未来导航技术研究的一个重要发展趋势。本文对自然界中的昆虫光学导航机理进行了介绍和分析,并对大气偏振光导航的发展趋势进行了探讨,提出了大气振光导航技术发展过程中需要解决的关键问题。     

机器人导航中数字罗盘HMR3000的数据处理方法

介绍了HMR3000型数字罗盘的主要性能,根据罗盘在移动机器人导航中的应用,对航向和俯仰、横滚输出数据设计了不同的卡尔曼滤波器,有效地消除了罗盘输出数据的波动,使机器人姿态测量精度稳定在1°左右,证明了HMR3000型数字罗盘在机器人导航领域应用的良好效果。     

面向地面无人平台的仿生偏振光定向算法

仿生偏振光定向为地面无人平台提供了一种新型的低成本、小型化定向方式。设计了一种基于微阵列式偏振光栅的仿生光罗盘,实现了一种加权平均的偏振光定向算法,分析了大气偏振模式误差、太阳位置误差、偏振光传感器误差和水平姿态角误差等因素对航向角估计精度的影响。实验结果表明,动态车载条件下定向误差小于0.5°。     

导航、定位与授时技术综述

导航、定位与授时技术是一项重要的国家战略前沿技术和国防关键技术。首先阐述了导航、定位与授时技术的基本概念。针对导航、定位与授时技术包含的惯性导航、无线电导航、数据库参考导航、生物导航、授时等技术,简要介绍了发展历程,探讨了技术特点和典型应用,展望了未来技术发展趋势。     

基于HEO星座增强的地月空间北斗/GNSS定位性能分析

近年来,将全球卫星导航系统（GNSS）应用于地月空间已成为航天技术研究和商业化应用的热点。然而,将GNSS直接应用于地月空间场景时,导航定位精度受星座几何分布差、接收功率微弱等影响严重。因此,提出了一种基于高椭圆轨道（HEO）星座的地月空间导航增强系统,改善了北斗/GNSS信号观测特性和导航定位性能。针对地月转移轨道（LTO）和月表２种场景,开展了基于北斗/GNSS多系统兼容的信号接收特性及定位精度的仿真分析。仿真结果表明,在HEO星座增强条件下,LTO和月面场景下的GNSS接收机平均可见星数分别增加了约7.2颗和6.4颗,几何分布分别改善了约93.2%和90.5%,几何定位解算的位置精度分别提高了约95.3%和87.8%。在HEO星座增强下,仅考虑导航星主瓣时仍可实现LTO卫星接收机77.77 m和月面接收机330.54 m的平均位置精度,降低了对接收机灵敏度的要求和对导航星旁瓣的依赖,可为地月空间GNSS自主导航性能增强提供研究基础。