低成本全姿态角测量的设计

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全站仪角度测量的方法步骤

全站仪角度测量的方法步骤

全站仪角度测量的方法步骤全站仪是一种广泛应用于土木工程、建筑测量等领域的高精度测量仪器。

它能够测量水平角、垂直角和斜距等参数,以获取目标点的三维坐标信息。

以下是使用全站仪进行角度测量的方法步骤:步骤一:设置全站仪在进行角度测量之前,首先需要设置全站仪。

将全站仪放置在测量现场的固定位置,并进行水平调准。

水平调准是为了使全站仪的水平轴与地面水平平面保持平行。

这可以通过使用调平仪或使用全站仪自带的水平调准功能来实现。

步骤二:设置目标点在测量现场中确定要测量的目标点。

目标点可以是建筑物的角点、测量桩或任何具有明确位置的物体。

确保目标点为你想要获得角度信息的位置。

步骤三:设置仪器将全站仪激活并进入角度测量模式。

在全站仪的显示屏上可以选择测量模式,以测量水平角度、垂直角度或斜距。

步骤四:目标点对准将测杆或测量标签放置于目标点上,并使用三脚架将其稳定。

确保测杆或测量标签正对全站仪。

步骤五:测量角度在全站仪上查找“角度测量”选项,并选择水平角、垂直角或斜距中的一个进行测量。

全站仪会自动测量角度,并在显示屏上显示测量结果。

步骤六:记录测量结果将测量结果记录在纸上或任何其他适合的介质上。

包括目标点的三维坐标值、水平角度、垂直角度和斜距等信息。

步骤七:移动测点如果需要测量多个目标点,重复步骤四至步骤六,将测杆或测量标签放置在下一个目标点上,测量并记录相应的角度信息。

根据需要,可以在不同的位置上设置多个目标点。

步骤八:精确性检查和校正在测量过程中,确保全站仪的仪器参数设置正确。

检查和校正这些参数可以提高测量结果的准确性。

常见的参数包括仪器高度、仰角和方位角等。

步骤九:结束测量完成所有目标点的测量后,确认所有数据都已记录完整。

关闭全站仪并收集测量设备。

总结全站仪是实现高精度角度测量的重要工具。

使用全站仪进行角度测量的过程包括设置仪器、设置目标点、目标点对准、测量角度、记录测量结果、移动测点、精确性检查和校正等步骤。

备注:以上内容仅供参考,具体操作请遵循使用全站仪的相关使用说明和操作规范。

基于系统芯片(SoC)的低成本电子罗盘的设计

基于系统芯片(SoC)的低成本电子罗盘的设计

Abta tAtu ea d ha i r mpr n a m tr o n ojc’ oe n, n h i mesrm n src: ttd n edn ae i o a tp r ees fa betSm vmet a d ter aue e t i g t a
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低 速 的便携 导航 应 用 。
关键词 : 电子 罗盘 ; 系统芯 片 ; 差补 偿 误
中图分 类号 : 2 16 V 4 .2

姿态角测试研究

姿态角测试研究

姿态角测试研究
1 引言飞行体姿态角的测试方法有很多种,如磁敏传感器、高速摄影仪、加速度计法以及陀螺仪等。

各种方法都有其优点及应用局限,适用于不同的应用场合。

某小型飞行体飞行过程中所受过载较小,姿态角变化不大,可容纳测试仪的空间有限,针对该小型飞行器姿态角测试,提出了一种基于陀螺仪的姿态角存储测试方法,介绍了具体实现方案。

2 姿态角测试系统设计磁敏传感器法通常只是作为一种辅助测试手段,高速摄影法易受天气影响也限制了它的应用。

加速度计法有着低成本、低功耗、高可靠性等优点,但是理论计算及安装复杂限制了该方法的应用,在国内多以理论研究为主。

而陀螺仪法在过载不太大的场合应用方便,成为此飞行器姿态角测试的一个很好的选择。

飞行体的姿态运动是飞行体绕自身质心的转动运动。

在引入刚体假设和坐标系转换的概念后,飞行体的姿态定义为飞行体坐标系相对于参考坐标系的旋转变换。

2.1 陀螺仪姿态角测试原理在对刚体的转动运动进行解析描述时.常应用欧拉角或卡尔丹角。

卡尔丹角适用于姿态角变化较小的场合,因此.用卡尔丹角进行描述。

取初始时刻飞行体坐标系Oξηζ为固定坐标系,0xyz为与飞行体固结的动坐标系。

卡尔丹角选取的方法是,首先绕ξ轴转过α角,到达0x1y1zl的位置;再绕y1轴转动β角,到达0x2y2z2的位置;再绕z2轴转动γ角,到达
0xyz的位置。

转动关系如图l所示。

 α、β以及γ分别为沿0ξ轴、0y1轴与0z轴的角速度分量,三次转动如式(1)所示:
 在此,以cx表示cosx、sx表示sinx,正切以tgx表示。

各次转动相应的方。

角度测量方案

角度测量方案

角度测量方案角度是物体之间相对位置关系的一种度量方式。

在科学研究和工程技术领域,角度的测量具有重要的意义。

本文将介绍几种常用的角度测量方案,并分析其优缺点,旨在为读者提供有关角度测量的综合了解。

一、光学测角法光学测角法是一种基于光线的测量技术,通过利用光的反射、折射等特性测量角度。

其中,常见的测角仪器包括迈克尔逊干涉仪、高斯仪等。

优点:1. 高精度:光学测角法具有高精度的特点,适用于需要高精度角度测量的领域。

2. 非接触式:光学测角法无需直接接触被测物体,可以在不破坏被测物体的情况下进行测量。

3. 快速测量:光学测角法具有快速测量的优势,适用于对时间要求较高的工作。

缺点:1. 仪器成本高:光学测角仪器通常价格昂贵,对于一般用户来说,成本较高。

2. 对环境要求高:光学测角法对光线环境要求较高,强光或阴暗环境会对测量结果产生影响。

二、力测角法力测角法是一种基于力学原理的测量技术,通过测量物体所受力的大小和方向来计算角度。

常见的测角仪器包括扭矩扳手、力传感器等。

优点:1. 适用范围广:力测角法适用于各种不同形状、体积的物体,具有广泛的应用范围。

2. 实时监测:力测角法可以进行实时监测,能够提供实时的测量数据。

3. 相对简单:相比于其他测量方法,力测角法的原理相对简单,易于操作。

缺点:1. 误差较大:由于外界环境的干扰,力测角法的测量误差相对较大,对于高精度测量不适用。

2. 接触式测量:力测角法需要直接接触被测物体,对于一些特殊的工作环境,可能存在一定的难度。

三、电子测角法电子测角法是一种基于电子原理的测量技术,通过测量电子器件之间的电压、电流等参数来测量角度。

常见的测角仪器包括陀螺仪、加速度计等。

优点:1. 高精度:电子测角法可以实现高精度测量,适用于对角度要求较高的场景。

2. 处理能力强:电子测角法可以通过电子器件对数据进行处理,能够提供更加全面和丰富的信息。

缺点:1. 仪器复杂:电子测角仪器通常较为复杂,需要专业的知识和技能进行操作和维护。

测绘技术中的角度测量方法与技巧

测绘技术中的角度测量方法与技巧

测绘技术中的角度测量方法与技巧测绘技术在现代社会中扮演着重要的角色,它的应用范围广泛,包括城市规划、土地管理、工程建设等多个领域。

而角度测量作为测绘技术的重要组成部分,对于准确测量地理空间中的方向和位置至关重要。

本文将介绍测绘技术中常用的角度测量方法以及一些技巧,以帮助读者更好地理解和运用这些知识。

一、直接测量法直接测量法是测绘中最为常见的角度测量方法之一。

该方法通过使用角度测量仪器,如经纬仪、全站仪等,直接读取测量点之间的角度值。

在进行角度测量时,需要注意以下几点技巧:1. 选用合适的仪器:不同的角度测量任务需要不同的仪器。

例如,在野外测绘中,全站仪是一种常用的角度测量仪器,它结合了测角仪和测距仪的功能,能够同时测量目标点的水平角和垂直角。

2. 矫正仪器误差:仪器本身存在一定的误差,因此在进行角度测量之前,需要对仪器进行校准和矫正。

例如,可以通过使用水平仪检查仪器的水平度,以确保测量结果的准确性。

3. 控制观测环境:角度测量的准确性会受到环境条件的影响,例如气温、大气压力等。

为了减小这些影响,可以选择在适宜的天气条件下进行角度测量,例如无风、阳光充足的天气。

二、间接测量法除了直接测量法外,间接测量法也被广泛应用于角度测量中。

该方法通过先测量其他相关的物理量,然后利用数学模型计算得到角度值。

常见的间接测量法包括:1. 方位角测量:通过测量目标物体与参考物体之间的方位角,可以得到两者之间的角度值。

例如,在导航系统中,通过测量目标物体与地球北极之间的夹角来确定航向角。

2. 方位角变化测量:通过测量目标物体在一定时间内的方位角变化,可以计算得到目标物体的转速、角加速度等相关参数。

这对于控制系统设计和运动分析非常重要。

3. 角度三角测量:该方法通过测量目标物体与其他两个物体之间的角度,利用三角计算方法计算得到目标物体的角度值。

这种方法在测量导航、遥感等领域得到广泛应用。

三、技巧与注意事项1. 选择合适的测量方法和仪器:不同的测量任务需要选择合适的测量方法和仪器。

角度测设的方法

角度测设的方法

角度测设的方法嘿,朋友!你有没有想过,在建筑工地上,那些高楼大厦是怎么精确地按照设计图纸建造的呢?或者在道路施工的时候,那些弯弯曲曲的道路怎么就能准确地连接起来呢?这其中啊,角度测设可是个超级重要的环节呢!今天呀,我就来给你讲讲角度测设的方法,保证让你听得津津有味。

先来说说最基本的一种方法——经纬仪测设法。

想象一下,经纬仪就像是一个超级精准的眼睛,能看穿角度的奥秘。

我有个朋友小李,他就是个测量员。

他每次用经纬仪的时候,就像是在和角度对话一样。

他先把经纬仪架设在已知点上,这个已知点就像是一个起点,是整个测量的根基。

然后,他会仔细地对中、整平。

对中的时候,就好像是在给这个眼睛找一个最准确的位置,不能有丝毫偏差,不然那可就像射击的时候枪口歪了一样,准头全没了。

整平呢,就是要让这个“眼睛”端端正正地看着,就像我们站军姿一样挺拔。

接下来,他就会根据设计要求,转动经纬仪的望远镜,去寻找那个要测设的角度。

这时候啊,每转动一点,都得小心翼翼的,就像是在雕刻一件艺术品,稍微多一点或者少一点,整个作品就毁了。

当望远镜转到差不多的位置时,他会用微调螺旋来精确调整,直到准确地找到那个角度。

然后呢,在这个方向上,就可以通过钢尺或者测距仪等工具来确定距离,定出下一个点。

这整个过程啊,就像是一场严谨的舞蹈,每个动作都得精准到位。

还有一种方法叫全站仪测设法。

全站仪啊,那可就更厉害了,它就像是一个全能战士。

我的另一个朋友小张,他就特别喜欢用全站仪。

他说用全站仪测设角度就像是在玩一个高科技游戏。

全站仪不仅能测角度,还能测距呢。

他把全站仪架好之后,只要在仪器里输入相关的坐标和角度数据,这个仪器就像一个聪明的小机器人一样,自动计算出应该指向的方向。

然后,同样是在这个方向上确定距离,就可以得到要测设的点了。

这可比经纬仪方便多了吧?你看,现在的科技发展多快呀,就像一阵春风,吹到了测量这个古老的行业里,让测量变得又快又准。

那除了这些仪器测量的方法,还有没有其他的办法呢?当然有啦!有一种比较简单但是精度可能稍低一点的方法,就是用钢尺和量角器来测设角度。

角度测量方法

角度测量方法

角度测量方法角度测量是指在工程测量、地质勘探、建筑设计等领域中,对于物体或地理空间中的角度进行精确测量的方法。

在实际工程和科研中,角度测量是非常重要的,它直接关系到工程设计的准确性和施工的精度。

因此,选择合适的角度测量方法对于工程和科研人员来说至关重要。

本文将介绍几种常见的角度测量方法,希望能够为相关领域的工程师和科研人员提供一些参考。

首先,我们来介绍一种常见的角度测量方法——光电测角法。

光电测角法是利用光电传感器和测角仪器对角度进行测量的方法。

通过将光电传感器安装在测量仪器上,可以实现对于水平角和垂直角的测量。

这种方法具有测量精度高、测量范围广、操作简便等优点,因此在工程测量中得到了广泛的应用。

其次,还有一种常见的角度测量方法——全站仪测角法。

全站仪是一种集光学、机械、电子、计算机技术于一体的高精度测量仪器,它可以实现对于水平角、垂直角和斜距的同时测量。

全站仪测角法具有测量精度高、测量速度快、数据处理方便等优点,因此在土木工程、建筑测量、矿山测量等领域得到了广泛的应用。

除了上述两种方法外,还有一种常见的角度测量方法——磁测角法。

磁测角法是利用磁测仪器对于地球磁场方向进行测量的方法,通过测量地球磁场方向的变化来确定角度。

这种方法适用于野外地质勘探、矿山测量等领域,具有操作简便、适应性强等优点。

综上所述,角度测量方法是工程测量、地质勘探、建筑设计等领域中非常重要的一部分。

在选择角度测量方法时,需要根据具体的测量要求和实际情况进行选择,以确保测量的准确性和可靠性。

希望本文介绍的几种角度测量方法能够为相关领域的工程师和科研人员提供一些参考,帮助他们选择合适的角度测量方法,提高工作效率和测量精度。

浅析低成本头部姿态测量装置的设计

浅析低成本头部姿态测量装置的设计

浅析低成本头部姿态测量装置的设计摘要:本文依据图像识别法的原理,设计了一种低成本的头部姿态测量装置,该装置使用普通摄像头和摩托车头盔,头盔上做有标记,摄像头获取图像,计算机根据图像中标记的位置,计算出操作人员视线的转动角度。

本设计适用于试验室环境。

关键词:图像识别双目测量头盔瞄准具转动角度1 常见的测量装置的工作原理简述为了简化操作,提高人机功效,用测定视线的方法来控制武器的指向是一种理想的方法,然而直接测量视线方向的技术难度很大,于是在工程上就发展出了间接测量方法:测量装置利用机电,电磁,光电,超声波等手段,获取操作人员的头部姿态,配合固定在头盔上的瞄准镜筒,就可以测量出视线方向。

现在笔者介绍一下常见的头部姿态测量装置的工作原理及其特点。

第一种:机电式。

测量装置将头盔和参考基座用连杆连接在一起,头部运动时,连杆的前后平行滑动,设置在连杆两端方向接头中的测角器,就可以测出头部的方位、俯仰角。

这种方法抗干扰能力强,不容易受到环境中的电磁、光照等因素的影响,缺点是装置会限制妨碍头部的运动,人机效用差。

第二种:电磁式。

电磁式的原理是在头盔顶部安装三轴正交环形磁感应天线,然后在基座相应位置安装定向磁场辐射器,利用分时磁场辐射,或磁场章动,获得辐射器与磁感应天线之间的偏差,将头盔相对飞机的方位、俯仰以及滚角的位置计算出来。

该方法对电磁干扰比较敏感,头盔附近的金属物体也会影响其测量精度。

第三种:光电式。

光电式测量装置有旋转光束法、V形狭缝法和线性比例法等几种类型,一般由以下几部分组成的:光感受器,扫描器和电子组件。

以V形狭缝法为例,头盔上有6个红外发光二极管,每侧3个组成等腰三角形来进行安装,辐射出来的红外光由安装在V形狭缝后的扫描器接收,接收器的电信号经过处理,就可以确定瞄准线。

光电法环境适应性好,是一种广泛采用的方法。

第四种:超声波式。

超声波式探测的特点是抗电磁干扰性比较强、价格比较低。

使用过程中可以将超声发射器安放在一个等边三角形上,然后将其固定在基座上,以获得一个静止准直的参考位置,发声器按照一定规律发出超声波,接收器固定在头盔上,在控制装置的驱动下,可以测算出相关的距离信息,根据距离信息结算得出头部的移动和偏转。

姿态测量算法

姿态测量算法

姿态测量算法随着科技的发展,姿态测量算法在无人驾驶、航空、军事等领域中得到了广泛应用。

姿态测量算法是指通过传感器获得目标物体在空间中的位置、角度、速度等信息。

随着姿态测量算法的发展,越来越多的新算法被开发出来。

下面我们就来分步骤阐述姿态测量算法。

第一步:了解姿态测量算法的基础知识姿态测量算法需要掌握的基础知识有欧拉角、四元数、矩阵法和向量法等。

欧拉角是具体描述物体朝向的一种方式,可以分为欧拉角(roll,pitch,yaw)和欧拉角(yaw,pitch,roll)两种形式,分别描述绕三个坐标轴旋转的角度。

四元数常常用于矢量旋转和计算机图形学中。

矩阵法是一种基于矩阵变换的描述方法,用于计算物体在三维空间中的变换。

向量法也是一种描述物体朝向的方法,其中包括角度和轴向量两个要素。

第二步:了解姿态传感器姿态测量算法需要感知目标物体的朝向,这就需要用到姿态传感器。

常用的姿态传感器有陀螺仪、加速度计和磁力计。

陀螺仪可以测量目标物体的角速度,加速度计可以测量目标物体的加速度,磁力计可以测量目标物体在地球磁场中的方向。

第三步:选择计算姿态测量算法针对不同的需求,我们可以选择不同的姿态测量算法。

常用的算法有卡尔曼滤波器、扩展卡尔曼滤波器、无迹卡尔曼滤波器、粒子滤波器和基于神经网络的算法等。

不同算法的选择需要结合实际应用场景来进行考虑。

第四步:应用姿态测量算法选定了姿态测量算法之后,我们需要进行算法的实现。

针对具体应用场景,我们需要对算法进行调整和优化。

例如,在无人驾驶中,我们需要结合不同传感器的信息来计算车辆的朝向和运动状态,以便为自动驾驶决策提供数据支持。

综上所述,姿态测量算法是一种十分重要的算法,在各个行业都有广泛应用。

想要应用好姿态测量算法,需要具备较强的数学和计算机基础,并结合实际应用场景进行调整和优化。

宽带移动卫星通信系统低成本姿态估计算法

宽带移动卫星通信系统低成本姿态估计算法
GP S信 号 不 完 全 锁 定 的ห้องสมุดไป่ตู้情 况 下 , 姿 态角估计精 度优 于开 关卡 尔曼方 法 , 达到 ±1 。 以 内, 满 足 低 成 本
移 动 卫 星 通 信 系统 要 求 。
关键 词 :卫星通 信 , 传 感 器融合 ; 姿 态估 计 ; 互 补 滤 波 器
中图分类号 :TN9 2 7 文献标 志码 :A 文 章编 号 :0 2 5 3 — 9 8 7 X( 2 0 1 3 ) 0 6 — 0 0 4 4 — 0 6
Lo w Co s t At t i t u de Es t i ma t i o n Al g o r i t h m f o r Br o a d - Ba n d
Mo b i l e S a t e l l i t e Co mmu ni c a t i o n S y s t e m
第4 7 卷
第6 期
西 安 交 通 大 学 学 报
J OURNAL OF XI ’ AN J I AOTONG UNI VERS I TY
Vo 1 . 4 7 NO . 6
2 0 1 3 年 6 月
J u n .2 0 1 3
DOI :1 0 . 7 6 5 2 / x j t u x b 2 0 1 3 0 6 0 0 8
摘 要 :针对低 成本微 机 电惯性 测量 单元无 法满足 宽 带移 动卫 星 通信 系统姿 态估 计 精度 的 问题 , 提
出了以单基 线 GP S为辅 助传 感 器的低 成 本姿 态估 计 ( L C AE) 算 法。该 算 法 通过 互补 滤 波 器对 陀
螺 测 量 值 与 加 速 度 计 姿 态 角进 行 传 感 器 融 合 。 为 了克 服 机 动 加 速 度 干 扰 , 借助 单基 线 G P S 的 速 率

VM-i

VM-i

产品介绍产品介绍VM-i 是VMSENS 提供的基于MEMS 技术的低成本的,高性能三维运动姿态测量系统。

VM-i 包含三轴陀螺仪、三轴加速度计(即IMU ),三轴电子罗盘等辅助运动传感器,通过内嵌的低功耗处理器输出校准过的角速度,加速度,磁数据等,通过基于四元数的Motion Sensor Fusion 算法进行数据融合,实时输出以四元数、欧拉角等表示的零漂移三维运动姿态数据。

VM-i 可广泛应用于航模无人机、机器人、摄像云台、天线云台、地面及水下设备、虚拟现实、人体运动分析等需要低成本、高动态三维姿态测量的产品设备中。

VM-i微型AHRS 姿态方位参考系统姿态方位参考系统特点特点高精度360 度全方位空间姿态输出。

无需水平静态下启动。

快速动态响应与长时间稳定性(无漂移,无积累误差)相结合。

全固态微型MEMS 惯性器件,三轴加速度、三轴角速度和三轴磁场强度计高度集成9DOF 。

快速更新率,多种可编程的数据输出模式(四元数,欧拉角,旋转矩阵等)。

提供灵活的软件开发的编程接口,针对嵌入式的底层的通信接口以及应用层的DLL 动态链接库,便开发到多种设备以及应用。

性能性能内置运动姿态传感器与辅助测量设备,通过高效的空间状态数据融合算法,实现实时高精度的姿态测量,通过VMSENS 对不同运动模式的分析,可以根据不同的运动状态设定使用环境,更加切合多种不同的应用场合需求。

三维陀螺仪 三维加速度 三维磁力计 温度计VMSENSSensorFusion & Calibriated典型应用无人机无人机,,航模航模,,飞艇飞艇,,潜艇潜艇,,水下机器人等水下机器人等• 控制稳定 AUV/ROV/UUV 。

•水下定位设备姿态校准。

VM-i 是目前集成度最高的的商业化AHRS 系统,非常适合安装在航拍无人机,飞艇潜艇等对重量敏感的设备上,通过使用VMSENS 的AHRS 产品可以实现这些设备的姿态校准和自动稳定,确保无人机,飞艇,潜艇等能保证正确的空间姿态,内置的地磁传感器可以保证在任何时候保持航向不变,即使在在发生碰撞等剧烈运动的时候仍然知道自己姿态,能做出迅速的调整,确保设备的正常运行。

角度测量方案

角度测量方案

角度测量方案角度测量方案引言角度测量在众多领域中扮演着重要的角色,例如工程测量、地理测量、物理实验等。

为了准确测量角度,需要选择合适的测量方案。

本文将介绍一些常用的角度测量方案,包括直接测量、间接测量和光学测量。

直接测量直接测量是通过直接读取仪器上的刻度或角度示数来测量角度的方法。

常见的直接测量仪器包括量角器和角度尺。

量角器是一种有刻度圆盘和指针的测量工具,可以直接读取角度数值。

角度尺是一种刻度清晰的直尺,可用于测量平面内角度或立体角度。

直接测量方法简单直观,适用于一些简单的角度测量任务。

然而,直接测量方法精度有限,通常只能达到一定的精度要求。

间接测量间接测量是通过测量一些与角度相关的物理量来计算角度的方法。

常见的间接测量方法包括三角测量和激光测距。

三角测量是利用三角形的一些性质来计算角度的方法。

常用的三角测量仪器有经纬仪和全站仪。

经纬仪是一种利用水平仪和照准望远镜来测量天体方位角和高度角的仪器,可以通过计算得到角度值。

全站仪是一种集合了测角仪、测距仪、测高仪等多种功能的仪器,可以实现三角测量和激光测距功能。

激光测距是利用激光测距仪来测量距离,然后通过计算和几何关系得到角度值的方法。

激光测距仪是一种利用激光发射和接收原理来测量物体距离的仪器,可以通过测量不同的距离来计算角度值。

间接测量方法精度较高,可以达到较高的精度要求。

但是,间接测量方法需要一定的计算和处理过程,操作较为复杂。

光学测量光学测量是利用光学仪器进行角度测量的方法。

常见的光学测量仪器有光电测角仪和自动测定系统。

光电测角仪利用光电效应来进行角度测量。

它包括一个发光器和一个光电接收器,通过测量光电接收器接收到的光信号强度来计算角度值。

自动测定系统是一种集成了测角仪、测距仪和计算机等设备的测量系统。

它通过激光器发射激光束,通过反射镜或反射标志物反射回来的激光束来进行测量。

系统会自动计算角度值,并通过计算机软件进行处理和分析。

光学测量方法具有高精度和高效率的特点,可以满足复杂和精确的角度测量要求。

低成本无人机姿态测量系统研究

低成本无人机姿态测量系统研究

S u y 0 tiu e s i g s se n t d n a tt de m a urn y t m 0
・ l - os Unm a ow c t ・ nne 1 a r l Ve ' c e il I ‘ hi l a l● ce
Y N h —e Z N igsun , I u ・ig A G S uj , E G Qn —h a g Y oxn i G
o e c me t e s o c me mo e n i fr t n fso e h oo y i e eo e o i c e s h t t d a u ig v r o h h  ̄ o , d r n o ma i u in tc n lg s d v lp d t n r a e t e at u e me s r o i n D e iin T e ma n t ed a d g a i ed a e u e s at u e r fr n e v c o s xe d d K l n F l r r c s . h g e i f l n r vt f l r s d a t t d e ee c e tr .E tn e a ma i e o ci yi i t
Ke od :etne a a lr E K) a i d auig man t ee; MU yw r s xeddK l nft ( F ; tt emesr ; ge m t MI m ie tu n o r
0 引 言
1 捷 联 惯 导 系统 中载 体 姿 态 的 确 定
Abs r c : L w— o tM EMS ca x re c a g o iini ro si e y s o ttmedu o isO i tto . ta t o c s n e pe in e lr e p sto nge r r n v r h r i e t t Wn lmiains To

飞行体姿态角的测试方法

飞行体姿态角的测试方法

飞行体姿态角的测试方法
1 引言飞行体姿态角的测试方法有很多种,如磁敏传感器、高速摄影仪、加速度计法以及陀螺仪等。

各种方法都有其优点及应用局限,适用于不同的应用场合。

某小型飞行体飞行过程中所受过载较小,姿态角变化不大,可容纳测试仪的空间有限,针对该小型飞行器姿态角测试,提出了一种基于陀螺仪的姿态角存储测试方法,介绍了具体实现方案。

2 姿态角测试系统设计
磁敏传感器法通常只是作为一种辅助测试手段,高速摄影法易受天气影响也限制了它的应用。

加速度计法有着低成本、低功耗、高可靠性等优点,但是理论计算及安装复杂限制了该方法的应用,在国内多以理论研究为主。

而陀螺仪法在过载不太大的场合应用方便,成为此飞行器姿态角测试的一个很好的选择。

飞行体的姿态运动是飞行体绕自身质心的转动运动。

在引入刚体假设和坐标系转换的概念后,飞行体的姿态定义为飞行体坐标系相对于参考坐标系的旋转变换。

2.1 陀螺仪姿态角测试原理
在对刚体的转动运动进行解析描述时.常应用欧拉角或卡尔丹角。

卡尔丹角适用于姿态角变化较小的场合,因此.用卡尔丹角进行描述。

取初始时刻飞行体坐标系Oξηζ为固定坐标系,0xyz 为与飞行体固结的动坐标系。

卡尔丹角选取的方法是,首先绕ξ轴转过α角,到达0x1y1zl 的位置;再绕y1 轴转动β角,到达0x2y2z2 的位置;再绕z2 轴转动γ角,到达0xyz 的位置。

转动关系如图l 所示。

α、β以及γ分别为沿0ξ轴、0y1 轴与0z 轴的角速度分量,三次转动如式(1)所示:。

基于低成本MEMS器件的捷联航姿系统设计

基于低成本MEMS器件的捷联航姿系统设计

Ab ta t s r c :To a if t e a e e u rm e t o lw- o t n mi i trz to att d h a i g e e e c s se s t y h e g r r q ie n s f o c s a d s n au iain t u e e d n r fr n e y t m i
E AC 7 3 E C: 6 0
d i 1 .9 9 ji n 1 0 o : 0 3 6 /.s . 0 4—1 9 .0 0 1 .2MS器件 的捷 联 航 姿 系 统设 计 术
杜 继 永 , 国荣 , 黄 张凤 鸣 , 华伟 刘
( 军 工 程 大 学 工 程 学 院 , 安 70 3 ) 空 西 10 8
摘 要 : 针对军事和工程领域对低成本 、 微小型航姿系统的迫切需求, 介绍了 自 行设计的基于低成本 M M 器件的航姿系 ES
统, 深入研究了构建该系统的关键技术 。针对 M MU的性能特点 及核心处 理器 的运算速度 , 出了磁传感 器 的补偿 算法 , I 给 采
用 了基 于等效旋转矢量 的姿态解算方法 , 并应用 了降阶卡 尔曼 滤波器 。通过移植  ̄ / S一Ⅱ实 时操作 系统 , CO 增强 了系统的实 时性 。实验结果表 明, 所设计 的航 姿系统实 时性好 , 精度可达要 求 , 具有广阔 的应用前景。
单元 、 P G S~O M 板 、 R 导航 计算 机 、 序 升级 接 E A M 程
其在微 小型 运载体 的导航 、 导 与姿态 控制等 领域 , 制
倍 受 亲睐 。受 国外 所 销 售 ME MS惯 性 测 量 器 件 的 精度 限制 , 提 高微 机 械 惯性 测 量 ( coEet nc 在 Mir.lc oi r

测绘技术中的角度测量与角度调整方法

测绘技术中的角度测量与角度调整方法

测绘技术中的角度测量与角度调整方法在测绘技术中,角度测量和角度调整是非常重要的环节。

正确的角度测量和合理的角度调整方法可以确保测绘数据的准确性和可靠性。

本文将探讨测绘技术中的角度测量和角度调整方法。

一、角度测量角度测量是测绘工作中的基础环节之一。

在测绘中,我们常用的角度测量工具有经纬仪、全站仪和电子总站等。

这些仪器在测量角度时具有高精度、高稳定性的特点,可以满足不同测绘需求。

在进行角度测量时,我们需要注意以下几点。

首先,选择合适的测量方法。

在不同的地形条件下,选择合适的测量方法可以提高测量的准确性。

其次,保持仪器的稳定性。

在角度测量过程中,仪器的稳定性对结果的准确性起着重要作用。

因此,我们需要采取适当的措施,如调整仪器的水平度和定位准确性,以确保测量结果的准确性。

最后,注意观测环境的影响。

观测环境的影响因素很多,如气温、地形、人为因素等。

我们要注意排除这些因素的干扰,保证观测结果的准确性。

二、角度调整方法角度调整是对测量结果进行修正和优化的过程。

在实际测绘工作中,测量结果常常会出现一定的误差。

我们需要通过角度调整方法来消除这些误差,以提高测绘数据的可靠性和准确性。

1. 最小二乘法角度调整法最小二乘法角度调整法是一种常用的角度调整方法。

该方法通过对测量结果进行加权处理,使得所有观测角度的加权误差最小。

通过最小二乘法角度调整,可以对测量数据进行优化和修正,提高测绘结果的准确性。

2. 自由网络法角度调整法自由网络法角度调整法是一种基于错误方程的角度调整方法。

该方法通过建立一组观测方程,将测量结果与误差方程进行匹配,从而求解出观测误差和未知参数之间的关系。

通过自由网络法角度调整,可以得到更加精确的测量结果,提高测绘数据的可靠性。

3. 矩阵计算法角度调整法矩阵计算法角度调整法是一种基于矩阵运算的角度调整方法。

该方法通过将测量结果和观测误差矩阵进行运算,得到未知参数矩阵和残差矩阵。

通过矩阵计算法角度调整,可以提高测量数据的可靠性和准确性。

一种基于计算机视觉的低成本室内空间测量系统设计与实现

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lw— o tUS a r s f ri d o a g ti g a t r ,e lt c u ae me s r me to e s ai l o a o ft e t r e. o c s B c me a o n o r tr e ma e c p u e r a — me a c r t a u e n ft p t c t n o a g t i h al i h T e s h me s s Z a gs lg r h h c e u e h n ' a o i m t ai r t t e c me as i t n i a d x r sc a a tr , e i s a smp e a d t o c l a e h a r ' n r sc n e t n i p r me e s d sg i l n b i i n e e t e i g rc s i g meh d t o l e i f e c f n o re v r n n , n e s s t e b n c l rvso e r o f ci ma e p o e sn t o o s v e t n u n e o d o n io me t a d t n u e h i o u a iin t oy t v h l i h h c mp t e p st n o e tr e . h x e me t h w a y tm a u e n ro s a 5 m/ te d t p ae o u e t o i o ft g t T e e p r n o s t t se me s r me t r ri l st n 1 n, aa u d t h i h a i s h s e se h h r t f 1 , n e sn e so e id o o o sp s in d ae o 5 Hz a d i me t e d ft n o rr b t o i o e . t h t Ke r s: o u e iin;me s r me ts se ;c me a c i r t n;i g r c s i g y wo d c mp trv s o a u e n y t m a r a b a o l i ma e p o e sn

测量技术方案

测量技术方案

测量技术方案第1篇测量技术方案一、项目背景随着我国经济的持续发展,各行业对测量技术的需求日益增长,测量精度和效率的要求不断提高。

为了满足项目需求,确保项目顺利进行,特制定本测量技术方案。

二、项目目标1. 确保测量数据的准确性、可靠性和实时性。

2. 提高测量工作效率,降低项目成本。

3. 优化测量流程,实现信息化、智能化管理。

三、测量设备选型根据项目需求,选用以下测量设备:1. 数字水准仪:用于测量地面高程,具有高精度、高稳定性等特点。

2. 全站仪:用于测量水平角、垂直角和斜距,实现空间坐标测量。

3. GNSS接收机:用于实时获取测量点的精确三维坐标。

4. 测距仪:用于快速测量距离。

5. 数据处理软件:用于测量数据的处理、分析和成果输出。

四、测量方法及步骤1. 准备工作:- 收集项目相关资料,了解项目背景和需求。

- 根据项目特点,制定测量方案。

- 检查测量设备,确保设备正常运行。

2. 外业测量:- 布设控制网,确保控制点分布均匀、合理。

- 采用数字水准仪、全站仪、GNSS接收机等设备进行外业数据采集。

- 按照测量规范,对数据进行检查、核对,确保数据质量。

3. 内业处理:- 将外业测量数据导入数据处理软件。

- 对数据进行处理、分析,计算测量结果。

- 对测量成果进行整理、输出,形成报告。

4. 成果提交:- 将测量成果报告提交给甲方,并做好沟通、解释工作。

- 根据甲方需求,提供相关技术支持。

五、质量控制1. 设备检校:- 定期对测量设备进行检校,确保设备精度。

- 对设备进行维护、保养,保证设备正常运行。

2. 数据审核:- 对外业测量数据进行100%检查,确保数据无误。

- 对内业处理结果进行审核,确保成果质量。

3. 人员培训:- 对测量人员进行专业技能培训,提高测量水平。

- 加强团队协作,提高工作效率。

六、安全与环保1. 安全生产:- 做好测量现场的安全防护工作,确保人员安全。

- 定期进行安全教育培训,提高安全意识。

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d u i n o 控制器 , A r d u n i o控制器进行姿态解算 , 最后 将 姿态 角 的信息 通过 串 口发送 到上 位机 。
1 . 1 Ar d u i n o
其中 q 。 、 q 、 q 、 q 。 是实数 , i 、 j 、 k 是虚单位 , 又 是互 相正交 的单 位 向量 。 四元 数 可 以表示 旋 转 ,
1 . 2 6轴 模块 MP U 6 0 5 0 M P U 6 0 5 0模 块整 合 了 3轴 ME MS陀螺 仪 和 3 轴 ME MS加速 度计 。其 内置 1 6位 的 A D C将 测量
原理求解姿态 角 J , 由于陀螺 仪的随机漂移 , 短
时 间内姿 态精 度 良好 , 但 长时 间 内误差 发 散严 重 。 叶理 锋 , 冯 恩信 在 两 轮 车姿 态 稳 定 方 法 中融 合 了 陀螺 仪 和加 速 度计 的信 号 H J , 解 决 了姿态 角 的发 散 问题 , 但 只能获得 俯仰 角和 横滚角 信 息 , 无 法实 现载 体 的全 姿态 测 量 , 应 用 场合 受 到 了 限制 。本
件, 利用互 补滤 波将 这几 种传感 器数 据进 行融 合 ,
得到了收敛 的全姿态角信息。
可编 程控 制 的 测 量 范 围 为 - 4 - 2 g 、 ±4 g 、 ±8 g与 - 4 -
1 6g。
1 系统硬 件 结构 的设 计
姿态 测量 的系统 框 图如 图 1所示 :
成都纺织 高等专科学校学报
在捷 联惯 导 系统 中 , 姿态 解 算 的实 质 就 是 坐
的模 拟量 转 化 做 数 字 量 , I 。 c数 字 量 输 出接 1 3。
M P U 6 0 5 0的陀螺 仪 可 编 程 控 制 的测 量 范 围 为 ± 2 5 0 。 、 ± 5 0 0 。 、 ±1 0 0 0 。 与 ± 2 0 0 0 。 / s e e。加 速器 计
文使用电子罗盘 、 加速度计与陀螺仪等 M E M S 器
1 . 3 3轴 电子 罗盘 HMC 5 8 8 3 L
H MC 5 8 8 3 L三轴 电 子 罗 盘传 感 器模 块 , 带 有 I C输 出 接 口, 在 低 成 本 的罗 盘 应 用 领 域 非 常 适 合 。其 内置 1 2位 A D C模 数转 换器 能够使 航 向精
图 1 姿 态 测 量 的系 统 框 图
它 的标量 部分表 示 旋 转 角 度 的大 小 , 矢 量 部 分表
示转 轴 的方 向。
A r d u i n o是一个 基 于开 放 原 始 码 的硬 件 与 软
收稿 日期 : 2 0 1 4—0 3—3 1 基金项 目: 西华大学研究生创 新基金 ( y c j j 2 0 1 3 1 0 4 ) 。 第一作者 : 朱托( 1 9 8 9一), 男, 硕士研究生 , 主要从事信号与信息处理研究。
成 都 纺 织 高 等 专 科 学 校 学 报
J o u r n a l o f C h e n g d u T e x t i l e C o l l e g e
第 3 1 卷 第 3期 (总 第 l 1 3期 ) 2 0 1 4年 7月
文章编号 : 1 0 0 8— 5 5 8 0 ( 2 0 1 4 ) 0 3— 0 4 3 — 0 4
四元数 是 由爱 尔兰 数学 家哈 密顿率 先提 出来
的数 学概念 。顾 名思 义 , 它 由 四个 元构 成 的数 :
Q ( q 0 , q 1 , q 2 , q 3 )=q 0 +q 1 i +q 2 j +q 3 k ( 】 )
M P U 6 0 5 0和 电子罗盘 信 号通 过 1 2 C总 线 连 接 A r -
体 平 台。其 硬 件 是 A t m e l A V R单 片 机 为 核 心 的
开 发板 , 软件 以 A r d u i n o I D E做 为开发 平 台 。它可
简单地与传感器 和其他 的电子元件相连接 , 是一
款 灵活 便捷 、 容易 上手 的开 源 电子原 型平 台 , 对 于 项 目的快速 开发 很有 帮助 。
ME MS器件 和 A r d u i n o的三 维姿 态测 量 系统 , 并针 对 由于陀螺 仪 的 随机偏 移 , 姿 态 角误 差随 时 间 累积 的 问题 , 运 用 了加 速度 计和 电子 罗盘测 量 的数据 利 用互补 滤波进 行数 据 的融合 , 准确的得 到 了全姿 态角信
息。
关键词
全姿 态 角 ME MS器件
四元数
A r d u i n o
中 图分 类 号 : T P 2 1 2 . 9
文 献标 识码 : A
载体 的姿 态测 量 是 测 量 载体 横 滚 角 , 航 向角 和俯 仰角 等姿 态信息 。 目前对 求解姿 态 的研究 有 很 多¨ J 。邵 婷婷 , 李 建新 等 应 用 捷 联 惯 性 导 航
Байду номын сангаас
度精确 到 1 。 至2 。 。
本 系 统 硬 件 结 构 主 要 由 6轴 传 感 器 模 块 MP U 6 0 5 0 ( 3轴 陀 螺 仪 +3轴 加 速 度 计 ) , 电子 罗
盘 HMC 5 8 8 3 L与 A r d u i n o控 制 器 模 块 构 成。
2基 于 四元 数 法 的姿 态 解 算
V o 1 . 3 1, N o. 3(S u m 1 1 3)
低 成 本 全 姿 态 角 测 量 的 设 计
朱 托 , 黄 勇, 徐燕伟
( 西华大 学 电气 信息学 院 , 四川成 都 6 1 1 7 3 1 ) 摘 要 姿 态的测 量 广 泛 的应 用 于汽 车 , 手机 , 无 人 机 等 领 域 。 本 系统 设 计 了一 个 基 于低 成 本 的
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