摘要:背部和脊柱相关问题是大多数人一生中经常遇到或将要遇到的疾病。可以做出的一个常见且明智的观察是关于个人的姿势。我们提出了一种新方法,将加速度计、陀螺仪和磁力计传感器数据与永磁体相结合,组装成一个可穿戴设备,能够实时监测脊柱姿势。每个用户都需要对设备进行独立校准。传感器数据由概率分类算法处理,该算法将实时数据与校准结果进行比较,验证数据点是否位于计算阈值定义的置信区域内。如果加速度计和磁力计都将姿势分类为不正确,则认为姿势分类不正确。在单个成年测试对象中进行了试点试验。磁铁和磁力计的组合大大提高了姿势分类准确度(89%),而仅使用加速度计数据时获得的准确度(47%)则为准确度。该方法的验证基于图像分析。
摘要 能量耗竭是那些以固定能量预算进行长距离迁徙的动物所关注的重要问题。迁徙的成年弗雷泽河红鲑(Oncorhynchus nerka)停止在海洋中觅食,完全依赖内源能量储存来成功完成随后的淡水迁徙和产卵。大多数关于成年鲑鱼能量利用的研究都集中在迁徙的河流部分,但沿海迁徙可能会耗费大量能量,特别是在气温温暖、潮汐湍急的河口地区。我们沿不列颠哥伦比亚省海岸和弗雷泽河河口用声学三轴加速度计发射器标记和跟踪 38 条成年红鲑,行程超过 200 公里,比较了鲑鱼在沿海、河口和河流地区迁徙的相对能量成本。加速度计输出被转换为特定于温度的氧气消耗率。河流的耗氧率是沿海海洋区域(包括河口)的两倍,这主要是由于游动速度更快。耗氧率还受昼夜周期的影响,中午的能量消耗更高;但是,我们没有发现潮汐周期影响能量消耗的证据。尽管弗雷泽河的耗氧率更高,但运输成本(kJ −1 kg −1 km)在西摩海峡(一个潮汐冲刷较强的狭窄沿海地区)最高,这与之前的研究一致,表明这是一个可能对鲑鱼洄游具有挑战性的区域。总体而言,我们已经证明沿海海洋能量消耗是太平洋鲑鱼产卵洄游能量预算的重要组成部分。
如今,惯性传感器的运动估计已广泛应用于从飞机导航到可充气自行车头盔等各种应用领域。惯性传感器运动估计的精度取决于测量误差的大小。减少惯性传感器测量误差的一种方法是使用比运动估计所需更多的传感器。通过对冗余传感器的测量结果进行平均,可以减少独立误差的影响。但是,通过在刚体上放置多个惯性传感器,可以获得比简单平均更多的运动信息。例如,刚体的逐点加速度包含有关刚体旋转的信息。本论文研究并提出了如何融合惯性传感器阵列测量结果的方法,以及如何估计和校准传感器中存在的系统测量误差。惯性传感器阵列包含多个加速度计和多个陀螺仪。在运动估计应用中,通常从陀螺仪测量中估计角速度,然后将角速度积分为方向。角速度也可以从多个加速度计中估计。本论文提出了融合加速度计和陀螺仪测量的不同模型,以实现更准确的方向估计。通过提高方向的准确性
电信系统研究所伊戈尔·西科斯基基辅理工学院,乌克兰基辅背景。在监测旋转机器(尤其是重型机器)的振动时,传感器电缆经常会出现问题。这些电缆通常很长、很重且容易损坏。目的。本文的目的是基于 MEMS 加速度计开发一种没有这些问题的无线振动传感器。开发的传感器应提供低功耗、至少在 10…1000 Hz 范围内的线性频率响应、计算振动 RMS 并在此基础上检测机器状况。方法。开发基于 8 位 MCU 的无线传感器设计。开发基于频谱分析的 MEMS 频率响应校正方法。将开发的传感器与工业压电传感器进行比较。结果。开发的传感器可代替工业压电振动传感器。此外,基于 MEMS 的传感器允许将基本的机器状态检测过程从高级系统转移到传感器级。这反过来又允许减少网络流量并简化整个状态监测系统。结论。开发了用于状态监测的基于 MEMS 的无线振动传感器。进行的测试表明,所开发的传感器性能良好,其精度可与工业压电传感器相媲美。关键词:振动;MEMS 加速度计;无线振动传感器;Wi-Fi;旋转机械监测。1. 简介在重型机械(蒸汽轮机、发电机、造纸机)的状态监测系统中,传感器的连接是一个问题。目前不使用具有电荷输出的传统压电加速度计,因为它们的电缆长度(通过电缆容量)甚至电缆安装(由于摩擦电噪声)都会影响传感器的输出信号。具有 ICP 输出的加速度计不受传统加速度计的限制,但在重型机器上安装这些传感器时需要使用数十米长的屏蔽电缆。由于长度和重量,使用这种电缆不方便。此外,人员在机器维护过程中经常会损坏长电缆及其连接器。解决该问题的一个可能方法是使用无线通信传输测量的振动数据。但是,带有无线发射器和 ICP 传感器的测量模块需要大功率电源才能确保其运行。因此,必须考虑使用基于微机电系统 (MEMS) 加速度计的传感器,以便为状态监测和诊断系统提供小型、低功耗的替代方案,以取代传统的工业测量系统。除了质量小、功耗低之外,基于 MEMS 的传感器将比工业传感器便宜得多,从而能够使用状态监测系统
(57) 摘要:公开了一种用于自主导航的飞行器偏航角估计的系统和方法。该系统包括以预定义方式位于竞技场中的第一组超宽带 (UWB) 传感器,以及安装到飞行器上的第二组超宽带 (UWB) 传感器、加速度计、陀螺仪和处理器。处理器被配置为基于从第一组 UWB 传感器、加速度计和陀螺仪接收的信号来识别第二组 UWB 传感器相对于惯性参考系的位置。处理器还被配置为基于第二组超宽带传感器对应于参考系的矢量角的位置来计算偏航角。该系统始终提供准确的偏航角估计,并且在 GNSS 拒绝环境中提供准确的定位。
o 例如,在具有大倾斜角的钟摆轨道上飞行(这会增加对东西重力变化的敏感性)将需要进一步研究,因为由此产生的两个航天器的相对速度可能对于 LRI 操作来说太高。o 对于低于 420 公里的高度(为了进一步增加对重力变化的敏感性),非重力力的增加幅度可能对于加速度计来说太大,可能需要更复杂的 AOCS。o 将航天器的分离从 220 公里增加到 300 或 400 公里(这将降低加速度计误差的影响)另一方面会增加两颗卫星之间的指向要求,这可能会抵消大距离的积极影响。所有这三个都需要在后续研究中进一步调查。
本论文主要研究基于惯性传感器提供的测量结果的方向估计。强调使用三轴线性加速度计和陀螺仪。建议顺序使用两种估计算法进行方向估计。第一个是卡尔曼滤波器,主要用于基于加速度计数据进行重力估计。第二种算法采用扩展卡尔曼滤波器结构,利用第一种算法得到的重力估计和陀螺仪数据进行方位估计。以多元方式估计方向,而不使用绕陀螺仪轴的一维旋转离散性的简化假设。通过这种方式,可以精确处理非常大的转向角度。
此前,InnaLabs 已赢得 ESA CTP 合同,开发适用于太空任务的陀螺仪,目前他们已提供可用于某些太空活动的 IMU - POLARIS,适用于短期至中期太空任务,如发射器、微型发射器、着陆器和再入飞行器。然而,POLARIS 中的加速度计基于航空级设计,而不是抗辐射加速度计;因此,随着 AQUILA 引入其产品组合,他们有可能提供更强大的 IMU 产品,包括抗辐射陀螺仪和加速度计。此外,通过将 AQUILA 出售给其他生产 IMU 的公司,他们提供了一种构建完全欧洲化的 IMU 的解决方案,不受出口限制,而这迄今为止还无法实现。
对于肢体残疾的人,我们开发了语音和手势控制轮椅。残疾人或老年人可以使用这项技术。该系统使用语音和手势。在语音系统中,我们使用前进、后退、左转、右转、停止等命令。我们识别了语音,成功识别率为 99.03% 到 98.3%,我们还使用手势控制轮椅的移动,为此我们使用加速度计传感器。加速度计直接连接到微控制器,微控制器连接到编码器 IC(HT12E),该 IC 连接到 RF 发射器模块,以无线方式传输数据。电机收到信号后将相应地运行。该系统的目的是通过语音和手势实现轮椅的方向控制。