為了準(zhǔn)確評(píng)估樓宇、艙室、廠房或戰(zhàn)艦等受限空間內(nèi)爆炸沖擊波的毀傷威力,消除由于測試儀的姿態(tài)改變造成的測試誤差,設(shè)計(jì)了一種沖擊波測試儀姿態(tài)測量系統(tǒng)及角度解算方法。通過MPU9250傳感器采集因艙壁或墻壁的倒塌或形變引起測試儀姿態(tài)變化的原始數(shù)據(jù),采用四元數(shù)法進(jìn)行姿態(tài)變換,結(jié)合系數(shù)優(yōu)化的卡爾曼濾波算法對(duì)姿態(tài)角進(jìn)行融合,并進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:基于卡爾曼濾波的數(shù)據(jù)融合算法可行,降低了解算誤差,滿足對(duì)測試裝置姿態(tài)數(shù)據(jù)采集分析的需求,為后續(xù)研究沖擊波在受限空間的傳播規(guī)律提供了依據(jù)。 

【文章來源】：兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2020,41(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

坐標(biāo)系

圖3中的(a)圖和(b)圖分別是裝置在靜止?fàn)顟B(tài)下的0°位置和45°位置提取出的俯仰角的測量結(jié)果，其中，曲線1為角度裝置測量值;曲線2為系統(tǒng)測量值;曲線3為卡爾曼濾波結(jié)果。表1和表2分別為測試儀在靜止?fàn)顟B(tài)下0°和45°各抽取的5個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，將角度測量裝置所測到的值視為真實(shí)值，分別與系統(tǒng)測量結(jié)果和卡爾曼濾波結(jié)果進(jìn)行比較，得出最大誤差。如表1所示，在0°位置，可以看出系統(tǒng)測量與角度裝置測量誤差最大達(dá)±0.35°，經(jīng)過卡爾曼濾波后，二者之間最大誤差降低為±0.183°，可見精度得到了一定的提升;如表2所示，在45°位置，通過卡爾曼濾波，最大誤差由0.43°降為0.21°，同樣提升了測量精度。圖4是裝置在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下測得的俯仰角，其中，曲線1為角度裝置測量值;曲線2為系統(tǒng)測量值;曲線3為卡爾曼濾波結(jié)果。表3為測試儀在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下抽取的5個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。在運(yùn)動(dòng)過程中可能會(huì)有部分抖動(dòng)，但對(duì)數(shù)據(jù)的精確分析幾乎沒有影響。從表3中可以看出，系統(tǒng)測量最大偏差在0.77°，經(jīng)過濾波處理后，最大偏差在0.46°，精度得到了較大的提高。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3046393