导读:本文包含了偏振光传感器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:偏振光传感器,全姿态角,小型无人机,叁维空间
偏振光传感器论文文献综述
金仁成,孙加亮,谢林达,蔚彦昭,褚金奎[1]（2018）在《基于偏振光传感器的全姿态角解算方法研究》一文中研究指出针对小型无人机叁维空间内姿态解算的问题,提出了一种仅利用偏振光传感器进行全姿态角的解算方法。利用偏振光传感器测量的偏振方位角,及通过观测位置和观测时间计算得到的太阳方位角,可以求得当前的航向角。利用太阳矢量在导航坐标系和载体坐标系中的投影,通过解算姿态方程解算出当前的俯仰角与横滚角,实现全姿态角的解算。通过仿真实验证明了该方法的有效性,解算出的姿态角误差在1°以内,能够有效地满足小型无人机的需求,为无人机导航提供一种全新的导航方法。(本文来源于《单片机与嵌入式系统应用》期刊2018年06期）
王增圻[2]（2017）在《基于偏振光的仿生导航传感器设计与实现》一文中研究指出随着科技的进步,与人类生存和生产息息相关的导航技术得到了不断的发展,各种导航定位技术被广泛应用到交通、测绘、航天、航空等领域。然而从某一种导航定位技术来看,都存在着一定的缺陷,如惯性导航系统的误差积累,卫星导航系统对卫星的过度依赖,无线电导航系统易受干扰等,因此新型偏振光导航传感器的研制对改善现代导航技术尤为重要。针对现有的偏振光传感器存在滤光效果不理想、线偏振光获取不纯净、偏振光光强较弱等缺点,本文从天空散射光偏振特性基理入手,结合沙蚁复眼的偏振光感光机理,在对硬件加工及系统软件设计的基础上,实现了一种改进的双通道偏振光导航传感器。具体的研究内容如下:1、分析和归纳常用导航技术的优势和不足,对偏振光导航的研究成果进行概述,分析沙蚁利用大气偏振光进行导航定位的工作原理,研究天空中主要的散射现象、不同天气条件对天空偏振光的影响等理论。2、提出传感器整机的设计方案,从偏振光检测模块、信息采集及控制处理模块、通信模块等模块入手,实现传感器的功能设计。偏振光检测模块选用侧向位移偏振分光棱镜,一路光路通道中可产生两束平行的偏振光,减少了光学器件的使用,实现了传感器的微型化和低成本;根据光学器件的中心波长、有效焦距、后焦距等指标,选择合适的滤光片、双凸透镜、光阑,优化光路中的器件位置,保证光电二极管接收到足够光强的偏振光,提高采集数据的精度;优化电路板布局,实现信号放大、A/D转换以及控制器等电子器件集成的目的,减少信号传输受到干扰。3、本传感器的软件设计主要包括单片机初始化、信号采集处理、通信叁部分,应用C语言对软件程序进行编写,采用Keil MDK集成开发环境进行设计。4、对各模块进行试验调试后,完成偏振光传感器的整体装配;搭建性能测试平台,对传感器整机进行实地测试,验证偏振光传感器的性能,分析测试数据,并对误差进行分析与补偿。经过室外测试验证,本文设计的双通道偏振光传感器结构设计合理,性能稳定,精度较高,能满足进一步的研究需要,对仿生偏振光导航技术应用具有一定的推动作用。(本文来源于《曲阜师范大学》期刊2017-03-13）
褚金奎,张然,王志文,王寅龙[3]（2016）在《仿生偏振光导航传感器研究进展》一文中研究指出生物学家研究发现,经过35亿年的进化,多种昆虫都进化出了感知天空偏振光方位角并将其用于导航的奇异能力,以帮助其完成觅食、归巢及迁徙等行为.受到昆虫奇特偏振光导航能力的启发,基于天空偏振光的天文导航技术已成为仿生导航技术领域的研究热点,研究人员已开发出多种模仿生物偏振导航结构和机理的偏振导航传感器,并且该类传感器正朝着微型化及集成化方向发展.已取得的研究成果表明该导航手段具有完全自主、误差不随时间累积和实时性好等优点,可为交通运输、科学研究及资源勘测等社会各领域提供一种行之有效的导航手段.(本文来源于《科学通报》期刊2016年23期）
王璐,王寅龙,王志文,褚金奎[4]（2016）在《基于集成光电探测器的仿生偏振光导航传感器》一文中研究指出根据沙漠蚂蚁(Cataglyphis)导航机制设计了一个体积小、集成度高的偏振光导航传感器。传感器采用一个具有多方向偏振检测功能的集成光电探测器采集光信号,减小分立元件带来的安装误差。设计了以MSP430为核心的硬件电路来对电信号进行控制处理,采用分段导航算法计算导航角,提高传感器分辨率;设计了实时信息显示界面,便于实时对传感器进行监测。在室内对传感器进行了性能测试,对实验数据进行处理后得到的导航精度在±0.1°以内。实验证明:该传感器精度较高且性能稳定,有着良好的发展应用前景。(本文来源于《传感器与微系统》期刊2016年01期）
刘硕[5]（2015）在《用于移动式机器人导航的仿生偏振光导航传感器》一文中研究指出本文在简要概述了偏振光现象原理,以及昆虫偏振光导航原理的基础上,介绍了叁种国外现有的偏振光导航传感器及组合导航系统,这些设备目前都可有效应用于移动式机器人导航,为偏振光导航技术更广泛地应用于人类导航提供了一定的参考,在本文的最后,提出了偏振光导航技术未来发展趋势。(本文来源于《电子技术与软件工程》期刊2015年19期）
支炜,褚金奎,关乐[6]（2015）在《基于偏振光及红外传感器的辅助定姿方法》一文中研究指出为了满足无人飞行器自主导航需求,提出了一种偏振光及红外传感器辅助惯导定姿方法。该方法选取了姿态四元数和陀螺误差模型构建滤波状态向量,采用偏振光传感器、红外传感器测量的叁维姿态角作为量测向量建立卡尔曼滤波模型;融合后的最优姿态四元数转换为姿态矩阵反馈至惯性导航系统中,修正位置、姿态信息的解算。在分析了捷联惯导力学编排的基础上,参考常见的惯导系统参数进行了动态仿真。结果表明:偏振光、红外传感器可以有效地修正惯导姿态误差,修正后输出精度与偏振光、红外传感器输出精度相当,分别保持在±0.2°和±1°。提出的新型辅助定姿方法为提高惯导系统精度提供了一种新思路,具有广阔的应用前景。(本文来源于《中国惯性技术学报》期刊2015年04期）
张帅[7]（2015）在《基于天空偏振光的仿生定向传感器设计及其导航应用》一文中研究指出自然界中,动物经过亿万年的进化逐渐演化出了各种精巧的自主导航定位机制来适应复杂多变的外界环境,为研究新型导航定位方法提供了很好的借鉴!通过探究和模仿生物的导航定位机理进而研制新型仿生导航传感器对于推动导航定位技术的发展具有十分重要的意义。借鉴物天空偏振光导航机理,本文开展了仿生偏振光传感器设计开发及导航应用方面的研究。本文具体研究内容如下：1)调研沙蚁、蝗虫等生物利用天空偏振光进行导航定位的机理,基于生物偏振光导航机制和国内外已有的天空偏振光信息获取传感器的特点,设计了一款基于天空偏振光的仿生导航传感器。为提高传感器测量精度,通过搭建标准偏振光源对传感器进行标定,包括偏振片极性标定与系统误差补偿,对获取的标定数据采用最小二乘法进行二次多项式拟合,使得传感器系统误差得到一定补偿。2)利用高精度导航系统对传感器进行室外离线标定,求解偏振光传感器输出角度与惯性导航系统输出航向之间的关系,研究偏振光传感器航向获取方法。3)分析影响偏振定向传感器导航稳定性的外部环境因素,提出基于偏振定向传感器、惯性导航传感器数据融合的组合导航方法,实现偏振定向传感器与惯性导航传感器之间优势互补,从而探索出新型偏振导航应用方法。本文开发的偏振光传感器测量精度为±0.3。,工作频率为10hz。与传统点源式和图像式偏振光传感器相比,具有实时性好、鲁棒性高的优点。在导航实验路径约为2公里长的范围内,对开发的偏振定向传感器以及提出的组合导航方法进行导航实验,并将导航结果与高精度差分GPS导航数据相比。基于组合导航系统的最大航迹误差和平均误差均低于基于单独惯性传感器或偏振定向传感器的航迹误差,验证了开发的偏振定向传感器实用性和提出的组合导航定位方法有效性,进一步推动仿生偏振光导航技术应用研究。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2015-05-05）
马春林[8]（2015）在《基于偏振光传感器的四旋翼实验平台设计实现》一文中研究指出本文主要的工作是设计并实现一种基于偏振光传感器导航性能测试的四旋翼实验平台,首先完成了平台的硬件软件搭建和测试,然后搭载偏振光传感器进行了飞行实验,通过对偏振光传感器测量的航向角数据进行分析,进而测试偏振光传感器在实际导航中的性能。本文首先介绍了四旋翼的导航算法。实验平台通过姿态角从地坐标系转换到机体坐标系得到方向余弦矩阵及其微分方程,利用陀螺仪和加速度传感器测量的数据对方向余弦矩阵更新,解算机体姿态角；采用互补滤波算法,处理姿态信息,降低加速度传感器的运动加速度噪声和陀螺仪的漂移误差；根据PID控制算法,设计姿态、高度、航向保持控制回路。实验平台硬件部分采用模块化设计,处理器模块采用ATmega2560芯片；传感器模块包括陀螺仪、加速度传感器、气压高度计、GPS、地磁传感器和偏振光传感器；传输数据模块主要负责机载平台与地面站的实时通信；接口电路模块负责外接设备与处理器通信；电源模块为整个系统供电。实验平台软件部分根据功能不同亦采用模块化设计,主要包括程序初始化模块、传感器数据采集模块和数据传输模块,其中传感器数据采集模块包括偏振光传感器、地磁传感器、陀螺仪、加速度传感器、气压传感器和GPS。在主程序运行时,根据任务要求调用不同模块。在搭建完成整个系统硬件和软件的基础上,对四旋翼实验平台的飞行性能和偏振光传感器的导航性能进行测试。通过观察分析实验数据,可得出以下结论：该实验平台机械结构稳定、可扩展性强、控制响应迅速、飞行稳定,可作为一个较为理想的实验平台；偏振光传感器测量的航向角数据与参照传感器航向角数据进行对比,结果表明偏振光传感器测量精度较高、抗干扰能力较强,在飞行导航中具有很好的应用前景。(本文来源于《大连理工大学》期刊2015-05-01）
王璐[9]（2015）在《基于集成光电探测器的仿生偏振光传感器》一文中研究指出偏振光导航因其无累积误差、自主性强、不易受到外界干扰且系统简单等优点而得到科学工作者们的青睐。科学工作者们对能够利用天空中偏振光分布模式进行导航的昆虫,如沙漠蚂蚁、蜜蜂等进行了研究,并模仿这类昆虫的视觉神经系统搭建了偏振光导航传感器,而微型化、集成化无疑会是未来传感器发展的趋势。MEMS技术的兴起和发展,加速了传感器的这种发展势头。本文在前人的研究成果基础上,模仿沙漠蚂蚁的视觉神经系统设计了新的偏振光导航传感器。本偏振光传感器的硬件系统主要包括偏振光检测模块、控制处理模块以及电源模块,其中,偏振光检测模块结合了利用纳米压印技术、金属蒸镀工艺等制作的集成光电探测器,完成了偏振光检测和光电转换,控制处理模块以MSP430单片机为控制处理核心。设计了偏振光导航程序,实现了采集、处理数据以及与PC机通信的功能。还将本偏振光导航传感器搭载在室内外测试平台上进行了性能测试,传感器室内精度在±0.9°以内,进行了误差补偿后降至±0.15°,室外精度在±1.5°以内。测试结果表明,本文的传感器具有良好的精度、稳定的输出,能够满足导航需求。此外,基于LabVIEW设计了应用于上位机的数据通信界面,该界面能够实时地以数值和波形两种方式显示传感器传输的数据,并且能够显示电子罗盘传感器的传输信息,为下一代组合导航传感器提供了接口。本文设计的传感器具有体积小、功耗低、精度较高、性能稳定、便于小型无人机搭载等优点,并且制造成本低、安装简单,具有很好的市场发展潜力。(本文来源于《大连理工大学》期刊2015-05-01）
李磊磊,刘凯,陈家斌,刘慧亚,杨黎明[10]（2015）在《偏振光传感器与微惯性器件组合导航技术（英文）》一文中研究指出微惯性系统由于成本低,可靠性高,尺寸小等等优点成为目前研究的热点。但是微惯性系统不能提供正确的航向角,所以无法单独完成初始对准。而仿生偏振光传感器通过计算可得到航向角,并且偏振光传感器的误差不发散可以抑制微惯性器件的误差发散,所以把偏振光传感器和微惯性系统进行组合有很多优点。实验结果验证了偏振光导航传感器的数据是不发散的,并根据偏振光导航传感器提供的航向角完成了初始对准。在导航状态中,里程计用来提供水平速度,并通过卡尔曼滤波将偏振光导航传感器、微惯性系统和里程计组合。最后,通过实验验证了该组合导航系统的可行性。(本文来源于《中国惯性技术学报》期刊2015年02期）
偏振光传感器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着科技的进步,与人类生存和生产息息相关的导航技术得到了不断的发展,各种导航定位技术被广泛应用到交通、测绘、航天、航空等领域。然而从某一种导航定位技术来看,都存在着一定的缺陷,如惯性导航系统的误差积累,卫星导航系统对卫星的过度依赖,无线电导航系统易受干扰等,因此新型偏振光导航传感器的研制对改善现代导航技术尤为重要。针对现有的偏振光传感器存在滤光效果不理想、线偏振光获取不纯净、偏振光光强较弱等缺点,本文从天空散射光偏振特性基理入手,结合沙蚁复眼的偏振光感光机理,在对硬件加工及系统软件设计的基础上,实现了一种改进的双通道偏振光导航传感器。具体的研究内容如下:1、分析和归纳常用导航技术的优势和不足,对偏振光导航的研究成果进行概述,分析沙蚁利用大气偏振光进行导航定位的工作原理,研究天空中主要的散射现象、不同天气条件对天空偏振光的影响等理论。2、提出传感器整机的设计方案,从偏振光检测模块、信息采集及控制处理模块、通信模块等模块入手,实现传感器的功能设计。偏振光检测模块选用侧向位移偏振分光棱镜,一路光路通道中可产生两束平行的偏振光,减少了光学器件的使用,实现了传感器的微型化和低成本;根据光学器件的中心波长、有效焦距、后焦距等指标,选择合适的滤光片、双凸透镜、光阑,优化光路中的器件位置,保证光电二极管接收到足够光强的偏振光,提高采集数据的精度;优化电路板布局,实现信号放大、A/D转换以及控制器等电子器件集成的目的,减少信号传输受到干扰。3、本传感器的软件设计主要包括单片机初始化、信号采集处理、通信叁部分,应用C语言对软件程序进行编写,采用Keil MDK集成开发环境进行设计。4、对各模块进行试验调试后,完成偏振光传感器的整体装配;搭建性能测试平台,对传感器整机进行实地测试,验证偏振光传感器的性能,分析测试数据,并对误差进行分析与补偿。经过室外测试验证,本文设计的双通道偏振光传感器结构设计合理,性能稳定,精度较高,能满足进一步的研究需要,对仿生偏振光导航技术应用具有一定的推动作用。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
偏振光传感器论文参考文献
[1].金仁成,孙加亮,谢林达,蔚彦昭,褚金奎.基于偏振光传感器的全姿态角解算方法研究[J].单片机与嵌入式系统应用.2018
[2].王增圻.基于偏振光的仿生导航传感器设计与实现[D].曲阜师范大学.2017
[3].褚金奎,张然,王志文,王寅龙.仿生偏振光导航传感器研究进展[J].科学通报.2016
[4].王璐,王寅龙,王志文,褚金奎.基于集成光电探测器的仿生偏振光导航传感器[J].传感器与微系统.2016
[5].刘硕.用于移动式机器人导航的仿生偏振光导航传感器[J].电子技术与软件工程.2015
[6].支炜,褚金奎,关乐.基于偏振光及红外传感器的辅助定姿方法[J].中国惯性技术学报.2015
[7].张帅.基于天空偏振光的仿生定向传感器设计及其导航应用[D].中国科学技术大学.2015
[8].马春林.基于偏振光传感器的四旋翼实验平台设计实现[D].大连理工大学.2015
[9].王璐.基于集成光电探测器的仿生偏振光传感器[D].大连理工大学.2015
[10].李磊磊,刘凯,陈家斌,刘慧亚,杨黎明.偏振光传感器与微惯性器件组合导航技术（英文）[J].中国惯性技术学报.2015