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美國(guó)Fairchild仙童導(dǎo)航傳感器
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用于越來(lái)越多的領(lǐng)域。與此同時(shí)，導(dǎo)航傳感器需要具有著高精度、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本等特點(diǎn)。美國(guó)仙童設(shè)計(jì)了一個(gè)能夠同時(shí)輸出方向信息和位置信息的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的仿生導(dǎo)航傳感器。此傳感器通過(guò)天空偏振光信息得到方向信息，通過(guò)GPS接收器得到位置信息。

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生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)某些昆蟲，如沙蟻、蜜蜂等能夠利用天空偏振光進(jìn)行導(dǎo)航，并且給出了這些昆蟲復(fù)眼導(dǎo)航的生物結(jié)構(gòu)原理。本文在前人的工作基礎(chǔ)上，對(duì)已有的仿生偏振光傳感器樣機(jī)進(jìn)行改進(jìn)和完善，設(shè)計(jì)了仿生偏振光導(dǎo)航傳感器。然后，采用小波去噪方法對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，用zui小二乘法和zui小二乘向量機(jī)法補(bǔ)償了傳感器固有誤差，經(jīng)過(guò)濾波和誤差補(bǔ)償后，傳感器精度明顯提高。室外進(jìn)行的傳感器測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明傳感器輸出穩(wěn)定、*累積，可以進(jìn)一步應(yīng)用于導(dǎo)航系統(tǒng)中。本文主要內(nèi)容如下（1）分析了天空偏振光分布模式和沙蟻導(dǎo)航的原理，給出傳感器導(dǎo)航原理。通過(guò)圖片和公式，說(shuō)明了在原仿生偏振光傳感器樣機(jī)導(dǎo)航角計(jì)算方法上的改進(jìn)。（2）介紹傳感器電路部分硬件和軟件實(shí)現(xiàn)方法，共分為五個(gè)模塊：電源管理模塊、偏振光檢測(cè)及AD轉(zhuǎn)換模塊、GPS信號(hào)接收模塊、系統(tǒng)控制計(jì)算模塊和網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊。重點(diǎn)說(shuō)明在傳感器樣機(jī)基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)的電源管理模塊和GPS信號(hào)接收模塊。（3）采用搭建的傳感測(cè)試平臺(tái)測(cè)試傳感器誤差，然后說(shuō)明了小波去噪過(guò)程和傳感器誤差補(bǔ)償過(guò)程，并給出傳感器室內(nèi)補(bǔ)償后的精度。（4）分析了天空偏振光偏振度變化對(duì)傳感器測(cè)量精度的影響，在室外測(cè)試了傳感器輸出導(dǎo)航角的誤差。針對(duì)研制仿生導(dǎo)航微傳感器的需要，設(shè)計(jì)并且搭建了偏振導(dǎo)航傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。分析了仿生?dǎo)航傳感器工作的原理，構(gòu)建了傳感器模型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和光學(xué)標(biāo)定裝置。利用光學(xué)標(biāo)定裝置對(duì)導(dǎo)航傳感器進(jìn)行了暗場(chǎng)標(biāo)定、均勻非偏振光標(biāo)定。進(jìn)行了導(dǎo)航定位角度輸出實(shí)驗(yàn)，獲得了導(dǎo)航傳感器三個(gè)偏振方向分析器標(biāo)準(zhǔn)化輸出曲線。測(cè)試結(jié)果表明這種新型傳感器的設(shè)計(jì)是合理有效的。

美國(guó)Fairchild仙童導(dǎo)航傳感器
組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的多種導(dǎo)航傳感器為整個(gè)系統(tǒng)性能的提高，提供了多余度，高可靠性的導(dǎo)航信息源。多種信息的融合對(duì)組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)的硬件、軟件接口界面，以及導(dǎo)航信息的顯示與告譬方式都提出了新的要求。