基于视觉的电子激光经纬仪空间点自动瞄准方法

为提高电子经纬仪系统的工作效率,将图像处理技术与传统测量方法相结合,提出了基于插值算法的自动电子激光经纬仪空间点坐标测量方法.首先介绍了系统结构,接着说明了外置摄像系统在近距离长焦模式下实现光学放大,利用质心算法得到亚像素级别的目标定位精度的方法;然后利用电子激光经纬仪扫描线模型,通过离散点插值方法得到概率瞄准状态下经...     

陀螺经纬仪全自动化关键技术的研究

基于传统悬挂式机械转子陀螺仪,探索了实现陀螺经纬仪全自动化与智能化的关键技术.设计了陀螺经纬仪数字化采集子系统、电子罗盘自动粗寻北子系统、陀螺灵敏部自动升降子系统以及基于MSP430与CPLD的智能控制系统.各子系统通过总控制系统协调工作,实现了陀螺经纬仪寻北的全自动运行.大量寻北实验表明:该系统有效可靠,陀螺运行平稳,重复测量精度达到了8"以内.该寻北系统大大降低了陀螺仪寻北的操作难度,有效地提高了寻北效率和测量精度,为实现陀螺经纬仪全自动化和智能化奠定了基础.     

车载光电经纬仪不落地测量的实时误差修正方法

车载光电经纬仪是广泛应用于军事和航天领域的高机动性光学精密测量仪器,为保证精度,在使用过程中往往需要与地基环连接,将经纬仪固定到指定的地基上;为充分发挥车载光电经纬仪机动灵活的特点,摆脱地域的限制,文章对车载光电经纬仪不落地测量的误差修正方法进行了系统的研究;借助一种基于双光栅干涉产生莫尔条纹测量扭转角的高精度光学测角方法,通过对某型号车载光电经纬仪在不接地基环情况下的测量实验与数据分析,建立起一套完善的实时误差修正方法,并通过恒星标定验证了该方法的正确性与有效性,并对修正前后的测量精度进行比较;实验结果表明,该方法将某型号车载光电经纬仪在不落地情况下的测量精度从原来的70 arc sec左右提高到10 arc sec以内,在保证精度的前提下,实现了车载光电经纬仪的不落地测量.     

基于查找表的车载经纬仪测角误差修正技术

车载平台的变形对光电经纬仪测角精度将产生一定的影响,使车载经纬仪难以达到高精度测量的目的;为了提高车载经纬仪静态测角精度,提出了基于查找表的静态测角误差事后补偿技术;首先,推导出车载经纬仪的静态测角误差修正模型。然后,利用安放在经纬仪垂直轴上的倾角传感器采集车载平台变形特征值;最后,构建映射函数,建立输入值和输出值之间的查找关系,即高精度的查找表;实验数据分析结果表明:该方法能有效补偿因为车载平台变形而带来的静态测角误差,使方位测角精度提高46″,高低测角精度提高20″;为实现车载经纬仪高精度测量提供了理论依据和技术支持。     

一种钢轨动态轮廓数据校准方法研究

为减轻轨检车振动对车载视觉测量系统动态测量钢轨轮廓的不利影响,提出一种基于轮廓曲线特征点和最近点迭代算法ICP(Iterative Closest Point)的数据校准方法。通过识别动态轮廓曲线的特征点,完成数据初步校准,然后利用ICP算法确定初步校准数据与标准数据之间的变换矩阵,实现动态数据最终校准。最后通过实验模拟了振动对测量的影响。实验结果表明：在垂磨和侧磨测量点处,校准后数据与标准数据偏差值的标准差分别为0.088 mm、0.085 mm,取置信水平为0.99时,校正精度分别为±0.227 mm、±0.219 mm,该方法有较好的精度,可应用于工程测量。     

一种多台交会测量数据的实时融合处理方法

为了进一步提高光电经纬仪伺服引导的精度,提出了一种多台经纬仪交会测量数据实时融合处理方法。该方法充分利用各测站的测量信息,通过自动优选交会方法、最小二乘数据融合算法以及外推引导函数的生成等实时数据融合算法计算得到经纬仪引导数据。结果表明,该方法大大提高了光电经纬仪的伺服引导精度。     

光电经纬仪站址与测角测距误差校准

光电经纬仪校准是实现目标精确测量的关键,在设备经过一段时间的使用或移站后均需进行校准.针对近期一次光电经纬仪校准工作中,以设备旋转中心测量值作为站址坐标真值进行其他参数校准时产生了无规律且较大测角偏差的问题,提出一种基于地面控制的光电经纬仪站址与测角测距误差校准方法.相比其他类似校准方法,该方法将站址坐标、测角误差和测距误差均作为未知量进行校准模型构建,通过平差计算,得到一组最优的校准数据作为光电经纬仪测量的基准.经试验验证,该方法有效提高了光电经纬仪测量精度和可靠性,同时校准结果可直接用于光电经纬仪数据处理软件,保证光电经纬仪测量处理的规范化.     

基于CDC技术的电容式水平位移传感器

对矿井井壁变形引起的水平位移进行测量,采用基于电容数字转换器(CDC)技术的芯片AD7745进行电容测量,设计了能够对水平位移进行非接触测量的电容式传感器和测量电极的结构,硬件上采用外壳屏蔽等措施提高抗干扰能力,软件上通过对AD7745内部可编程寄存器的合理设置实现高精度测量.实验结果表明:该传感器在量程为±10 mm时,可达到0.1 mm的测量精度.     

基于惯性/地磁组合技术的全自动陀螺经纬仪的研制

陀螺经纬仪寻北自动化的研究是目前国内的热点问题。以JT-15陀螺仪为样机,探索了实现陀螺经纬仪智能化及全自动化的关键技术。设计了陀螺经纬仪数字化测量子系统、电子罗盘自动初寻北子系统、陀螺灵敏部自动升降子系统和基于DSP及CPLD的控制子系统。各子系统通过总体软件系统控制,协调工作,实现了陀螺经纬仪寻北的全自动运行。在实验室环境下进行的寻北实验表明,仪器寻北测量时间为11 min时,寻北精度优于8″;测量时间为4 min时,寻北精度优于20″。该全自动寻北系统大大降低了机械陀螺寻北的操作难度,有效的提高了寻北效率,为我国机械陀螺寻北技术的提升做出了自己的贡献。     

多传感器经纬仪不平行度误差修正方法研究

针对靶场光电经纬仪多传感器不平行度误差传统修正方法参数测量困难、局限性大、修正效果差等问题,利用脱靶量角度合成原理,提出了一种基于坐标变换的不平行度误差修正方法。经实验证明:该修正方法可将经纬仪非主测量系统的测角精度提高到5″以内,且算法简单、通用性强,满足靶场多传感器装备高精度测量和数据处理的要求,推广应用价值大。     

双目视觉测量系统摄像机外部参数标定研究

针对双目立体视觉测量系统中摄像机标定问题,讨论了基于标准长度的外部参数标定方法,选定了摄像机透视投影模型,采用双摄像机同时对放置于视场内的十字靶标拍摄多幅图像,得出了基于LabVIEW开发的摄像机标定方法.该方法利用了LabVIEW的开发环境,使用了数学工具包,将遗传算法与LM算法相结合,优化迭代获得摄像机外部参数,运算速度和精度大大提高.开发的模块可用于基于LabVIEW开发的工程软件进行高精度尺寸现场测量.在双目立体视觉测量系统标定结果基础上对标准靶进行测量,测量结果标准差达到0.1.     

基于遗传算法的多台光电经纬仪优化布站研究

利用部署于不同地点的多台光电经纬仪对飞行目标进行交会测量,可以确定被测目标的空间位置.为提高对被测目标的定位精度,提出了一种基于遗传算法的多台光电经纬仪优化布站方法.首先建立了光电经纬仪交会测量定位优化布站数学模型,然后针对该优化问题对遗传算法进行了设计,最后运用该算法对三台光电经纬仪布站几何进行了优化布站仿真计算,得到了三台光电经纬仪经布站优化后的站点坐标,且仿真结果表明该方法能够明显提高对被测目标的定位精度.     

动态优化不等精度经纬仪交会方法

在多台不等精度经纬仪交会测量系统中,为提高数据的可靠性和精度,根据异面交会原理,提出空间定位精度及其误差的模型;提出采用定常异动算子算法和普通加权平均法相结合的处理方法;对该算法进行数学仿真,计算分别使用定常异动算子和普通加权平均法的交会角区间,并在实际任务中加以应用。试验结果表明,采用合理的算法对多台不等精度经纬仪进行交会测量,增加了测量基线数量从而提高了整体数据的稳定性,同时提高了测量精度。     

光电经纬仪组网实时定位算法及性能分析

在研究多部光电经纬仪组网测量目标三维空间坐标算法的基础上,给出了一种利用正交矢量算法进行目标实时定位的方法,推导出定位精度公式,并验证其性能.运用蒙特卡洛实验方法对三种定位算法在三台光电经纬仪不同测量误差、不同站址坐标和目标不同轨迹条件下,进行定位精度仿真,得出其误差分布曲线,最后计算出三种定位算法在不同基站数目下的执行效率.仿真和计算结果表明,算法可以有效地提高光电经纬仪组网测量的定位精度,并且具有实时性强、精度整体稳定等优点,能够满足光电组网跟踪测量系统对运动目标高精实时定位的要求.     

移动台混合定位方法的研究

移动通信系统中,针对移动台的定位精度问题,提出基于A-GPS的混合定位方法.当GPS无法独立完成定位需求时,则切换至基于移动台的定位方法完成定位服务.在基于移动台的定位算法上,采用到达时间差(TDOA)的方法,并通过最小二乘法降低由非视距传播带来的误差影响,提高TDOA的定位精度.经过计算机的仿真试验,证实此算法在一定噪声环境中能够达到克拉美罗下限,并且优于其它同类算法,取得了较好的定位效果:适用范围广,定位速度快、精度高,完全可以满足定位服务的要求.     

基于聚类分析的精密零件测量方法

针对目前大型精密零件自动化测量和自动化装配的迫切需求,提出一种精密零件轮廓自动化测量方法;首先利用激光跟踪仪建立全局坐标系,基于世界统一法对多个相机坐标系进行全局标定;采用像素点聚类的方式、漫水填充法等图像处理方法对存在重影以及环境光的激光光条中心进行精确提取,利用统计滤波方法对三维数据点云进行杂点的去除,结合粗匹配和精细匹配方法对多组相机下的激光光条进行三维空间点云融合,移动产品,对精密零件进行全产品扫描,最后,借助于射线法对精密零件轮廓进行超差预警;实验表明,该方法对大型零部件产品的测量误差标准差为0.25 mm,15 min可以完成20 m长的大型零部件产品的测量与分析,足够满足现有大型精密复杂产品的装配需求,突破了现有技术瓶颈,可以对精密零件轮廓进行快速精确三维重构,并且可以计算精密零件产品的结构化参数。     

基于广义互相关算法的时延估计

在无线电定位技术中,AOA、TOA、TDOA是目前最有发展潜力的蜂窝系统移动台定位技术。定位中对时间差估计的精度要求非常高,测量精度越高,由其引入的定位误差就会越小。传统的广义互相关算法在实际的噪声环境中产生的时延估计误差较高。在此基础上,对时延估计采用了基于周期互谱密度和互功率谱的广义互相关算法进行研究,改进了传统的广义互相关算法。仿真结果表明改进的时延估计算法在恶劣信道环境影响下表现出了相对较好的鲁棒性。     

带二次约束的容积卡尔曼目标跟踪算法

为了提高对带约束目标的跟踪精度,提出了一种带二次约束的容积卡尔曼目标跟踪算法。使用容积卡尔曼滤波得到当前时刻后验估计,通过将系统二次约束作为测量方程引入系统,对后验估计进行修正,最后采用仿真实验对算法性能进行测试。实验结果表明,相对于传统的约束卡尔曼滤波算法,在同等条件下,该算法提高了目标跟踪精度,并且稳定性更强。     

基于DTOA的无线定位算法研究及精度分析

为了适应城市现代化的进程，我国将引进以色列Ituran双向通信定位无线测控网系统；论文简单介绍了该系统的定位原理，探索性地给出了基于到达时间差（DTOA）的无线定位算法，并详细地分析了时间测量误差、基站覆盖半径、移动台位置等因素对系统定位精度的影响；将算法所达到的定位精度与Ituran系统要求的精度相比较，证明效果较好。     

基于BRISK特征的动态背景下运动目标检测

针对动态背景下运动目标检测过程中对检测算法实时性和鲁棒性的要求,提出了一种基于二进制鲁棒不变尺度特征(BRISK)的运动目标检测算法.通过改进的BRISK算法检测特征点;为了保证匹配精度和速度,采用K最近邻(KNN)算法进行特征点匹配;运用基于随机抽样一致性(RANSAC)的全局运动参数估计法获取最优全局运动参数;采用帧间差分法进行运动目标检测.实验结果表明:改进的BRISK算法减少了49.8％的特征点数目,KNN算法去除了85.9％的特征点对;在各种场景下能够准确地检测出运动目标,与以往算法相比检测效果较好.