四路激光跟踪三维坐标测量系统最佳布局

四路激光跟踪三维坐标测量系统的测量精度在很大程度上取决于四路干涉仪的布局。系统地研究了四路激光跟踪三维坐标测量系统的布局优化问题,以被测点的位置几何精度衰减因子(PDOP)最小为目标进行优化,得到了三种系统最佳测量布局。考虑到系统自标定对布局的要求以及目标靶镜接收角范围的限制,得到了一种具有实用价值的系统最佳布局。     

基于激光多边法的坐标测量系统布局优化

基于激光多边法的坐标测量系统可实现无目标点自标定,其测量精度受到自标定精度的影响。而系统的布局方式是自标定精度主要影响因素之一。通过对无目标点自标定模型误差传递规律的理论分析,对系统的布局方式进行优化,优化结果为直角三棱锥布局。仿真结果表明,直角三棱锥布局提高了自标定精度,从而保证了系统的测量精度。     

基于激光多边法的坐标测量系统最佳布局

基于激光多边法的坐标测量系统的测量精度受到其布局方式的影响。前期研究中通过对无目标点自标定模型误差传递规律的理论分析,将系统的布局方式优化为直角三棱锥布局。在此基础上,通过对线性化后的系统测量模型进行误差分析,发现当该测量模型系数矩阵的条件数取得最小值时,得到系统的最佳布局方式为直角正三棱锥布局。仿真结果表明,直角正三棱锥布局可有效保证系统的测量精度。     

激光跟踪多站分时测量基站布局研究

利用激光跟踪仪并采用多站分时测量方法检测机床精度时,为了减小激光跟踪仪所在基站位置分布对测量结果的影响,对基站布局优化开展研究。分析了激光跟踪多站分时测量中基站分布位置对基站标定精度的影响。引入全球定位系统(GPS)测量中的位置精度衰减因子(PDOP)作为评价基站分布位置是否合理的指标,并构建了基站布局优化函数。在此基础上,针对测量时机床的三种不同运动区域(1D直线、2D平面、3D空间),依据建立的基站分布优化函数对最优基站位置进行确定,并分析了空间不同位置处PDOP的变化规律,为现场测量基站位置的合理分布提供了参考依据。     

基于工业机器人白车身柔性坐标测量系统研究

针对汽车白车身柔性在线测量的应用,设计了基于工业机器人柔性坐标测量系统。对系统的工作过程进行了详细描述,对标定原理和现场标定技术进行了研究。实验表明,该系统的测量精度一般,但重复测量精度较高,可达到±0.3 MM,能够满足在线监控白车身加工的尺寸变化的精度要求;该系统成本低、测量无死角、柔性好以及标定方法简单,能适应生产线多车型检测的需要。     

结构光测量系统的标定方法综述

结构光测量技术具有无接触、测量速度快、测量精度较高且成本较低等优点而被广泛应用到各个领域。结构光测量系统的精度取决于系统标定精度。综述了结构光测量系统的现有标定方法,即基于矩阵变换的摄影测量法、基于几何关系的三角测量法和多项式拟合法。摄影测量法可以进一步分为伪相机法、逆向相机法和光平面法。从误差扩散、对投影仪标定的依赖性、精密辅助标定装置、操作复杂度等方面对上述标定方法进行了对比。指出标定方法的研究趋势是从实验室方法向现场标定技术的转变,要求标定装置简单、标定过程便捷、标定时间快速且精度高。     

高精度测量的相机标定

在高精度尺寸测量系统中,采用传统短焦距定焦光学方法时径向畸变较大,影响测量精度.为提高测量的精度,根据摄像机针孔成像的线性模型和镜头的非线性模型,建立摄像机定焦镜头的对焦数学模型,提出了采用交比不变的标定方法.研究了物体远近的小范围变化对测量结果准确度的影响,修正了标定的像素当量;分析了镜头的几何投影变换关系,标定了镜...     

非共轴激光雷达消光反演中参考高度的标定

非共轴激光雷达的几何重叠因子对系统性能具有重要的影响,其直接决定激光雷达探测中消光系数反演的精度。文中提出了系统装配完成后标定激光雷达几何重叠因子的方法。首先,利用最小二乘法以及二次曲线拟合,得到一种确定Klett反演算法中参考高度的方法;其次,通过拟合还原近场回波信号,并利用雷达原始回波信号与拟合信号之比,得到系统的几何重叠因子;然后,再利用所得几何重叠因子对近场回波进行修正并作全程范围信号的拟合,确定消光系数边界值,以此作为Klett算法的参考高度;最后,利用2012年初春激光雷达资料对大气消光系数进行反演计算,证明该标定方法简单可行,能对激光雷达进行室内标定、降低对系统参数的要求,理论计算误差小。     

基于姿态角传感器与旋转测距仪的坐标测量

利用姿态角传感器、角度编码器结合激光测距传感器,与全站仪构成非接触的组合测量系统,实现大尺度空间中隐藏区域的空间坐标测量。建立了测量系统的数学模型,设计标定靶并对系统进行了标定。针对测量系统,提出一种根据控制点在空间的分布确定权值的加权最小二乘的标定方法。以全站仪直接测量和组合系统测量两种测量方式,对同一空间点进行坐标测量,通过测量对比来验证组合系统的测量精度。实验结果表明:该测量系统可以使得组合测量的量程扩大并保持较高的空间坐标测量精度,采用加权最小二乘算法进行标定的结果使测量误差更小。     

GPS系统解的误差因素探究

由GPS卫星导航系统确定的位置与时间解的精度最终可表示为三维位置几何精度因子和站星伪距的测量误差因子之积。几何因子表示卫星与用户的相对几何布局对GPS系统解的误差的复合影响。一般地,将它称作卫星/用户几何布局相关的三维位置几何精度因子(DOP)。文章详细论述了影响GPS卫星导航定位的各种误差和几何精度因子的数学推导,揭示了GPS系统解的误差因素。     

基于球心拟合的多边激光跟踪系统自标定方法

随着大尺寸工件和设备的制造加工以及装配的精度要求提高,对工件加工装配过程进行测量的测量系统精度要求也有所提高。多边法激光跟踪三维坐标测量系统只利用距离测量数据解算空间点坐标,能够避免激光跟踪仪角度测量带来的误差。文中提出了一种通过在跟踪仪测头挂载夹具进行球心拟合来获取跟踪仪测量原点的方式进行系统自标定,并辅以移站的方式,可使用两台激光跟踪仪构建四站多边法激光跟踪三维坐标测量系统。另外,文中还尝试了三站系统的构建。实验证明,四站系统将对标称长度1000.943 mm位于约20 m处的标准尺长度测量误差由最大110 μm减小至28 μm,三站系统将对标称长度969.045 mm位于约7.5 m处的标准尺长度的测量误差由最大67 μm减小至21 μm,相较于单台跟踪仪提高了精度,相较于传统多边系统降低了测站数量和成本,能够在工业现场实现高精度三维坐标测量。     

圆光栅测角传感器在线自校准系统研制与实验

为了解决测角系统在实际应用中的在线校准问题,设计了一种圆光栅测角传感器在线自校准系统。基于圆封闭原则和傅里叶级数的性质,建立了测量值与单读数头误差之间的关系,实现单读数头自校准。该自校准系统由读数头、玻璃圆光栅、单轴转台和多通道采集控制系统组成。实验结果表明,测角传感器自校准系统的单读数头测量精度为5.90,接近于借助外部参考标准的谐波补偿方法后的精度,系统测量重复性小于0.76。自校准测量系统可实现圆光栅测角传感器在线校准的同时,满足了精密测量领域对精度和可靠性的要求。     

编码标尺成像系统的在线自标定方法研究

通过对图像瞄准系统中的畸变分析,提出以激光长度测量值作为长度基准的成像系统在线自标定方法.该方法以被测标尺上的线纹为标定测量对象,分别获得多组标尺分划线纹边缘在图像中的位置和相应的激光长度测量值,建立二者的数学模型,根据所建模型对瞄准系统中图像畸变误差进行校正.实验结果表明,对实验图像的校正可使一维畸变误差约减小为校正前的15%,能有效提高测量精度,且测量校正过程不需要辅助设备和标准标定样板,算法简单,易于实现.     

双通道光纤位移传感器实时测量系统

对双通道光强反射式光纤位移传感器测量系统进行了优化设计。测量结果表明,新构成的装置重复性达到０．６％,最小分辨率小于１．０μｍ,测量范围２．０ｍｍ。测量系统采用８位单片机处理数据,用三次插值多项式校正传感器输出信号的非线性,获得良好效果,以数字方式显示位移的测量结果,系统充分利用传感器输出特性无“光峰”现象的特点,信号处理过程快捷,此系统对变化不太快的位移可进行实时测量。     

光学检测系统的优化和评估的新方法

PCB厂商使用自动光学检测仪的目的是为了检测到重要的缺陷,而对于一些特殊设计和装饰性设计则不需要检测。如果要达到这一效果,就必须适当调整系统的检测参数。提供一种衡量AOI侦测性能的新颖方法。此种方法可以尽可能的减少漏测或误报产生的几率,通过考量漏测与误报的各自的成本,客户可据此结果来决定特定的机器的配备。关于自动检测设备选型机制示意图和方法,相关的实用工具及生产领域的简易实施方法也作了说明。     

36通道可扩展自校准声呐数据采集系统设计

介绍了一种多通道可扩展,自动校准“零偏”的声呐数据采集系统,该系统适用于多通道水下声呐信号采集处理,通道数设定为36通道,可扩展至48通道;可对动态“零偏”进行采集、处理,以实现采集系统的自校准功能。     

基于TLC4502和MAX111的数据采集系统自校准技术

介绍了数据采集系统中的自校准技术 ,并以TLC4502和MAX111为例介绍了自校准功能模块中运算放大器和A/D转换器的工作原理及使用方法 ,最后给出了相应的应用实例。     

自校准法测量波片相位延迟

在旋转补偿器椭偏仪(RCE)的基础上,提出了一种自校准的波片相位延迟测量方法。该方法将补偿器的相位延迟作为未知参数,根据Mueller矩阵理论建立了4个非线性方程,求解得到待测波片的相位延迟;实现了补偿器相位延迟的自校准,消除了其定标不准确带来的系统误差,尤其适用于多个波长的波片延迟测量。在此基础上建立了一套波片延迟测量系统,并分析和模拟了各种主要的误差源对系统测量精度的影响。结果表明,对于任意延迟的波片,测量系统最大的系统误差和随机误差分别为0.036°和0.040°。此外,使用该方法分别测量了λ/4波片、λ/2波片、127°波片和空气(不放入任何样品)在波长517.3、525.0、532.4nm处的相位延迟以评估测量系统的性能,其中空气的相位延迟代表测量系统的测量精度,与模拟结果基本一致。     

Speed-sensorless induction Machine control for zero speed and frequency

A recently introduced speed-sensorless controller structure for tracking the rotor-flux orientation of an induction motor was implemented in a laboratory setup. The controller is based on superimposing a low-frequency ac test signal on the stator current of the motor. The response in the stator voltage to the signal depends on the orientation of the signal relative to that of the rotor flux. The dependency is due to the reaction of the mechanical system, and it is used to control the orientation error to zero. In the experiments, the controller operated successfully under nominal torque both at zero speed and at zero frequency. Slow and fast speed reversals under nominal torque were also successful. In addition, the system was capable of withstanding both motoring and generating load torque steps up to 50% of nominal torque.