飞行器姿态参数的光学测量方法及其精度的蒙特卡罗模拟

提出了一种基于光学测量的屏幕光斑成像法的数学模型,用于测量飞行器目标三维姿态参数。首先,用激光跟踪仪对实验场地内的多方位高速摄像机和固定屏幕进行全局标定,并建立各坐标系间的转换关系,然后,通过安装在飞行器表面的激光器合作目标向屏幕上投射激光光斑,利用高速相机拍摄屏幕上随飞行器姿态变化而变化的光斑位置,并对得到的光斑序列图像进行分析以确定飞行器的姿态。通过蒙特卡罗模拟仿真,本文分析了该方法的误差因素并对其精度进行了评估。仿真数据表明,各姿态参数的测量误差基本服从正态分布,在一定转动范围内,其误差值不超过3′。     

一种标定陀螺仪的新方法

给出一种能够模拟陀螺仪实际工作条件的标定方法．将陀螺仪安装在飞行器模型内部，飞行器模型悬挂在2个平行屏幕之间并且在外力的推动下作无规则运动，在飞行器模型上安装2根双向准直激光束，激光束在屏幕上生成4个指示光斑，利用双目视觉测量技术测量指示光斑在三维空间内的坐标，然后借助于欧拉角算法确定飞行器模型的姿态，最后结合陀螺仪的输出信号对陀螺仪进行标定．对飞行器模型姿态的测量误差作了详细的分析，结果显示该方法可以精确测量飞行器模型的姿态．     

基于视觉的远场激光光束质量的检测方法

介绍了一种远场激光光束质量的检测方法,可检测远场激光的光斑位置、光斑大小和光强分布。漫反射特性的靶板在远场接收激光,采用视觉系统以一定角度拍摄靶板图像,采用VC++编制软件对图像进行处理,得出检测参数。给出了系统的组成和图像处理算法,并进行了检测精度测试,光斑位置测量误差小于2 mm。实验结果表明,视觉系统不需要标定,测量方便,可在野外现场检测。     

激光干涉光斑图像恢复方法研究

应用CCD测量激光参数时,干涉噪声会降低测量数据的精度,影响激光参数的准确性。为解决此问题,提出一种激光干涉光斑图像恢复方法：根据光斑空间分布特性,分析图像梯度信息,利用梯度信息将图像划分为若干区域,在各区域中重新分配高斯曲率与高阶微分的权重系数,建立高斯曲率与高阶微分融合去噪模型,去除干涉噪声恢复光斑图像。实验结果表明：该方法能够自适应地、快速地恢复干涉光斑图像,减小束宽测量误差35.6%,提高激光参数测量精度。     

基于波前修正的大尺寸测量图像恢复技术研究

针对现场大尺寸测量难以避免的空气扰动问题,提出了一种采用波前修正的图像恢复方法对经靶镜反射后的畸变激光光斑进行复原,对微米级精密测距、准直的测量结果修正,以提高现场大尺寸测量精度的方法.实验证明:该方法能有效的解决由于大气扰动而产生的图像抖动、变形等问题,从而使测量精度提高,有效测量距离增大.     

基于双目视觉的激光位移传感器标定方法

为了提高激光位移传感器在工业机器人末端坐标系下的标定精度,提出基于双目视觉的激光位移传感器标定方法. 该方法通过双目视觉技术重建激光光束投影在平面上的光斑位置,利用手眼标定参数将光斑位置转换至机器人末端坐标系,同时利用最小二乘方法将光斑拟合成光束直线,获得机器人末端坐标系下的传感器光束方向及零点位置以完成标定. 该方法可同时标定机器人末端上的多个激光位移传感器,无须采用有精度要求的辅助工件标定,具备精度高,鲁棒性强优势. 基于标准球的精度评价实验结果显示,在3倍标准差范围内该方法标定后的激光位移传感器测量精度范围为0.038 6±0.025 8 mm,满足机器人加工要求.     

人眼角膜曲率参数亚像素测量系统的设计

为了提高人眼角膜曲率参数的测量精度,设计了一套角膜测量系统.利用红外光将标准的靶环投影到人眼角膜上,反射后形成带有眼角膜参数特性的虚物,该物再经光学系统成像在CCD图像传感器上.然后通过高速DSP TMS320F2812进行图像二值化处理,最后采用插值方法计算角膜曲率参数.实验用标准角膜模拟眼进行了测试,结果同日本TP...     

单天线GPS/加速度计组合测姿方法研究

为了提高微小型飞行器和导弹等横向尺寸不足以安装多天线GPS的飞行载体的姿态测量精度,研究了利用单天线GPS和加速度计组合进行姿态测量的方法.引入了伪姿态的概念,提出了由伪姿态测量辅助求取载体姿态的具体算法,阐述了单天线GPS和加速度计组合测姿的基本原理.建立了单天线GPS姿态测量的数学模型,给出了其姿态的求解过程,阐明了其物理意义.对单天线GPS测姿系统进行了半实物仿真试验.仿真结果表明:该测姿系统可以实时提供高精度的姿态信息,为单天线GPS/SINS组合导航系统在微小飞行器上的应用奠定了基础.     

激光干涉成像两相流粒径空间分布测量

为了实现两相流粒径空间分布的测量，研究了激光干涉成像测量技术．激光干涉成像测量技术利用片状脉冲激光束照射粒子场，用数码相机拍摄粒子的散射光干涉图像，并从粒子干涉图像中获取粒子空间位置和粒径分布信息．利用激光粒度仪验证激光干涉成像测量技术的粒径测量精度．实验证明，该技术有较高的测量精度．对水喷雾场的不同片状区域进行测量，从而获得两相流的空间粒径分布．结果显示，所测喷雾场平均粒径由中心区域向边缘区域逐渐变小，大粒子基本集中在中心区域，小粒子基本集中在边缘区域．该方法为研究两相流流场特性提供了一种有效的测量手段．     

图像法描述强激光远场空域分布的实验研究

在分析利用光电靶获得的激光光斑图像的基础上,提出采用CCD图像记录和能量值同步采样的测试方法来获得强激光远场的空域分布情况,通过实验对远场激光光斑进行图像拍摄和能量值抽样采集,并对结果进行分析处理,获得了激光束透过大气后的空域分布实际情况.     

三维形状测量方法及发展趋势

随着科学技术和工业生产的迅猛发展,许多领域越来越多地提出了对三给工件尺寸和形状参数测量的要求。在广泛调研的基础上,系统地介绍了目前三维形状测量的主要测量方法,对每种方法在基本原理与主要优缺点及精度进行了分析,阐述了它们的发展现状及应用范围,并对需要干涉研究和发展的领域进行了探讨。     

论油料密度的在线测量

系统论述了现存动态测量密度计所存在的主要问题 :精度低、响应慢、试样大 .提出了一种新的密度测量方法 :相位差测量技术 ,克服了现存密度计存在的问题     

基于光电扫描的工作空间测量定位系统误差分析

为研究工作空间测量定位系统的误差传递特性,建立了单发射站方位角/俯仰角测量模型及双发射站单元坐标测量模型。提出了以扫描角测量误差为基础的精度评价方法,通过分析扫描角与方位角/俯仰角之间的测量误差传递关系优化了激光发射站的几何结构。推导了双发射站单元坐标测量误差传递函数,并通过对坐标测量误差空间分布规律的分析求出了双发射站单元的最佳测量位置。使用两台发射站测量了某大型夹具顶端平台的位移,并通过与激光跟踪仪进行数据对比验证了所得结构。实验结果表明,当扫描角测量误差控制在5″以内时,双发射站系统可在5m×5m×3m的空间内实现优于0.25mm的精度。     

利用光测胶片实现目标三维姿态测量的精度分析

靶场现有光测设备大多通过测量目标方位角、高低角参量,并将测量数据记录在胶片上,通过事后处理,得到目标的外弹道参数.而无法得到反映目标飞行状态的三维姿态参数.本文简要阐述利用光测胶片实现飞行目标三维姿态测量的几种方法,并对其可行性、测量精度进行简单分析.     

网络测量及其关键技术

网络测量对网络研究与发展十分重要。分析了网络的常用方法，论述了网络测量的体系结构和研究现状。同时还指出了端到端时延模型、“噪声”分组过滤、测试点最优选择、业务模型分析和时钟偏移影响的消除等网络测量的关键技术。最后说明网络测量在研究网络行为学、网络管理、网络安全和研究网络的新方法、新技术等方面的应用。     

X频段精密电介质测量系统

本文简要介绍在我们实验室建立的频率在8.2—12.4GHz的精密电介质测量系统,其中较详细论述了设计单模TE_(01n)螺旋腔的原理性问题及结构。该系统可用频率调谐法或长度调谐法来测量。按我们已发表的计算方法,对固体材料测量结果的部分数据和相应的理论误差分析数据,分别用图、表给出,从分析中得出一些对电介质测量有实用价值的结论。 此外,也给出了用频率调谐法测得的螺旋波导在某些典型频率下对TE_(01)模的衰减数据。     

金属精密零件的不接触测量

提出了一种对金属光洁精密零件的厚度和柱、球的直径进行不接触测量的方法。这是用一组固定的麦克尔逊干涉系统和另一组可在精密导轨上移动的麦克尔逊干涉系统组成,利用白光零级干涉条纹不接触定位进行测量。理论分析和实验结果均表明,这种方法可行并有高的测量精度。     

基于固体成像器件的一种激光实时尺寸检测技术

本文在基于PSD的三角法激光测距原理和CCD图像处理技术的基础上,提出了一种遥测宽方法。本文介绍了这种测宽的原理、组成结构、测量过程、性能及误差。     

智能微压膜盒特性自动测试系统的研制

本文简要说明测量膜盒特性的传统方法,阐述了我们研制的智能微压膜盒特性自动测试系统.分析讨论了智能膜盒特性自动测试系统的工作原理和主要性能参数.     

提高CCD测量精度的方法研究

提出一种大幅提高CCD的测量精度的方法。将像素间距为H的CCD器件像素行沿与被测边缘垂直方向成α角度摆放时,单线阵CCD的最大测量误差减小为Hcosα;N个线阵CCD等距错排并以α角度斜放,最大测量误差将减小为(Hcosα)/N;当列间距为h的面阵CCD沿被测对象轴向斜放时,最大测量误差减小为hsinα。分别采用单CCD和双CCD,对直径为5.000、8.000和12.000mm的3个标准杆件的直径进行了测量,结果表明,双CCD斜放可获得更高的测量精度。