应力交变下微型土压力计的标定及应用

为了研究土压力计在不同应力状态下的敏感系数,利用镶嵌有微型土压力计的模型桩,按照两种方式设计应力交变加载模式进行标定:(a)从初始零应力状态分级加载—卸载至零;(b)从初始零应力状态加载到应力最大值,分级卸载—加载,逐渐到零应力状态。研究结果表明:初始应力为零的加载曲线线性较好,敏感系数可用线性函数进行拟合;初始应力不为零的加载曲线线性也较好,敏感系数也可用线性函数进行拟合;而卸载曲线包含显著的非线性和滞后效应,此时敏感系数就不是一个固定值,可采用指数曲线来进行拟合。将获取的标定系数应用于水平受荷模型桩的桩身应力分析中,在加载过程中3.5D~5.5D深处桩身应力一直变大,且变化幅度最大。研究成果可为水利工程中板桩、抗滑桩等水平受荷桩桩身截面尺寸及配筋设计提供参考。     

基于HEIV模型的摄像机一维标定

多摄像机系统广泛应用于文化创意产业,其高精度标定是迫切需要解决的一个关键问题. 新近出现的摄像机一维标定方法能够克服标定物自身遮挡,特别适合标定多摄像机系统. 然而,现有的摄像机一维标定研究主要集中在降低一维标定物的运动约束,而标定精度较低的问题未受到应有的关注. 本文提出一种基于变量含异质噪声 （Heteroscedastic error-in-variables,HEIV）模型的高精度摄像机一维标定方法. 首先,推导出摄像机一维标定的计算模型;其次,利用该计算模型详细分析了一维标定中的噪声,得出摄像机一维标定可以视为一个HEIV问题的结论;最后给出了基于HEIV模型的摄像机一维标定算法. 与现有的算法相比,该方法可以显著改善一维标定的精度,并且受初始值影响小,收敛速度快. 实验结果验证了该方法的正确性和可行性.     

A novel method for camera external parameters online calibration using dotted road line

On board camera is the most important information source for driver assistant application which is based on computer vision. One problem for on board camera is that the external parameters are easy to be changed when moving on the road. Traditional method either calibrates external parameters offline or calibrates external parameters semi-online, which both need human intervention. By observation, it is found that corner connection of dotted road lane can form two groups of parallel lines. Using this geometric characteristics and through theoretical derivation, a novel online camera external parameter calibration method is proposed which focus on the situation when vehicle is moving. The pro of this method is that it maintains relatively high calculation accuracy and more important, it does not require any human intervention in whole calibration process. Experimental and comparison results show that this method is simple and have accurate results which fully meet the requirements of practical application.     

基于自由运动一维标定物的多摄像机参数标定方法与实验

一维标定方法易于实现且标定效率高,为了克服现有一维标定方法的一些不足,本文提出一种用一维标定物标定多摄像机内外参数的方法,首先进行两两标定,在此过程中,假定主点坐标近似已知而仅考虑畸变、焦距、旋转和平移等参数,接着利用基本矩阵及一维标定物上特征点之间的几何约束,估计两摄像机的内外参数,两两标定完成后,采用Dijkstra最短路径法和捆绑调整对多摄像机系统进行全局标定(含主点坐标),仿真和真实实验表明本文的方法是切实有效的.     

改进的多投影仪显示墙几何校正技术

针对传统几何校正的不足,提出一种改进的几何校正的方法,只需少许人工干预就能很高精度的完成几何校正.介绍一种相机自动定位和拍照的方法,避免人工调整相机位置的繁琐工作,实现相机控制的自动化;提出一种基于递归的去除图片公共噪声区域算法,更精确地识别出特征点;通过临近的特征点,使用平行四边形插值算法与最小二乘法曲线拟合算法对被遮挡住的特征点坐标进行估计.实验结果表明,相机控制方法提高了几何校正的自动化程度,去噪算法提高了识别特征点的精度,平行四边形插值算法可以很好地对被遮挡的特征点坐标进行估计.     

结构光视觉引导的焊接机器人系统自标定技术

为实现结构光视觉引导的焊接机器人系统的标定,解决现有标定方法复杂,标定靶标制作要求高等缺点,提出一种基于主动视觉的自标定方法。该标定方法对场景中3个特征点取像,通过精确控制焊接机器人进行5次平移运动,标定摄像机内参数和手眼矩阵旋转部分;通过进行2次带旋转运动,结合激光条在特征点平面的参数方程,标定手眼矩阵平移部分和结构光平面在摄像机坐标系下的平面方程;并针对不同焊枪长度进行修正。在以Denso机器人为主体构建的结构光视觉引导的焊接机器人系统上的测试结果稳定,定位精度可达到±0.93 mm。该标定方法简单,特征选取容易,对焊接机器人系统在实际工业现场的使用有重要意义。     

基于FPGA的多路矿用气体传感器智能调校系统

矿用气体传感器因煤矿安全被大量使用,国家规定必须定期进行调校,目前的传感器调校系统可同时对5-8台传感器进行调校,针对大中型煤矿生产过程中需要调校的矿用气体传感器数量大、调校耗时长的现状,提出了一种基于单片机与现场可编程门阵列（FPGA）的64路气体传感器调校系统,介绍了系统的整体设计并详细阐述了该系统的气路控制模块和传感器输出信号采集模块,使用Verilog语言在QuartusⅡ工具中实现FPGA的逻辑设计、仿真和综合。结果证明：该系统能有效地完成对64路气体传感器同时调校的目的,很大程度节省了人力消耗,提高了调校效率,节约了调校时间。     

基于单轴速率转台的角速度传感器标定方法

针对传统的标定方法标定成本高且对北向基准的要求严格等问题,提出了一种用单轴速率转台作为标定设备的光纤陀螺捷联航姿系统标定方法。对光纤陀螺组合的误差进行建模,将光纤陀螺捷联航姿系统安装于单轴速率转台上,使光纤陀螺捷联航姿系统的3个陀螺轴向分别朝下进行标定实验,由此标定出3只光纤陀螺的零偏、标度因数和安装失准角共12个误差参数。通过对标定精度进行分析,验证了该方法的可行性,其标定成本低且不需要北向基准,具有一定的工程应用价值。     

MEMS气体流量传感器的简易流量测试装置

为了完成所研制的MEMS气体流量传感器样品的流量测试与标定,设计制作了一种由标准流量发生器和传感器信号读出与数据采集电路组成的简易流量测试装置。标准流量发生器由注射器和可更换的砝码组成,利用不同的砝码配重,在注射器出气口产生合适的恒定气体流速。通过理论分析和Ansys有限元数值仿真,验证了简易标准流量发生器的可行性。传感器信号读出与数据采集电路基于内建多路A/D转换器的单片机实现,具有传感器加热电阻器的恒温控制、流量信号的数字检测和显示的功能。采用该简易流量测试装置对自行研制的MEMS气体流量传感器进行了流量测试与标定,获得了待测器件的标定参数、传感器流量测量的绝对误差和相对误差。     

实用的MEMS惯性器件外场标定方法

在实际工程应用中,当不具备高精度实验室标定设备时,研究简易可行的MEMS惯性器件外场标定算法非常有必要。在分析MEMS惯性器件误差模型的基础上,提出一种基于椭球模值约束算法的外场标定方法,通过设计合理的实验编排方案和有效的求解算法来实现对误差模型参数的估计。对比实验结果表明:所提出的标定方法简易可行,其误差系数在合理的误差范围内,从而证明了该外场标定方法的有效性。