运动平台双IMU与视觉组合姿态测量算法

快速、准确地获取被测物体的姿态信息,对于航空航天、工业生产等领域都具有重要意义。相较于单IMU测量物体相对于惯性坐标系的姿态,在未知平台的运动状态的情况下,采用双IMU实现物体相对于运动平台坐标系的姿态测量。将IMU测量速度快、短期精度高的特点与视觉测量误差不随时间发散的特点相结合,研究运动平台上双IMU与视觉组合姿态测量算法。提出了一种多速率自适应拓展卡尔曼滤波（MAEKF）算法来融合IMU与视觉的测量结果。采用正交双矢量标定法与q-method实现惯性测量中的坐标系标定。实验证明,该组合姿态测量算法能快速、准确地测量被测物体相对于运动平台的姿态。     

基于双线投影与线面约束的3D扫描测量系统研究

将双目传感器和线结构光有机地结合到一起,设计了一套能够对大尺寸被测物进行无导轨三维扫描的测量系统。通过标定实现双目传感器与结构光传感器坐标系的统一。提出了一种双线投影模型,实现了双目标记点的立体匹配和标记点传感器坐标的测量。设计了基于线面约束的结构光测量模型,实现了物体表面光条三维信息的获取。采用空间几何相对不变性原则实现标记点传感器坐标和世界坐标的全局匹配,进而确定在测量位置处传感器坐标系与世界坐标系的转换关系。最终将传感器实时扫描测量的物体表面的三维点云数据转换到世界坐标系下,实现对被测物三维的扫描测量,工作距离下扫描测量精度优于0.08 mm。     

电容传感微小孔径的测量方法

分析了电容传感器的基本原理，推导了电容传感器测量小孔内径的数学模型，组建了电容传感微孔测量系统。研究了Ф3mm微孔电容传感器的制作方法及测量系统的标定方法．所制作的测孔传感器经标定后，测量分辨率达到0．01μm．该测量系统操作简单，可通过USB接口、结合测量软件在计算机上直接读出微小孔的内径值。     

动载体环境视觉惯性自适应融合物体姿态测量算法

针对动载体环境下视觉惯性组合姿态测量的过程中,惯性器件噪声时变和突变干扰会使卡尔曼滤波器估计不准确的问题,研究了一种Sage-Husa自适应强跟踪扩展卡尔曼算法。算法采用Sage-Husa自适应滤波来实时估计惯性器件的噪声协方差,引入多重渐消因子来抑制突变干扰,增强融合算法的鲁棒性。实验证明,当存在系统噪声变化和突变干扰时,所提算法优于Sage-Husa自适应扩展卡尔曼算法与强跟踪扩展卡尔曼算法,具有良好的鲁棒性。     

飞机蒙皮图像扫描与定位系统研究

飞机蒙皮图像获取和定位是飞机蒙皮检测的关键技术之一。设计了飞机蒙皮图像扫描与定位系统,提出了一种由云台带动变焦相机和激光测距仪对飞机蒙皮扫描采集细节图像和定位细节图像的方法。标定了测距仪、变焦相机以及云台的位姿关系,实现了被测区域三维点云的获取,扫描点云精度在2.5 mm以上。在变焦相机焦距最短时拍摄全景图,对全景图中飞机区域进行扫描获取该区域飞机蒙皮的细节图像,并实现了细节图像在全景图中的二维定位。利用点云配准获得系统与飞机的相对位姿,结合标定结果,实现了细节图像空间定位。实验结果表明在28 m内,细节图像的二维定位误差小于8个像素,空间定位误差小于0.12 m。     

流量计检定系统的抗干扰设计

文章介绍电气设备抗干扰的一般技术,进而针对流量计检定系统的特点,在设计这个系统时采取了一些实用的抗干扰措施,提高了系统的可靠性.     

三维人脸表情动态采集系统的设计

针对3D动画设计对人脸表情动态变化的三维数据信息的需求,设计了人脸表情动态采集系统.首先,采用标记光栅和空间映射法构建了人脸测量模型;设计了标记光栅图,并给出了利用相位图获取特征矩形的方法.然后,通过光栅上的特征矩形位置信息将测量得到的相对相位转化为绝对相位,再利用空间映射法获取三维坐标点信息.最后,进行了精度验证和人...     

单目视觉位姿测量的线性求解

利用定位特征点在图像中的坐标求解空间位姿算法是单目视觉位姿测量技术中的关键.针对这个问题,在距离因子的基础上建立了非线性的位姿测量模型.利用代数变换方法将非线性测量模型转化成线性非齐次方程组.根据代数变换过程中变量之间的相互关系,建立方程组通解之间的乘积关系方程组.再次利用代数变换对乘积关系进行线性变换,并利用P4P问题中共面特征点姿态测量唯一解的特性,实现位姿测量的线性求解.通过数值仿真和实际测量两个试验对该位姿测量算法进行了精度验证,试验数据表明该方法可以有效抑制图像噪声干扰,提高位姿测量的精度.     

发动机缸体结合面孔位置度测量方法的研究

发动机缸体结合面倒角孔加工和测量时,其基准为底面及其上的2个定位销孔.由于倒角孔及其基准不在同一平面上,混合使用多个线阵及面阵CCD(charge-coupled device)对倒角孔和定位销孔分别成像,提出了用于孔位置度测量的高精度空间坐标转换算法.最终系统测量数据与作为基准的CMM(coordinate measuring machine)测量数据比对,孔位置最大偏差值为0.030 mm,测量相对误差优于0.03％,测量数据标准差误差小于0.015 mm,在95％置信水平下,系统测量不确定度小于±0.035 mm,系统测量时间小于3 min.在工业现场的大量实验结果表明,提出的倒角孔位置度测量方法能够满足生产线上发动机缸体结合面孔组位置度测量的需要.     

线结构光传感器在BGA管脚三维尺寸测试中的应用

本文成功地将激光线结构光传感器用于表面安装技术中BGA芯片管脚的三维尺寸测量。提出了测量实验系统,建立了测量系统数学模型。研究了提高分辨力的光学图像拆分、再合成技术。