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光栅莫尔信号正交误差实时补偿研究

仪器仪表学报 2017年第1期38卷 57-64页

作者：叶树亮张潜朱维斌中国计量大学工业与商贸计量技术研究所杭州310018

针对光栅读数头输出信号存在正交误差的问题,提出基于坐标旋转数字式计算机算法(CORDIC)的正交误差实时补偿方法。针对CORDIC算法在正余弦信号角度解算时存在误差较大区间以及在正余弦信号峰值区间角度解算灵敏度低的问题,引入向量模式... 详细信息

针对光栅读数头输出信号存在正交误差的问题,提出基于坐标旋转数字式计算机算法(CORDIC)的正交误差实时补偿方法。针对CORDIC算法在正余弦信号角度解算时存在误差较大区间以及在正余弦信号峰值区间角度解算灵敏度低的问题,引入向量模式双迭代方法抑制CORDIC算法因迭代收敛过快而带来的角度解算误差,并结合局部查表法消除信号峰值区间的角度解算误差。正交误差补偿过程包括相位解算、相位补偿和信号重构3个环节。以解算出的角度值为对象进行整周期误差角度的实时补偿,采用CORDIC算法旋转模式根据补偿后的角度值重构余弦信号,实现对莫尔信号正交误差的实时补偿。以FPGA为平台实现该补偿方法并验证其相位差检测和补偿效果,实验表明信号在正交误差[1°,10°]时,相位检测误差在±0.04°以内;信号在不同频率不同相位差时,补偿后其相位最大误差在±1°以内,平均误差在±0.1°以内,均方差在0.5°以内,证明该方法可有效实现对莫尔信号正交误差的实时补偿。

关键词：光栅莫尔信号正交误差实时补偿 CORDIC算法

基于邻域特性分析的小模数齿轮亚像素图像边缘检测

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仪器仪表学报 2018年第3期39卷 148-156页

作者：朱维斌刘明佩叶树亮中国计量大学工业与商贸计量技术研究所

针对高分辨率小模数齿轮图像中边缘灰度梯度呈双峰或多峰分布的问题,提出一种基于邻域特性分析的小模数齿轮图像亚像素边缘检测算法。算法以邻域窗口的灰度均方差积表示边缘强度、灰度重心所在的方向表示灰度变化的方向;通过阈值化、非... 详细信息

针对高分辨率小模数齿轮图像中边缘灰度梯度呈双峰或多峰分布的问题,提出一种基于邻域特性分析的小模数齿轮图像亚像素边缘检测算法。算法以邻域窗口的灰度均方差积表示边缘强度、灰度重心所在的方向表示灰度变化的方向;通过阈值化、非极大值抑制和边缘细化等获取初始边缘;在初始边缘的基础上将求取的灰度变化方向划分为八个区域,构建一维灰度矩模型解算亚像素边缘位置。为验证算法的有效性,分别以模拟图像与实际图像为对象进行亚像素边缘检测实验,根据齿轮边缘特性以最小二乘拟合法评价算法对齿轮图像的检测效果。实验结果表明,该算法具有曝光敏感度优、绝对定位精度高、重复性好的优点。

关键词：边缘检测邻域特性分析灰度重心灰度矩亚像素边缘

基于SIFT的小模数齿轮图像亚像素级配准研究

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仪器仪表学报 2017年第9期38卷 2326-2334页

作者：朱维斌李继哲叶树亮中国计量大学工业与商贸计量技术研究所杭州310018

为解决小模数齿轮视觉测量中凸显的工业相机高空间分辨率与大视场相互制约的问题,对轮廓光条件下前景背景对比度过强、局部对比度不足,存在大面积同色区域的小模数齿轮图像亚像素级配准方法进行研究。针对传统基于特征点的图像配准流程... 详细信息

为解决小模数齿轮视觉测量中凸显的工业相机高空间分辨率与大视场相互制约的问题,对轮廓光条件下前景背景对比度过强、局部对比度不足,存在大面积同色区域的小模数齿轮图像亚像素级配准方法进行研究。针对传统基于特征点的图像配准流程在小模数齿轮图像配准中存在特征点数量稀少、正确匹配率过低的问题,介绍了适用于小模数齿轮图像的配准流程;引入直方图均衡化改善图像对比度,丰富灰度色调,增晰图像暗部特征以提升特征点数量和正确匹配率;为了克服传统匹配对提纯算法中阈值设置不准确、参数调整困难及模型不唯一的缺点,结合两倍中误差准则提出全局自适应参数匹配点对提纯方法,保证提纯结果唯一性的同时,其自适应调整判别阈值的方法可避免人为误差进而保证结果的重复性。实验结果表明,利用介绍的方法对图像进行预处理可大幅度提升特征点数量与正确匹配率,取提纯所得平移量的平均值作为配准结果,其正确度和精密度均优于传统算法,针对轮廓光条件下的小模数齿轮图像,配准精度优于0.083 pixel,对于小模数齿轮视觉测量具有实际应用价值。

关键词：视觉测量小模数齿轮图像配准全局直方图均衡化两倍中误差准则

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转台定位误差谐波函数计算方法研究

仪器仪表学报 2021年第12期42卷 9-17页

作者：舒溢朱维斌黄垚薛梓中国计量大学计量测试工程学院杭州310018 中国计量科学研究院北京100029

为了保障转台定位误差谐波补偿准确性,针对一种谐波误差函数计算方法开展研究。首先分析了转台定位误差谐波补偿方法,阐述了基于坐标旋转数字计算方法(CORDIC)的谐波误差函数计算原理可行性;针对算法原理误差进行分析,分别建立了与迭代... 详细信息

为了保障转台定位误差谐波补偿准确性,针对一种谐波误差函数计算方法开展研究。首先分析了转台定位误差谐波补偿方法,阐述了基于坐标旋转数字计算方法(CORDIC)的谐波误差函数计算原理可行性;针对算法原理误差进行分析,分别建立了与迭代次数n、数据位宽b的量化模型,明确了算法在谐波补偿值计算过程的总量化误差;根据计算精度要求对n和b取值进行设计,在现场可编程门阵列(FPGA)中实现谐波误差函数计算并进行实时误差补偿。以谐波误差函数理论值为参考,仿真证明了计算方法的有效性;以自制电路板为实验平台,证明了计算方法的总量化误差模型正确性;搭建转台测试平台验证定位误差补偿效果,实验结果证明采用本文提出的谐波误差函数计算方法进行补偿,使转台定位精度由29.0"提高至5.3"。

关键词：谐波误差定位误差 CORDIC 误差建模误差补偿

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基于改进Zernike矩的小模数齿轮亚像素边缘检测

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仪器仪表学报 2018年第8期39卷 259-267页

作者：刘明佩朱维斌叶树亮中国计量大学工业与商贸计量技术研究所

针对传统Zernike矩亚像素边缘检测算法中奇数尺寸模板卷积的不对称性,在分析卷积不对称性和卷积窗口中心局限性对检测精度影响的基础上,提出一种改进的Zernike矩亚像素边缘检测算法。算法采用像素级边缘检测算子进行初定位,获取像素级... 详细信息

针对传统Zernike矩亚像素边缘检测算法中奇数尺寸模板卷积的不对称性,在分析卷积不对称性和卷积窗口中心局限性对检测精度影响的基础上,提出一种改进的Zernike矩亚像素边缘检测算法。算法采用像素级边缘检测算子进行初定位,获取像素级边缘点;利用小尺寸奇数模板求解Zernike矩进行二级初定位,获取亚像素级边缘点;分析二级初定位边缘点所在区间;根据所在区间,选取偶数模板或者奇数模板求解Zernike矩进行精定位,获取更精确的亚像素级边缘点。为了验证算法的有效性,分别对模拟图像和实际图像进行亚像素边缘检测实验。根据齿轮的边缘特性,通过最小二乘拟合法评价算法对齿轮图像的检测效果。实验结果表明,该算法具有绝对定位精度高、抗噪性能强、曝光敏感度好的优点。

关键词：边缘检测 Zernike矩偶数尺寸模板亚像素边缘

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长江下游环境水力学特征与排污总量控制

水利学报 1998年第1期29卷 25-28页

作者：朱维斌朱淮宁郑孝宇河海大学水文水资源与环境学院

本文以最能代表长江下游水流特征的镇江市区段为例，从环境水力学角度分析不同江段的水质污染，以及如何根据水流条件进行区域水污染物排放总量控制，在促进沿江经济发展的同时，改善区域水体污染，保护长江的水资源．

关键词：环境水力学水污染部量控制环境效益长江下游

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长江南通段污染带影响因素研究

上海环境科学 2003年第1期22卷 36-38,45页

作者：张龙江朱维斌河海大学环境科学与工程学院南京210098

通过建立应用贴体坐标系和有限体积法求解的二维水流—水质方程的模型,对潮汐河口南通段污染带的影响因素进行研究。揭示了水深、水面比降、纵向及横向混合系数以及污染物的排放时段与污染带范围的相关关系,并进行了各影响因素的灵敏度... 详细信息

通过建立应用贴体坐标系和有限体积法求解的二维水流—水质方程的模型,对潮汐河口南通段污染带的影响因素进行研究。揭示了水深、水面比降、纵向及横向混合系数以及污染物的排放时段与污染带范围的相关关系,并进行了各影响因素的灵敏度分析,对灵敏度大小进行了排序:水深>水面比降>横向混合系数>纵向混合系数>排放时段。

关键词：影响因素水量-水质模型潮汐河口水力因素污染带灵敏度分析长江南通段环境水力学

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磁光阱异面空间角度测量及测量不确定度评定

仪器仪表学报 2022年第1期43卷 103-110页

作者：朱进黄垚朱维斌薛梓邹伟中国计量大学计量测试工程学院杭州310018 中国计量科学研究院北京100029 浙江大学光学科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室杭州310027

随着空间几何量精密测量技术在装备制造工业的制造与装配过程中应用越来越广泛,角度计量正在从平面角度向空间角度发展。针对磁光阱的异面空间角度进行测量,使用平行平晶作为标准平面引出待测面法向量,并将其空间角度有效的划分成水平... 详细信息

随着空间几何量精密测量技术在装备制造工业的制造与装配过程中应用越来越广泛,角度计量正在从平面角度向空间角度发展。针对磁光阱的异面空间角度进行测量,使用平行平晶作为标准平面引出待测面法向量,并将其空间角度有效的划分成水平投影角和竖直投影角两个平面角度进行测量,保证了空间角度的可溯源性,得到磁光阱各待测面法向量间的空间角度偏差最大值为0.2860 mrad;然后通过蒙特卡洛法评定该方法的测量不确定度为0.0959 mrad;最后与三坐标测量机法比对结果中偏差最大值为0.1842 mrad,在考虑待测面平面度指标为±0.1454 mrad时,二者的一致性良好。目前该方法已在NIM5铯原子喷泉钟物理真空子系统的研制中进行了应用,证明了该方法能够满足测量的准确度要求。

关键词：空间角度计量学测量不确定度蒙特卡洛法

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我国污水灌溉存在问题和对策探讨

干旱地区农业研究 2004年第4期22卷 221-224页

作者：曾德付朱维斌河海大学环境工程学院江苏南京210098

水资源短缺和水环境恶化是我国面临的两大问题。为真正实现污水的资源化与无害化,在介绍污水灌溉的基本概念和机理的基础上,指出了我国农业污水灌溉实践中存在的水质超标、管理混乱、研究工作滞后等诸多问题,并针对这些问题,提出污水灌... 详细信息

水资源短缺和水环境恶化是我国面临的两大问题。为真正实现污水的资源化与无害化,在介绍污水灌溉的基本概念和机理的基础上,指出了我国农业污水灌溉实践中存在的水质超标、管理混乱、研究工作滞后等诸多问题,并针对这些问题,提出污水灌溉要因地制宜,合理规划;灌溉前要对污水进行处理,并加强对污水灌溉的规范化管理,深入、系统地开展污水灌溉的科学研究工作等可行的对策和建议。

关键词：污水灌溉合理规划中国因地制宜水质对策探讨农业存在问题对策和建议规范化管理