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应用双向时间传递的重力卫星时标误差自主测量

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空间科学学报 2013年第3期33卷 302-307页

作者：陈莉王跃科杨俊张传胜国防科学技术大学机电工程与自动化学院长沙410073

星间时标误差的自主测量对于中国自主研发地球重力卫星具有重要意义.提出利用双向时间传递法实现重力卫星时标误差的自主测量,设计了测量方案,建立了包含卫星运动导致的链路非对称、电离层效应、设备零值以及随机测时误差在内的测量模型... 详细信息

星间时标误差的自主测量对于中国自主研发地球重力卫星具有重要意义.提出利用双向时间传递法实现重力卫星时标误差的自主测量,设计了测量方案,建立了包含卫星运动导致的链路非对称、电离层效应、设备零值以及随机测时误差在内的测量模型.结合地球重力卫星相关特性,分析了时标误差测量中各误差源的影响及相应的误差校正方法.以GRACE重力卫星为例,利用提出的方法和校正措施,星间时标误差自主测量精度可以达到0.62 ns,其中误差主要来自系统零值标定误差和随机测时误差.

关键词：时标误差自主测量双向时间传递地球重力卫星

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3维细长管路测量系统扫描路径自主规划

机器人 2019年第5期41卷 628-636页

作者：庄金雷李瑞峰曹雏清高云峰陈盟哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司安徽芜湖241000

针对弯折加工而成的3维细长管路的测量问题,设计了一种由工业机器人和多种传感器组成的自主测量系统.为完成测量中关键的管路点云自主扫描,提出了一种基于遗传算法的管路扫描路径规划算法,可求取出能够完整扫描管路且扫描次数尽可能少的... 详细信息

针对弯折加工而成的3维细长管路的测量问题,设计了一种由工业机器人和多种传感器组成的自主测量系统.为完成测量中关键的管路点云自主扫描,提出了一种基于遗传算法的管路扫描路径规划算法,可求取出能够完整扫描管路且扫描次数尽可能少的1组无碰关键扫描点,并且在关键扫描点处机器人的姿态被约束在竖直方向周围的一定范围内.此外,在每代群体产生后根据向前覆盖因子更新探索步长,并据此调整新采样个体的采样区间用以快速采集到更合适的个体.路径规划算法的性能验证中,首先实施了弯曲管路仿真,然后进行了圆柱段和圆环段在不同姿态下的扫描路径规划的仿真,最后开展了汽车管路扫描路径规划的仿真和实测实验.仿真结果中最优个体扫描长度随迭代次数增加而增大,且两种管路段和汽车管路的扫描覆盖率均超过0.99,表明规划得到的关键扫描点数量少,且关键扫描点的扫描体可近乎完整地扫描对应管路.汽车管路仿真与实测实验结果表明该算法对复杂管路可规划出合适的扫描路径.

关键词：管路重构自主测量扫描路径规划遗传算法 3维点云

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船体变形测量中激光陀螺零偏误差的补偿

仪器仪表学报 2014年第12期35卷 2755-2761页

作者：杨云涛王省书黄宗升吴伟国防科学技术大学长沙410073

激光陀螺在船体角形变自主测量中具有重要应用。根据激光陀螺自主测量船体角形变的角速度匹配测量方程,推导了静态形变和动态形变的误差方程并分析了激光陀螺的随机零偏误差对两者的影响,提出了随机零偏误差模型的改进方法。该方法构建... 详细信息

激光陀螺在船体角形变自主测量中具有重要应用。根据激光陀螺自主测量船体角形变的角速度匹配测量方程,推导了静态形变和动态形变的误差方程并分析了激光陀螺的随机零偏误差对两者的影响,提出了随机零偏误差模型的改进方法。该方法构建了惯性姿态匹配测量的最优滤波器,将随机零偏误差建模为微弱白噪声驱动的随机游走模型和零均值的白噪声模型,并实时地将随机零偏误差差值的估计量反馈到激光陀螺输出的角增量中进行补偿。仿真结果表明激光陀螺的随机零偏误差模型经过改进后,角形变的估计误差优于10角秒,陀螺随机零偏差值的估计趋于平稳。

关键词：船体角形变激光陀螺随机零偏自主测量

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基于移动机器人的放射性分布检测与建图

基于移动机器人的放射性分布检测与建图

作者：杨川西南科技大学

学位级别：硕士

近年来,随着核工业的大力发展,放射源丢失或失控事件也频繁发生。当前,对丢失或失控放射源的定位较多采用人工徒步搜寻方式,但此种方式效率低,且人员身体健康容易受到辐射伤害。利用机器人对丢失或失控放射源可能的所在区域进行相关放... 详细信息

近年来,随着核工业的大力发展,放射源丢失或失控事件也频繁发生。当前,对丢失或失控放射源的定位较多采用人工徒步搜寻方式,但此种方式效率低,且人员身体健康容易受到辐射伤害。利用机器人对丢失或失控放射源可能的所在区域进行相关放射性分布检测来定位放射源位置则与其不同,不仅提高工作效率同时还能避免人员受到辐射伤害。因此,根据国家十三五核能开发“核应急处置机器人关键技术研究”项目,本文围绕辐射区域放射性分布检测的任务,提出了基于移动机器人的放射性分布检测和辐射场的辐射环境地图构建方法,本文的研究工作将从以下几个部分展开:(1)针对放射性分布检测过程中机器人的自主测量问题,本文通过机器人实时定位与地图构建(SLAM)技术构建自主测量所需的环境地图;通过将A*算法和动态窗口算法(DWA)结合进行混合路径规划,实现移动机器人自主导航,运用环境地图和自主导航实现移动机器人辐射区域中自主测量。(2)针对通过放射性分布检测定位放射源问题,本文通过移动机器人在辐射区域中沿指定路径进行自主测量采集数据,得到区域中少量观测点的坐标值和剂量值;针对采集的少量数据,提出了基于马尔可夫蒙特卡洛(MCMC)的放射源估计算法,通过估计算法得到放射源在区域地图中位置信息。(3)针对二维平面地图中辐射场的构建问题,本文通过数学模型描述了辐射场的特性,提出了基于等高轮廓线的辐射场构建算法,移动机器人在区域中通过观测找到辐射剂量值相等的点并形成相应等高线,根据辐射剂量值等高线得到辐射场的放射性分布情况。(4)为验证本文所述算法的可行性,搭建了一个小型移动机器人实验平台,实现了移动机器人的实时定位与地图构建和自主测量,并将采样数据运用MCMC算法估计得到放射源的位置信息;同时,通过仿真实验构建了辐射分布地图,验证了等高轮廓线方法的有效性。

关键词：放射源实时定位与地图构建自主测量马尔可夫蒙特卡洛辐射场