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实时宽谱段偏振相机的像素配准与误差标定

传感器与微系统 2023年第5期42卷 108-111,116页

作者：代倩宁禹张文静曹毓国防科技大学前沿交叉学科学院高能激光技术湖南省重点实验室湖南长沙410073 青岛科技大学数理学院山东青岛266061

基于微偏振阵列的实时偏振相机实时性好,在目标跟踪、伪装识别等领域均具有重要应用价值,尤其在红外波段,目标的偏振图像特异性更为明显。然而,现有产品的工作谱段只限于400~750 nm,限制其进一步应用。为此,利用定制的微偏振阵列,将其... 详细信息

基于微偏振阵列的实时偏振相机实时性好,在目标跟踪、伪装识别等领域均具有重要应用价值,尤其在红外波段,目标的偏振图像特异性更为明显。然而,现有产品的工作谱段只限于400~750 nm,限制其进一步应用。为此,利用定制的微偏振阵列,将其安装在普通的互补金属氧化物半导体(CMOS)相机上,通过矩阵最小方差法与局部阈值法完成微偏振单元的像素级对准,最终实现了360~900 nm谱段的实时偏振成像。实验测试结果表明:在1 000像素×1 000像素分辨率下,相机的实时成像帧率大于15 Hz,经本文方法标定后的相机与现有成熟产品相比,偏振测量误差小于±3%,基本满足可见光—近红外波段的实时偏振成像需求。

关键词：偏振成像微偏振阵列误差标定

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时栅位移传感器误差标定及分析系统研究

时栅位移传感器误差标定及分析系统研究

作者：张迪重庆理工大学

学位级别：硕士

时栅位移传感器是我国自主研发的高精密传感器,现已广泛应用于机械制造、航天航空等领域。为满足随着各领域的不断发展而日益增长的测量精度需求,研究并利用更多方法保证并提高传感器测量精度,将对科技进步起着强大的推进作用。目前,标... 详细信息

时栅位移传感器是我国自主研发的高精密传感器,现已广泛应用于机械制造、航天航空等领域。为满足随着各领域的不断发展而日益增长的测量精度需求,研究并利用更多方法保证并提高传感器测量精度,将对科技进步起着强大的推进作用。目前,标定是检测仪器精度的重要程序,对标定后的数据进行深入分析,找到误差规律及产生原因,在消除系统误差、改善仪器测量精度具有极为重要的意义。又因现阶段传感器数据采集系统存在的功能单一、软硬件耦合度较高导致的更新速度跟不上传感器发展,难以满足传感器对适配系统需求的问题。基于此,本文结合时栅位移传感器测量原理,误差特性及常用误差补偿算法,研究并设计了与时栅位移传感器适配的误差标定及分析系统。该系统包括数据采集硬件电路部分,以及集数据处理、数据显示、数据存储、误差补偿与警示模块的软件部分。本论文的主要工作内容和成果如下:(1)介绍了时栅角位移传感器的测量原理;研究了其误差特性;分析了安装水平倾斜、非平行与间隙大小对行波信号的影响,并利用ANSYS Maxwell仿真安装间隙的影响;研究了数据采集过程中引入的标定误差及误差对补偿模型构建的影响。(2)阐述了用于减小标定误差的三次样条插值原理;研究了时栅位移传感器常用误差补偿算法,BP神经网络、回归型支持向量机、傅里叶谐波误差补偿算法原理并分析了各算法的补偿可行性。(3)设计了时栅位移传感器误差标定及分析系统硬件部分。基于STM32F4微控制器设计了标定数据采集电路,实现时栅位移传感器数据的采集、光栅信号的接收、位移解算、PC端通信等功能,由于该部分使用了SPI主从模式,具备较强的移植性。(4)设计了时栅位移传感器误差标定及分析系统软件部分。基于C#编程语言,将系统软件功能模块化,实现数据处理、数据显示、数据存储、误差补偿与警示各模块的功能。(5)搭建了测试系统平台对时栅位移传感器误差标定及分析系统进行可行性分析。对接收数据进行正确性分析、将算法补偿结果与历史数据对比、对数据可视化进行观测,接收数据正确、补偿结果符合、数据可视化正常。综上所述,本文实现信息化技术、误差补偿技术相融合的一套时栅位移传感器误差标定及分析系统,推动了误差数据可视化、误差补偿智能化与集成化系统的发展。

关键词：时栅位移传感器误差标定误差分析误差补偿算法系统

单轴旋转捷联惯性导航系统加速度计尺寸误差标定方法

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兵工学报 2017年第7期38卷 1314-1321页

作者：王昆明谢建周召发火箭军工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室陕西西安710025

加速度计尺寸误差在载体角运动情况下,会造成捷联惯性导航系统导航解算误差,这在单轴旋转捷联惯性导航系统中尤为显著。为提高导航精度,提出一种新的加速度计尺寸误差标定方法。通过分析单轴旋转调制下尺寸误差的作用机理,建立导航误差... 详细信息

加速度计尺寸误差在载体角运动情况下,会造成捷联惯性导航系统导航解算误差,这在单轴旋转捷联惯性导航系统中尤为显著。为提高导航精度,提出一种新的加速度计尺寸误差标定方法。通过分析单轴旋转调制下尺寸误差的作用机理,建立导航误差与尺寸误差的数学模型;为进一步提高标定效果,引入加速度计等效误差作为扩展观测量,利用可观测性分析方法设计具体的标定路径,通过滤波获取尺寸误差参数。仿真和实验结果表明,相比仅以速度误差为观测量的方法,该方法可以实现对加速度计尺寸误差的更高精度快速标定,导航速度解算误差可降低约50%.

关键词：兵器科学与技术旋转调制尺寸效应扩展观测量可观测性分析误差标定

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垂直钻井工具二轴重力加速度计安装误差标定

石油学报 2016年第10期37卷 1302-1308页

作者：邓江洪陈新元刘白雁曾良才卢云丹武汉科技大学机械自动化学院湖北武汉430081

提出一种用于井斜测量的自动垂直钻井工具二轴重力加速度计安装误差便捷标定方法,根据空间坐标系转换原理,推导二轴重力加速度计与钻具坐标系数学关系模型,构建安装误差标定矩阵。标定前,保证钻具轴线不变,旋转浮动导向套,测试加速度计... 详细信息

提出一种用于井斜测量的自动垂直钻井工具二轴重力加速度计安装误差便捷标定方法,根据空间坐标系转换原理,推导二轴重力加速度计与钻具坐标系数学关系模型,构建安装误差标定矩阵。标定前,保证钻具轴线不变,旋转浮动导向套,测试加速度计输出电压,经处理后作为多元线性回归样本,并利用标定矩阵元素间的数值关系,解算矩阵;标定时,将已解算的标定矩阵和重力加速度在加速度计敏感轴上的分量代入两坐标系数学模型,计算重力加速度在钻具坐标系三轴的分量,从而实现井斜角和工具面角精确测量。该方法不需要借助高精度辅助测量仪器或调校基准平台,也不需将钻具摆放到特定状态,具有测试过程简单、测试精度高的特点,便于在井场对二轴加速度计进行下井前最后校正。实验表明,标定后井斜角误差在2.5%以内。

关键词：自动垂直钻井井斜测量重力加速度计安装误差误差标定

微机电数字地震检波器设计及误差标定补偿方法

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振动与冲击 2013年第9期32卷 84-89页

作者：杜敏李巧燕徐国栋防灾科技学院防灾工程系河北三河065201 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

研制一种新型数字硅MEMS地震检波器,集成三支硅MEMS陀螺与加速度计,可提供三维加速度、速度、角速度及位移等振动信息,可提高检波器的信息量及效率;提出的基于无需指北单轴速率转台的硅MEMS地震检波器六位置正反速率标定方法,不仅可提... 详细信息

研制一种新型数字硅MEMS地震检波器,集成三支硅MEMS陀螺与加速度计,可提供三维加速度、速度、角速度及位移等振动信息,可提高检波器的信息量及效率;提出的基于无需指北单轴速率转台的硅MEMS地震检波器六位置正反速率标定方法,不仅可提高标定精度与效率,且可减小标定工作量。并经实验验证该数字硅MEMS地震检波器样机及标定补偿方法的可行性与适用性。

关键词：微机电系统地震检波器加速度计陀螺误差标定

全反射棱镜式激光陀螺温度误差标定及参数辨识方法研究

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机械科学与技术 2019年第2期38卷 265-270页

作者：王青青牛振中西北工业大学教务处西安710072 西北工业大学第365研究所西安710065

全反射棱镜式激光陀螺的光路与传统镀膜反射式激光陀螺的光路不同,有较长的光路在棱镜中通过,温度的变化是影响其输出精度的一个重要因素。研究了变化的物理场下,温度、温度变化率和温度梯度对激光陀螺的影响机理,推导了温度变化条件下... 详细信息

全反射棱镜式激光陀螺的光路与传统镀膜反射式激光陀螺的光路不同,有较长的光路在棱镜中通过,温度的变化是影响其输出精度的一个重要因素。研究了变化的物理场下,温度、温度变化率和温度梯度对激光陀螺的影响机理,推导了温度变化条件下激光陀螺的零偏二阶模型,刻度系数的三阶模型,设计了激光陀螺的温度误差标定方案,并进行了试验。采用逐步回归分析法和BP神经网络两种方法对温度误差模型参数进行了辨识,通过温度误差补偿结果证明了两种方法的有效性。

关键词：棱镜式激光陀螺误差标定参数辨识逐步回归分析 BP神经网络

大空间运动3-RRRU并联机器人运动学标定与误差分析

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农业机械学报 2021年第11期52卷 411-420页

作者：赵磊闫照方栾倩倩赵新华李彬天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384 机电工程国家级实验教学示范中心(天津理工大学) 天津300384 天津理工大学机械工程学院天津300384 天津市金桥焊材集团股份有限公司天津300384

并联机器人具有高速、高刚度和大负载等明显优势,被广泛应用到农业和工业领域,但多关节导致该类机器人控制精度不高。针对大空间运动3-RRRU并联机器人的运动学建模和误差标定方法展开了系统、深入研究。综合应用DH法和空间矢量法建立了... 详细信息

并联机器人具有高速、高刚度和大负载等明显优势,被广泛应用到农业和工业领域,但多关节导致该类机器人控制精度不高。针对大空间运动3-RRRU并联机器人的运动学建模和误差标定方法展开了系统、深入研究。综合应用DH法和空间矢量法建立了机器人的运动学模型,在此基础上,借助偏微分理论推导并建立机器人的误差模型;应用激光跟踪仪进行不同轨迹下机器人的空间位置数据采集,对一般遗传算法进行改进,以等步距搜索策略实现主要遗传算子的优化,并通过全局数值寻优获取机器人的误差补偿数据,完成标定和补偿工作。实验表明:基于直线标定方式,补偿后直线轨迹跟踪误差控制在0.14~1.34 mm,但不适用于曲线轨迹补偿,其实测补偿后的最大误差高达5.08 mm。曲线轨迹标定精度高于直线轨迹标定,补偿后将直线和曲线两种路径下的最大误差分别降低至1.18 mm和1.56 mm。该标定方法自动化程度高,适用于含有大量关节并联机器人的误差标定工作。

关键词：大范围运动并联机器人运动学解耦误差标定精度

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基于激光干涉的传感器非线性误差标定研究

激光杂志 2019年第4期40卷 176-179页

作者：廖金权重庆电子工程职业学院物联网学院重庆401331

利用传统方法对传感器进行误差标定时,未考虑传感器位移信息的测量和处理,导致非线性误差标定结果误差大、标定效果差,针对该问题,提出一种基于激光干涉的传感器非线性误差标定方法。首先通过传感器和激光干涉仪根据测量原理进行位移测... 详细信息

利用传统方法对传感器进行误差标定时,未考虑传感器位移信息的测量和处理,导致非线性误差标定结果误差大、标定效果差,针对该问题,提出一种基于激光干涉的传感器非线性误差标定方法。首先通过传感器和激光干涉仪根据测量原理进行位移测量,做好非线性误差的标定的准备工作;然后对位移测量数据进行预处理,对误差确定及影响因素进行分析,确定误差位移量、余弦关系式等信息完成传感器非线性误差的标定,最后测试结果表明:与其它两种传统传感器非线性误差标定方法相比,本文方法的传感器非线性误差标定误差更小,标定效果更好,更适合精密仪器的误差标定工作。

关键词：激光干涉传感器非线性误差误差标定

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旋转调制式激光捷联惯导安装误差分析与标定

仪器仪表学报 2011年第2期32卷 302-308页

作者：杨国梁王玮徐烨烽冯培德北京航空航天大学北京100191

双轴旋转调制技术可以实现对陀螺漂移和加计零偏的调制,从而极大地提高惯导系统的精度,以满足船用惯导高精度的导航需求。由于单元体一直作连续正反旋转运动,传统的位置法和速率法无法对该系统进行标定。提出了一种基于三轴转台和单元... 详细信息

双轴旋转调制技术可以实现对陀螺漂移和加计零偏的调制,从而极大地提高惯导系统的精度,以满足船用惯导高精度的导航需求。由于单元体一直作连续正反旋转运动,传统的位置法和速率法无法对该系统进行标定。提出了一种基于三轴转台和单元体自旋转的误差标定方案,实现了对系统误差的快速精确标定。其中旋转轴和陀螺及加计敏感轴间的不正交角标定精度优于1,″陀螺、加计敏感轴间的不正交角标定精度优于2″。海上试验表明,误差标定结果满足了系统1 nm ile/24 h的导航要求,具有较高的工程应用价值。

关键词：旋转调制误差标定误差补偿