多光纤传感器数据融合测量表面误差的方法研究

提出了一种基于多光纤传感器数据融合测量表面粗糙度、平面度和平行度等误差的方法.研制了其测量实现系统;论述了光纤传感器测量表面粗糙度、平面度和平行度等误差的测量原理,以及其光电探测电路的设计;经实验表明该表面误差测量方法具有多误差同时快速测量的优点,为表面误差参数测量提供了新的思路和方法.     

经纬仪水平度传感器安装误差补偿方法

针对经纬仪水平度传感器存在安装误差的问题,分析了竖轴倾斜误差补偿中水平度传感器安装误差存在形式;推导了传感器安装误差对水平度检测结果的影响公式,在此基础上研究了安装误差对传感器测量值的影响规律,在绕竖轴的旋转平面内的安装误差,在经过粗调平后,对最终检测结果的影响可以忽略不计,在传感器所在铅锤面内的安装误差对测量值的影响在对径位置上相同;因此设计了相应的传感器安装误差补偿方法,从而修正了经纬仪水平度传感器安装误差对水平度检测的影响。     

车载光电经纬仪不落地测量的实时误差修正方法

车载光电经纬仪是广泛应用于军事和航天领域的高机动性光学精密测量仪器,为保证精度,在使用过程中往往需要与地基环连接,将经纬仪固定到指定的地基上;为充分发挥车载光电经纬仪机动灵活的特点,摆脱地域的限制,文章对车载光电经纬仪不落地测量的误差修正方法进行了系统的研究;借助一种基于双光栅干涉产生莫尔条纹测量扭转角的高精度光学测角方法,通过对某型号车载光电经纬仪在不接地基环情况下的测量实验与数据分析,建立起一套完善的实时误差修正方法,并通过恒星标定验证了该方法的正确性与有效性,并对修正前后的测量精度进行比较;实验结果表明,该方法将某型号车载光电经纬仪在不落地情况下的测量精度从原来的70 arc sec左右提高到10 arc sec以内,在保证精度的前提下,实现了车载光电经纬仪的不落地测量.     

靶场末区多传感器数据配准研究

从工程应用观点出发,研究靶场末区多传感器数据融合系统设计,通过分析各传感器的特点,给出了一种具有全天候和可靠测量的靶场末区融合系统结构,主要研究了融合系统中光电经纬仪时间和空间的数据配准方法,并给出靶场末区多传感器数据融合处理的主要步骤。试验结果证明:该融合系统能够提高落点测量的可靠性和精度。     

靶场光学测量数据大气折射修正研究

研究外弹道数据测量优化问题,在外弹道测量数据处理中,由于大气折射误差,引起系统误差。当目标相对于测量装备为低负仰角时,大气折射给俯仰角带来的测量误差最大可达3’～4’,造成测量数据不准确。为了对靶场的光学测量数据进行有效的大气折射修正,提出了建立俯仰角折射修正模型,接着详细论述了折光修正计算过程,最后以负仰角、低仰角和大仰角的目标为例,采用改进方法进行大气折射修正仿真,检验修正结果。结果表明,新方法科学、合理,具有工程应用价值。靶场光学测量数据大气折射修正方法很好地修正了由于大气折射带来的高度误差,提高了数据处理精度和数据可靠性。     

RV减速器行星架主要参数在线检测研究

针对行星架轴承安装孔的孔组位置度、平行度、孔径尺寸和圆度公差在线检测,提出一种快速检测的方法来实现多传感器对行星架关键尺寸进行测量。以行星架外圆为定位基准,采用接触式电感传感器对孔组位置度和平行度误差进行检测;根据被测孔径特点,采用非接触气动测量方式实现对行星架轴承安装孔内径和圆度的快速评定的方案,详细分析了各参数的评价方法。通过对研制出的样机与三坐标测量机的测量结果进行实验比对,实现孔组的位置度误差<3μm、孔径及圆度误差<2μm、平行度误差<1μm和整机测量节拍<1 min,结果表明本系统的测量方法和评定算法准确可靠,满足企业在线生产需要。     

基于数值积分法的弹道导弹落点实时预测

为了及时准确预测洲际导弹再入段落点,直观、清晰地为靶场指控中心呈现落点偏差;以数值积分法为基础,通过使用光电经纬仪交会测量数据修正预测结果来排除扰动引力对预测结果的影响,实现对弹体落点的精确预测,并结合Direct3D图形编程技术设计落点预测模拟显示系统;实验结果表明:该方法预测误差≤50m,模拟目标运动过程逼真、平稳,落点显示直观,可作为操作人员的预判依据,满足了靶场测量过程中实时预测和显示弹体落点的要求。     

基于查找表的车载经纬仪测角误差修正技术

车载平台的变形对光电经纬仪测角精度将产生一定的影响,使车载经纬仪难以达到高精度测量的目的;为了提高车载经纬仪静态测角精度,提出了基于查找表的静态测角误差事后补偿技术;首先,推导出车载经纬仪的静态测角误差修正模型。然后,利用安放在经纬仪垂直轴上的倾角传感器采集车载平台变形特征值;最后,构建映射函数,建立输入值和输出值之间的查找关系,即高精度的查找表;实验数据分析结果表明:该方法能有效补偿因为车载平台变形而带来的静态测角误差,使方位测角精度提高46″,高低测角精度提高20″;为实现车载经纬仪高精度测量提供了理论依据和技术支持。     

相控阵雷达外弹道测量事后数据处理软件设计

由于多径回波信号的干扰,雷达对低空掠海飞行小目标的实时测量很难达到靶场外弹道测量的精度要求;根据靶场应用需求,采用四阶差分统计误差计算方法,对相控阵雷达中心控制计算机实时处理过程中已经录取下来的测量数据进行随机误差修正处理,并且将结果用图形的方式显示;文中给出某次飞行试验的数据处理结果,通过与实时测量数据结果比较表明,该软件可较好地修正测量随机误差,提高数据处理精度,满足靶场雷达事后数据处理的要求,为靶场试验决策提供依据.     

靶场机载电视经纬仪的发展和应用

针对新武器装备的靶场试验对测量设备的要求，提出了发展新型光电经纬仪——机载电视经纬仪的总体要求，讨论了经纬仪上机测量应用的关键技术，介绍了一种机载电视经纬仪实现方案及采用陆标定向方法测量载体动态航向的典型应用。说明了这种全新的多用途光测设备在靶场应用中的发展趋势。     

光电经纬仪站址与测角测距误差校准

光电经纬仪校准是实现目标精确测量的关键,在设备经过一段时间的使用或移站后均需进行校准.针对近期一次光电经纬仪校准工作中,以设备旋转中心测量值作为站址坐标真值进行其他参数校准时产生了无规律且较大测角偏差的问题,提出一种基于地面控制的光电经纬仪站址与测角测距误差校准方法.相比其他类似校准方法,该方法将站址坐标、测角误差和测距误差均作为未知量进行校准模型构建,通过平差计算,得到一组最优的校准数据作为光电经纬仪测量的基准.经试验验证,该方法有效提高了光电经纬仪测量精度和可靠性,同时校准结果可直接用于光电经纬仪数据处理软件,保证光电经纬仪测量处理的规范化.     

光电经纬仪对心偏差引起的方位测角误差补偿方法

针对经纬仪测量过程存在的对心偏差问题,分析了经纬仪对心偏差对方位测角误差的影响规律,建立了相应的误差补偿模型。通过在经纬仪下方固连CCD摄像头检测对心偏差大小和方向,利用建立的误差补偿模型对对心偏差引起的方位测角误差进行补偿。并对补偿模型本身存在的误差进行了研究,表明其满足经纬仪高精度测角要求。相比传统的对心方法,在同等测角精度要求下,误差补偿的方法降低了测角时与目标的距离的限制,提高了经纬仪方位测角的自动化程度,缩短了操作时间。     

一种基于多传感器轨迹融合的伪实时场景监控系统

在分布式多传感器融合系统中,各局部传感器接收到量测信息后,经关联得到局部轨迹,再将该轨迹送入融合中心进行处理.本文对一种伪实时场景监控系统,实现轨迹关联后,提出根据固定场景量测误差的先验知识,计算轨迹修正函数,以获得更好的轨迹融合结果.实验结果表明,该算法能够实现伪实时的轨迹关联与融合,充分考虑了场景所造成的量测误差,融合效果优于加权融合算法.     

提升容器横向偏移惯性测量法的误差分析与校正

针对超深矿井提升装备需要增加提升容器横向偏移测量的问题,根据其小量程、高精度、抗干扰的测量要求,提出一种基于MEMS传感器的惯性测量方法.采用惯性测距原理进行横向偏移测量,分析了倾斜角、随机误差和速度残值三种主要误差源,提出了对应的动态均值、阈值设置和速度残值校正与补偿三种校正方法,结合提升容器的运行特点消除累积误差,并在液压移动平台上进行实验.结果表明:误差校正方法可有效抑制误差,横移测量精度在5 mm以内,惯性测量方法是一种超深矿井提升容器横向偏移测量的有效方法.     

基于平晶的非线性激光扫描直径测量系统

设计了一种基于平晶扫描的轴类零件直径测量系统。激光透射旋转的平晶产生扫描平行光,扫描光偏移光轴的距离是入射角及平晶自身参数的非线性函数,光电检测及计时电路获得测量周期和对应被测工件边缘的信号跳变时间,根据时间与转动角度的比例关系将所得时间量换算成入射角度,最终实现直径测量。利用刀口法进行标定实验,分别采用参数拟合法和RBF神经网络法确定实际非线性测量方程,完成了各测头的标定,进一步实现多测头系统标定,在100 mm的测量范围内,3σ重复性误差为0.006 mm,测量误差为±0.010 mm。     

一种基于像素值偏移编解码技术的屏摄隐通道研究

屏摄隐通道通过摄像机拍摄显示器进行隐蔽通信。现有屏摄隐通道技术对摄像机的拍摄角度有严格要求。针对这种情况,文章提出了一种基于像素值偏移编解码技术的屏摄隐通道方法。该方法对显示图像的像素值进行偏移,把二维码(QR码)嵌入显示帧。利用人眼对于对比度、亮度相近的图像分辨能力差的特点,秘密地将显示帧发送给摄像机。在解码时提取加入的偏移量,并且使用透视还原方法,抵消不同拍摄角度的失真,还原出QR码。通过实验验证了文章方法的可行性,实验表明,该方法适合于存在拍摄角度时的图像提取和还原,各角度平均模块误码率在3%以下。     

多传感器视觉测量系统坐标统一技术研究

多传感器视觉测量系统中的每个传感器都有各自局部的三维测量坐标系,传感器在其自身的坐标系下完成相对测量,为了处理测量结果,必须把它们统一到一个总体世界坐标系中,求出传感器坐标系与总体世界坐标系之关系.本文详细介绍了以经纬仪空间坐标测量系统与靶标为中介实现多传感器视觉测量系统坐标统一技术,具体论述了两种坐标统一方法:直接坐标统一法与间接坐标统一法,并利用实验结果对其进行了验证.     

基于贝叶斯统计的测量系统误差控制方法仿真

针对传统误差控制方法存在耗时较长、误报率较高以及误差控制精度较低等问题,提出了一种基于贝叶斯统计的测量系统误差控制方法。通过含有区间灰数的模糊子集所处的故障状态,得到测量系统产生误差的条件,利用贝叶斯网络推理算法以及相关的区间运算规则,对规划模型求解,获取测量系统产生误差的概率以及相关部件的重要特征信息。根据求解结果以及相关的空间交汇原理构建待测点坐标、待测距离以及有关于经纬仪观测角的数据模型,通过分析测量系统产生误差的原因,选取满足误差存在条件的数据对网络进行训练,令其逼近非线性函数,完成对测量系统误差的有效控制。实验结果表明,所提方法能够快速、准确地对测量系统产生的误差进行控制。