超小型三轴数字陀螺仪

意法半导体进一步扩大其运动传感器产品组合,推出市场上最小的三轴数字输出陀螺仪L3G3200D。新产品的封装尺寸较现有传感器缩减近一半,让外观尺寸不断缩小的手机、平板电脑等智能消费电子设备拥有先进的运动感应功能。     

图像法空间运动物体尺寸测量的畸变特性研究

图像法用于空间运动物体尺寸测量时,由于图像传感器和物体存在相对运动关系,造成测量尺寸的畸变。在分析图像传感器动态测量过程的基础上,抽象出动态采集的数学模型,分析了传感器采集频率、被测物体运动速度等各个参数对动态采集畸变特性的影响,并进行了实验研究。研究表明:在动态模型的基础上优化采集参数可以减小畸变,进一步修正畸变数据可以提高动态测量的准确度。     

MLG-1列车晃动测量装置

该装置是一种可搬动型测定装置,可对行驶列车发生的晃动（振动等）进行6轴运动特性（上下、左右及前后的直线运动,侧向、纵向及横向的旋转运动）测量。核心部分的传感器采用多输出惯性传感器,同时实现了高精度和轻量小型的机身尺寸。     

车厢尺寸测量及定位系统研究

针对国内大型水泥厂对袋装水泥自动化装车设备的需求,首要任务是解决车厢尺寸自动化测量及定位问题。为适应现场多灰尘、高光强的半室外环境,采用三自由度运动平台搭载一维激光测距传感器的方法,设计了一种货车车厢尺寸测量及定位系统。系统由一维激光测距传感器、三自由度运动平台、控制系统和上位机四部分组成。系统实时采集激光传感器位置坐标及其测量的距离值,通过检测货车车厢四周挡板的具体坐标,计算车厢的长度、宽度、深度及停靠位置,实现车厢尺寸自动化测量和定位,并开发了上位机界面,方便用户操作和数据显示。对货车模型的测试结果表明,该系统在现场恶劣环境中能够稳定运行,具有较强的抗干扰能力,并且车厢尺寸测量相对偏差小于3.8%,定位绝对偏差不大于11.2 mm。该结果验证了该方案的可行性。     

基于红外传感器的移动微机器人定位研究

综合概率论的思想,采用基于红外传感器的微机器人粒子滤波定位方法在已知环境中实现微机器人的自定位.因微机器人受尺寸效应影响无法安装位置传感器,故采用计步的方法存储机器人的运动信息.观测模型采用适合小尺寸微型机器人的红外测距地图匹配方式.因微机器人的存储能力有限,故采用分块存储地图的方法,便于微机器人快速加载地图而完成地图匹配,从而加速其定位过程.实验验证了微机器人的定位性能.     

故障自动防护微机械角速度传感器

微机械角速度传感器是目前市场上能够进行批量生产的最复杂的传感器之一。它由在真空中做复杂运动的惯性质量块和驱动该设备、分析其响应的多种复杂电路组成,并集中于一个在极狭小的空间内。本文介绍了由奥地利SensorDynamics公司成功研制的一种MEMS角速率传感器,可以满足现代应用的全部要求,尤其是汽车工业所要求的小尺寸、坚固的机械结构、长期稳定性、不受限制的故障自动防护性和AEC-Q100认证。     

石墨烯柔性压力/应变传感器的研究进展

柔性压力/应变传感器可以贴附在物体表面,测量其表面压力或应变,可用于人体脉搏检测、表情识别和运动监测等,在健康监护、医疗诊断等方面有广阔的发展空间.石墨烯柔性压力/应变传感器比普通压力/应变传感器性能更为优异,其测量范围宽、灵敏度高且尺寸仅为纳米级.综述了石墨烯压力/应变传感器在近几年来的研究进展及应用情况,重点讨论了基于石墨烯材料的电容法、激光诱导法、3D海绵法、纸基法、水凝胶法的压力/应变传感器的制备方法及性能差异.最后简要指明石墨烯柔性压力/应变传感器未来的研究方向.     

面向手势动作捕捉的传感器设计及主从手运动映射

本文针对人手和机器人灵巧手在运动学上尺寸的不一致现象带来的主从手指尖运动空间映射的不一致性进行研究.基于聚氨酯拉伸应变传感器构建了测量手指关节弯曲角度的数据手套.通过建立主从手的运动学模型,基于旋转矩阵理论及正向运动学提出了一种指尖运动轨迹计算方法及手势动作捕捉算法.基于正向运动学及逆向运动学的指尖运动映射算法建立了主从手的指尖运动空间轮廓.建立虚拟实验场景,分别针对关节角度映射算法、手势动作捕捉算法及指尖运动映射算法进行了一系列试验.通过实验得出基于聚氨酯的拉伸应变传感器具有良好的时间响应特性及电学稳定性,基于手势动作捕捉算法能够获取主从手的指尖运动空间轮廓,指尖运动轨迹的计算误差控制在2.8 mm以内.结果证明了基于手势动作捕捉算法以及指尖运动映射算法能够实现主从手指尖运动空间的一致性.     

高灵敏度SAW纱线张力传感器研究

灵敏度是声表面波（ SAW）纱线张力传感器成功检测纱线张力的关键。通过对SAW纱线张力传感器的灵敏度和基片应变率之间关系的研究,提出了通过增加基片应变率来提高传感器灵敏度的理论。以该理论为指导,给出了通过灵活设计基片尺寸来获得最佳基片应变率的设计方案。为了得到最佳基片应变率对应的基片尺寸,建立了基片应变率和基片尺寸之间的数学模型,提出了求解最大基片应变率所对应基片尺寸的线性规划模型,即最佳灵敏度所对应基片尺寸。实验表明：该方法可以有效提高SAW纱线张力传感器的灵敏度,灵敏度达3132.4 Hz/gf。     

基于多传感器融合的运动平台运动目标检测

基于运动平台的运动目标检测在计算机视觉等领域有着十分广阔的应用,基于单一视觉传感器平台目前很难满足实用要求。提出一种融合视觉传感器、微机电惯性传感器和距离传感器信息的运动平台运动目标检测新方法。利用惯性传感器获得的平台运动信息和距离传感器获得的场景深度信息,采用由粗到精的图像配准策略,消除背景运动影响。利用配准后的图像信息在扩展卡尔曼滤波框架下对惯性传感器信息进行修正,以达到长期稳定检测的目的。实验结果证明了方法的稳健性和有效性。     

一种高冲击MEMS加速度传感器的仿真与优化

基于高冲击MEMS加速度传感器的冲击灵敏度、频率响应与敏感芯片的结构尺寸存在相互制约关系,提出在满足传感器结构强度和固有频率条件下,提高传感器冲击灵敏度的理论分析、仿真模拟与实验验证的方法;运用ANSYS软件对敏感芯片的弹性膜片厚度与中心岛厚度进行多次设计与仿真,通过多组仿真数据对传感器的结构尺寸进行优化;高冲击实验验证表明,优化的传感器结构尺寸、性能指标能够满足设计要求,冲击灵敏度较高.     

生物医用压力传感器

对于生物医学诊断应用来说，传感器整体尺寸大小可说是一项至关重要的特有参数。临床上迫切需求插入式小型传感器，有力地促进了更小尺寸传感器的开发。如果传感器的直径能达到0．5mm数量级，那么就可用通常的插管插入病人体内，如此形成的创伤便很小。而且传感器尺寸越小生物医学中就越发能拓宽应用于更小的器官和人体的孔穴。     

静电传感器结构参数与空间特性仿真分析

针对目前用于摩擦磨损在线监测的静电传感器结构尺寸参数与对应性能难以确定的问题,通过理论模型仿真,综合分析比较并得到了磨损区域和润滑油路静电传感器的结构参数及空间特性的变化规律.根据静电监测的感应原理及不同的应用场景,基于两类典型静电传感器的数学模型,分别进行理论仿真;以传感器空间灵敏度参数为核心,通过传感器结构尺寸参数的变化,得到了多个不同静电传感器的三维空间分布规律;进一步对比其理论效率与探极尺寸比之间的关系,结果表明,两类静电传感器在具有不同的空间灵敏度分布规律的同时具有相似的理论效率变化规律.     

测量条干均匀度的平行板式电容传感器优化设计

条干均匀度一般是指纱线沿轴向粗细变化的均匀程度;检测纱线的微小变化对仪器灵敏度等指标提出了很高的要求,因此对电容传感器的结构尺寸进行优化设计是很有必要的;文章对平行板电容传感器检测纱线的原理进行了研究,并利用电磁场有限元分析软件ANSYS,构建了平行板式电容传感器三维模型,分析了传感器极板尺寸参数的变化对灵敏度和线性度两个优化指标的影响,提出多组传感器分段检测法,完成对电容传感器尺寸的优化;另外,针对平行板电容边缘发散电场对检测结果产生干扰的问题,提出等电位保护环法,并仿真验证其对电容传感器边缘效应的抑制作用;研究结果为平行板式电容传感器优化设计提供了依据。     

基于多感知的空间机械手爪控制研究

对融合了视觉、滑觉、角位移等多种传感器的欠驱动空间机械手爪,研究其对不同形状、质地的物体实现自适应抓取控制。通过传感器反馈控制机械手运动、抓取力,提高机械手的自主能力。在抓取模式选择中,采用基于专家系统的抓取规划,根据物体不同的形状、尺寸选择不同的抓取模式;在抓取力控制中,通过由PVDF制作的滑觉传感器反馈,采用基于滑觉信号的模糊控制方法,对不同质地的物体选择不同的控制参数。通过实验研究验证基于多感知的控制方法对各种物体可以进行可靠的抓取。     

基于IMM的大尺寸回转零件动态位置检测方法

为了解决大尺寸回转零件动态位置不易准确测量或测量成本较高等问题, 提出了一种大尺寸回转零件动态位置实时检测的新方法。该方法根据大尺寸回转零件实际运动规律, 构建了匀速运动模型和“当前”统计模型, 进而给出了基于两种运动模型的交互多模（interacting multiple model, IMM）算法。该方法将多个光栅传感器检测的动态位置信息分别通过IMM算法计算得到融合值, 然后运用滤波误差协方差阵对各融合值进行最优加权估计。仿真表明, 基于IMM算法和最优加权估计算法的动态位置检测方法具有较小的位置误差。将该方法应用于某型火箭整流罩卧式铆接设备空心轴转角定位系统进行工程验证, 实测结果表明该方法具有较高的位置检测精度和稳健性。     

基于视觉传感器的二维尺寸测量

简述视觉检测原理的基础上,构造了基于视觉传感器的二维尺寸测量模型,给出了相应的测量原理及软件设计,并进行了实际的测量试验,证明这种基于视觉传感器的二维尺寸测量是有效可行的。     

利用惯性传感器的人体运动空间轨迹追踪

人体运动的空间轨迹追踪是一种利用传感器技术和计算机技术来分析记录人体的运动过程的方法.为了实现人体运动轨迹的空间追踪,本文设计了一种人体可穿戴式的人体运动捕捉系统,通过佩戴在人体关节点的惯性传感器单元来获取肢体的实时姿态信息.惯性传感器由加速度传感器、角速度传感器和磁力计构成.通过微控制单元获取传感器数据,利用低通滤波和卡尔曼滤波来更新四元数,再将预处理后的数据由蓝牙模块实时发送到电脑端.本文通过对肢体运动的不同角度的实验,证明了利用惯性传感器可以追踪人体肢体、运动的空间轨迹.     

一种新型三维方向和加速度传感器

根据流动的水银球与裸置的环形电阻丝连接形成回路,返回不同位置对应电信号的原理,设计了一种新型的探测运动物体一维方向和加速度大小方向的传感器。由3只一维方向传感器相互垂直构成三维传感器,可探测物体三维运动信息;2只一维传感器返回的电信号构成数组,与测试物体的运动信息一一对应,数据经过处理,可获运动物体的三维方向和加速度大小方向信息。     

基于ANSYS套管式氧传感器的结构优化设计

基于ANSYS对套管式氧传感器在冷启动和正常工作环境下的应力场进行了模拟.通过对不同结构尺寸套管式氧传感器的应力场分析,得出了相应结构尺寸与应力之间的关系,为结构优化提供了依据.