基于传感器副的压力管道泄漏定位研究

针对压力管道泄漏点定位问题,阐述了基于双传感器的相关定位算法,表明定位精度与时延、两个传感器之间距离和信号在管道上传播速度等有关.在高信噪比情况下,指出波速和距离对管道泄漏点定位精度是关键的.提出了一种基于传感器副的压力管道泄漏定位新方法.利用同一传感器副内传感器距离精度高的优点,由传感器副来确定管道泄漏时信号在管道中传播速度,测得速度精度要优于公式法和冲击法,最终提高了定位精度.对泄漏点进行了多次试验,试验结果表明:该方法可以提高泄漏点定位精度,定位精度为传感器副之间距离的3％以内.     

低成本IMU与RFID技术结合的AGV实时定位方法研究

针对低成本惯性测量单元(IMU)在室内定位应用中普遍存在漂移严重、精度较低等问题,通过实验分析低成本传感器误差特点,并提取其定位误差特征,提出一种基于低成本IMU的自动导引车(AGV)室内实时定位误差补偿方法,以提高其定位精度.为解决惯性导航位置解算存在累积误差的问题,将RFID电子标签作为参考节点,实现累积误差的定期消除,进一步提高AGV的定位精度.实验验证表明,相较于单纯使用低成本IMU定位,这里方法定位精度提高了31％.     

家庭服务机器人定位系统研究

解决家庭服务机器人的定位问题是机器人能顺利完成其他家庭生活任务的基础。设计了基于ZIGBEE、RGBD视觉传感器和二维码三种定位的方法,针对这三种定位方法的定位精度最终选择以二维码作为家庭服务机器人的定位方法的基础,提出一种结合视觉传感器的家庭服务机器人定位算法。该算法通过在世界坐标系中以二维码为绝对坐标系坐标建立家庭服务机器人的相对坐标,从而计算出家庭服务机器人在绝对坐标系中的坐标。验数据表明,结合视觉传感器的二维码定位算法,全局定位精度可达到16mm,很好的解决了家庭服务机器人的室内定位问题。     

LAMOST高精度光纤定位单元关键技术研究

基于LAMOST并行可控式光纤定位系统,介绍了双回转光纤定位单元实现高精度定位的关键技术.定位单元采用了基于计算机数据端口的开环控制系统,设置机械零位辅以电子开关构成单元回转的基准零位以减小多次重定位的累积误差,采用弹簧消隙机构消除齿侧间隙提高系统定位的稳定性.单元采用面阵CCD传感器检测单元定位精度,通过检测光纤端部出射光斑的特征点以表征定位单元上光纤端部位置.实验表明本定位单元能够实现光纤的快速、高精度定位,定位精度达到40μm.     

一种无线传感器网络分步求精节点定位算法术

传感器网络由于资源受限,定位算法需要综合考虑算法开销、网络构建成本、定位精度等多方面因素.本文针对Boun-ding Box定位算法定位精度过于依赖于锚节点密度的问题,提出一种锚节点数量适中的无线传感器网络分步求精定位算法(SRBB).该算法利用锚节点位置信息,结合多边测距定位方法分步求精,并町有效识别出网络中的孤节点,消除其对定位过程的影响.算法原理简单,便于实现,仿真实验表明,SRBB可利用适量的锚节点达到较高的定位精度,算法开销适中.     

基于PMAC定位平台的定位精度与误差补偿研究

气浮精密定位平台在运动的过程中需要有高的运动精度与良好特性,而决定其运动精度的则为平台的定位精度与重复定位精度。研究了基于PMAC的气浮精密定位平台的精密定位控制技术,利用Renishaw激光干涉仪对精密气浮定位平台的定位精度与重复定位精度进行实验研究,分析在不同反馈传感器、不同控制参数下定位平台定位精度与重复定位精度的影响规律,在此基础上通过统螺距误差补偿与间隙补偿公式换算得出补偿数据,利用补偿数据对定位平台进行误差补偿。研究结果表明,通过对误差补偿方法的使用,定位平台的定位精度与重复定位精度分别提高了80%和20%。     

基于移动信标的无线传感器网络混合节点定位算法

节点定位是无线传感器网络中的关键技术之一。本文在采用装备有GPS装置的移动信标的基础上,提出了加权质心定位方法和Unscented—KF滤波组合定位算法。算法首先利用加权质心定位方法,获得无线传感器网络未知节点的初步位置,再用Unscented—Kalman filter进一步提高定位精度。算法可以实现传感节点的低成本定位,容易达到很高的定位精度、可实现分布式定位计算。仿真结果显示,与算法较常用的极大似然估计相比,未知节点的定位精度有较大的提高。本算法定位过程中节点间无通信开销,计算量小,节省了宝贵的节点能量。在本文中算法是基于RSSI测距方式,它还可应用于TDOA,TOA等基于测距的定位算法中,具有较普遍的应用意义。     

基于DV-Hop的无线传感器网络定位算法

针对无线传感器网络中DV-Hop定位算法其定位精度和覆盖率的不足,提出了一种按节点优先级进行定位并升级为新锚节点的改进算法。该算法是从第二轮次开始增加一次新锚节点广播,由各未知节点根据自身所收到的新旧锚节点广播的多少来确定其优先级,选择该轮次中优先级最高的节点按DV-Hop算法实现定位并升级为新锚节点,并在定位过程中利用加权最小二乘法降低了累计误差。选用Matlab进行相关仿真,结果表明改进算法在一定程度上提高了定位精度和覆盖率。     

基于TDOA的多地震动传感器目标定位

针对多地震动传感器的目标定位问题,提出了一种基于信号到达传感器阵列时间差TDOA（Time Difference of Arrival）估计定位算法。在MATLAB环境下采用TDOA定位算法对探测区域内的随机目标进行定位仿真。仿真结果表明,TDOA定位算法满足系统对目标位置的估计,且提高地震动传感器网络节点分布密度是增加目标定位精度的必要手段,但并不是节点越多,定位精度就越高。该定位方法定位精度较高,可适用于多种环境场合,实用性强,为进一步控制研究奠定了良好的基础,有较强的指导意义。     

LAMOST光纤定位单元检测装置

介绍LAMOST光纤定位单元定位精度检测装置的工作原理及结构。该装置利用“光重心法”检测光纤端部出射光斑的特征点以获得定位单元上光纤端部的位置 ,采用光栅和线阵CCD传感器实现二维图象扫描检测。     

基于载波相位差的室内定位系统研究

为提高室内定位精度,研究并实现了一种基于载波相位差的室内定位系统,利用双天线结构的传感器节点测量信号源载波相位差值,借助无线传感网络实现了分布式传感器节点的相位差值汇总.阐述了载波相位差定位的基本原理,通过基于泰勒级数展开的最小二乘迭代算法完成定位过程中双曲线方程的求解,得到目标位置,并对系统各节点进行了设计.仿真与实...     

超声电机直驱的电动物镜控制方法

针对超声电机直接驱动的显微镜物镜为满足系统整体结构紧凑、快速和准确定位的需求,采用小型光电耦合器设计了位置检测传感器,配合遮挡片实现了物镜位置和物镜转换器运动方向的检测。采用传统比例-积分-微分控制(proportion-integral-derivative control,简称PID)和模糊控制提出了并行切换控制策略,将两者结合建立了宏微相融合的预测控制方法,实现了物镜转换器的高精度、快速切换控制。在嵌入式控制系统中实现了所设计的控制算法和策略,并进行了物镜自动切换控制实验。实验结果显示,采用笔者提出的定位结构和控制方法,电动物镜转换器的重复定位误差小于0.015°,定位时间小于3s,满足自动显微镜系统中对电动物镜转换器重复定位精度的要求。     

基于差分GPS的无人机群小范围定位方法研究

为提高无人机群定位精度,减小飞行误差,增强避障能力,针对无人机飞行过程中精确定位受大气、卫星轨道、电磁等因素影响,引入差分GPS定位方法。利用差分GPS对无人机实现空间绝对定位,然后用短距无线通信实现多个无人机间的相互通信,达到相对定位的目的,最终将接收机站信号上传到上位机实现仿真验证。根据实验验证结果得出差分GPS定位在无人机群方面可提高定位精度。     

高功率激光装置中靶的定位调试

为了提高高功率激光装置中靶定位调试的效率和精度,提出了一种仿真初调和实验误差分析相结合的靶定位调试方法。该方法采用3-CCD传感器进行定位监测,利用OpenGL成像技术实现CCD仿真图像的采集,并对目标靶、送靶机构等进行虚拟构建。基于仿真实验分析了实际系统中靶定位的误差来源,包括图像检测误差、3-CCD传感器的装校误差及送靶机构的定位误差等。靶定位算法的调试和初步验证在仿真系统中独立进行,实现了理想条件下的零误差定位调整;调试后的算法在实际系统中的靶定位精度小于±5μm,角度误差为±0.015°。由于仿真初调可脱离实验平台进行,故有效地提高了工程效率。提出的调试方法在实际系统中的定位精度满足高功率激光打靶的要求。     

多方向偏振光实时定位样机的设计与搭建

为了提高偏振光导航定位的可靠性和实时性,提出了一种利用多方向偏振光的自主式导航定位方法并搭建了样机。通过样机多方向阵列结构中的偏振光导航传感器实时检测天空多个方向的偏振光信息,并对这些信息进行优选和融合处理,计算得到更加可靠且准确的太阳空间位置。最后根据太阳空间位置,结合时间和地磁场分布信息,计算样机所在位置的经纬度,实现实时定位。基于可视化软件LabVIEW编写样机上位机程序,能够实时采集样机中传感器数据,同步处理计算且实时显示载体地点经纬度,数据更新率可达10Hz。静态测试结果表明,定位样机性能稳定,经度方向上的定位精度为±0.4°,纬度方向上为±1.2°,定位精度较高,可应用于实际导航。     

基于地磁场的室内定位和地图构建

提出了一种利用室内地磁场的空间波动来实现即时定位和地图构建的方法。为了能增加定位精度和减少计算量,本文依据地磁场传感器能够测量地磁3个正交方向上的分量和不同的权重计算方式改进了粒子滤波算法,并结合克里金法对地磁地图进行更新。在定位阶段,利用改进的粒子滤波来估计机器人的位置,算法的收敛速度每次约加快0.5 s和定位误差约减少3.5 m;在构造地图阶段,利用克里金空间插值法来实现的空间波动地磁地图的更新较其他插值算法更灵活,且经过插值后的地图更有助于提高机器人的定位精度。通过MATLAB仿真实验,证明了该方法能够准确快速地对机器人定位,并且通过机器人观测值和里程计数据实时地构建连续一致的地图。     

一种主要基于多超声波传感器定位的新方法

提出对室内空间分区的方法,解决了移动机器人在室内环境下的定位。在室内有随机障碍物的情况下,根据空间区域特点剔除坏值,采用串联和并联推断的方式,对机器人进行定位。该方法融合了机器人内部传感器电子罗盘、里程计和外部4个超声波测距传感器的同步和异步信息,具有很高的抗干扰特性和较高的定位精度。     

基于二维寻优的核电站松动件定位分析

为快速、准确地估算出核电站一回路松脱零部件的碰撞位置,提出了一种基于二维寻优的松动件定位方法。根据各个传感器与松动件碰撞位置关系,建立松动件定位分析模型,将松动件定位问题转化为一个二维寻优问题;采用遗传算法进行寻优,实现松动件的位置估计。该方法避免了波速测量误差对定位精度的影响,提高了估算精度。分别用提出方法与三角形定位法和扫描定位法处理松动件碰撞模拟实验数据,对比分析定位误差和计算耗时表明,所提出的方法具有更高的定位精度和计算效率。     

基于磁传感器阵列的消化道微型诊疗装置定位跟踪方法

实时定位与跟踪是消化道微型诊疗装置实际应用中必须解决的关键问题。提出了一种基于三轴磁感传感器阵列的实时定位跟踪方法,使用磁偶极子模型作为永磁体的磁场分布模型,用4×4的三轴磁感传感器阵列检测永磁体的空间磁场,通过控制电路和USB接口适配器将检测出的信号传入计算机,最后由定位程序使用非线性最优化方法由磁场信号解出永磁体的位置和姿态信息。设计了磁定位系统,建立了三维实验平台,并开展了定位,模拟肠道轨迹跟踪和介质材料影响等实验。实验结果表明该系统能够对内置小型永磁体的电子胶囊的位置和姿态进行非接触测量,对于距离传感器阵列平面150mm的电子胶囊,平均定位精度小于7mm,平均定向精度小于6度,该系统能够对在距离传感器阵列平面80mm至250mm的模拟肠道内运动的电子胶囊实现轨迹跟踪,并且定位精度对人体、织物、塑料等非磁性介质不敏感。该系统基本能够满足消化道微型诊疗装置在体内的实时定位与连续跟踪的要求。     

基于激光雷达的复杂环境定位研究

针对传统定位方法中存在误差大、定位范围小、依赖标志物等问题,文章通过无人系统自身搭载的传感器实现复杂环境下的定位:无人系统配置激光雷达传感器获取周围环境点云数据,得到当前时刻在环境中的位置信息;借助机器人操作系统(Robot operation system,ROS)实时发布传感器数据;分别使用Hector算法、Cartographer算法对环境进行实时定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)。实验证明,在无轮式里程计的条件下,该2种算法仍保持较高定位精度,所建地图可用于无人系统的局部及全局路径规划。