双线阵CCD交汇测量中的自动标定方法

针对CCD交汇测量系统中的初始标定困难、繁琐、重复误差等缺陷,提出了一种基于测量模型的自动标定方法.根据交汇测量原理,建立了测量系统的数学模型,并推导出自标定的模型.在相机焦距、倾角、光心坐标已知条件下,通过分析标定中各参量的函数关系,可利用线阵相机像元确定测量位置,精度可达到4 mm.     

双摄像机结构光三维测量系统自标定方法

针对双摄像机与投影仪结构光三维测量系统的标定问题,提出了极线约束条件下的自标定方法．依据极线约束理论,通过标定物上特征点与对应双摄像机的两个像点确定极线方程,建立了两个摄像机之间的平移和旋转关系矩阵．将多编码周期三角形灰度分布图案投射到标定物,获取特征点在投影仪上对应点的坐标,采用改进8点法建立投影仪与双摄像机关系矩阵的两个估计矩阵,利用对极距离为目标函数进行估计矩阵优化,得到双摄像机和投影仪的参数矩阵．采用该系统对平面和人脸进行了三维测量实验,结果表明平面测量的最大绝对误差不大于1．7mm,相对误差不大于0．18％,表明了该三维测量系统自标定方法的有效性．     

精密装配用并联机器人标定及机构误差分析

为了提高手机摄像头的装配精度,设计开发一款用于精密装配的小型并联机器人,并对机器人进行标定以及机构误差分析.用数值方法推导机器人的正逆运动学模型和误差模型,并探讨机器人运动学模型和误差补偿模型衔接的问题;设计在桥式三座标测量机上进行测量标定的方法,并对机器人进行标定实验;从机构角度对机器人的间隙误差来源进行分析,分析机器人构型对间隙误差的约束,并对机器人进行重复定位精度测试.经过标定及机构误差控制,机器人位姿坐标的最大位移误差由0.345 9 mm降为0.012 1 mm,最大转角误差由0.007 3 rad降为0.001 1 rad,重复定位精度为0.004 8 mm.实验结果表明该标定方法及机构误差分析方法能有效提高机器人的精度.     

基于DOE的电控柴油机优化标定

对某型柴油机进行了单点优化标定和基于功率的系列化开发,选择BSFC、BNOx、SOOT为响应变量,轨压、正时、主预喷间隔为试验因子.试验采用了全因子试验法,在试验数据的基础上建立关于试验因子与响应变量的二次多项式模型并取得拟合精度.由已建立的二次多项式模型对ESC除怠速点外的12个工况点进行单点优化.用某一功率档为基准,建立二次多项式函数进而对其它功率档进行标定.优化后标定参数经试验验证符合预期效果,表明基于DOE的柴油机优化标定大大减少试验次数进而节约成本.     

解决约束平面偏移问题的机械臂闭环标定

基于平面约束的工业机械臂闭环标定,拟合平面与实际约束平面之间存在一定偏差,直接影响标定精度.针对此问题提出消除偏差的方法及误差模型.建立平面坐标系,得到约束平面的准确方程,通过接触式测量头对约束平面进行测量,在平面坐标系中描述测量点的位置;建立最小完整连续运动学模型,从而减少冗余参数的影响;利用双目视觉定位约束平面并规划理论测量点位置,实现自动化测量;通过改进的最小二乘法对参数误差进行辨识.实验结果表明,修正运动学参数后,机械臂绝对位置精度由1.234 mm提高到0.405 mm.该方法成本低、精度高、效率高,且简化了误差模型,适用于工业机械臂的现场标定,为机械臂生产厂家实现批量化标定及后期设备维护提供了思路.     

基于CCD的轴径检测方法

给出了一种CCD相机标定与亚像素边缘检测相结合的轴径测量方法。该方法在修改了张正友标定方法中的畸变模型的基础上,利用专门设计的夹具夹持标定板进行CCD相机的外部参数标定,有效地保证了被测轴的夹持状态与标定的外部参数一致。使用拟合形式的亚像素边缘检测算法确定轴的两条边缘的位置,同时给出了利用伪直径确定真实轴径的函数关系式。通过与精密量具的测量结果对比,当轴径的基准尺寸在35～75mm时,该方法测量的平均误差为0.02mm。     

基于矢量法的双肘杆机构运动学分析及参数优化

采用矢量法建立模切机双肘杆机构的运动学模型,并通过矩阵运算推导机构各构件运动规律的表达式.利用Matlab编制了机构的运动学程序,并结合算例对双肘杆机构进行了运动学仿真.仿真结果与前人经由ADAMS的分析结果一致,表明所建运动学模型能够正确反映机构的运动特性.运动学仿真曲线还表明,动平台工作时相对水平面呈微小角度的摆动.为了改善机构的运动特性,以动平台摆角标准差最小为优化目标函数,使用Matlab优化工具箱,调用fmincon函数,对机构进行参数优化设计,优化结果表明机构的运动性能得到一定程度的改善.     

曲面基体绝缘涂镀层涡流测厚高精度标定方法

为了提高金属零件表面绝缘涂镀层厚度测量精度,以某型电涡流位移流传感器为例,开展3种不同曲率的曲面试件标定试验;对比分析9次多项式、7项傅里叶级数、多峰高斯函数和径向基函数神经网络这4种标定方法的误差平方和、均方根、决定系数以及单点运算时间;综合评价4种标定方法在测量精度、计算速率方面的优劣,为涡流位移传感器在不同应用场合的标定方法选择提供参考. 针对燃料贮箱外表面聚氨酯泡沫层厚度测量要求,选用基于径向基函数神经网络的曲面基体涡流测厚法进行验证试验. 结果表明,通过优化标定方法,测量误差可以控制在?0.15~ 0.15 mm.     

大口径测量系统主反射镜装调及精度分析

主镜的面形精度与光轴中心偏差影响经纬仪的成像质量与测量精度.为了(减小)调整装配前后主镜的(变形)面形精度,本文介绍了检测主镜面形误差的几种方法及优缺点.为了保证经纬仪的测量精度.首次提出了大口径主镜光轴中心偏差的调整与检验方法并确定主镜光轴中心偏差调整精度小于0.05mm.     

6061铝合金铣削工艺参数多目标优化

铝合金加工工艺参数的选择是影响铝合金零件加工效率和加工质量、降低制造成本、提高设备使用寿命的关键因素。以6061铝合金为研究对象,对铝合金铣削工艺参数多目标优化进行了研究。以主轴转速、进给速度、轴向进给量、径向进给量和刀具直径为实验因素,进行了五因素五水平铣削正交实验,采用遗传算法优化的反向传播神经网络预测模型建立铣削参数与表面粗糙度之间的非线性关系。在此基础上,建立了以材料去除率和加工表面粗糙度为优化目标的多目标铣削参数优化模型,使用基于NSGA-II算法开发的gamultiobj函数对优化模型进行求解。结果表明,优化后的6061铝合金高速铣削工艺参数范围为主轴转速12 000~13 000 r·min^-1,径向进给量0.19~0.21 mm,进给速度1272~1300 mm·min^-1,轴向进给量6~8 mm,刀具直径4 mm。     

虚拟齿轮测量中心的几何运动误差建模及其对测量效应的分析

为了研究误差对测量结果的影响,在虚拟齿轮测量中心建立误差模块,根据测量渐开线样板的结果进行评定.研究结果表明:将振幅为4μm、圆频率为0.9rad/mm的运动误差值叠加到虚拟齿轮测量中心运动模块中,渐开线样板齿形误差和形状偏差的增量小于1μm,斜率偏差不变,不影响测量精度;将同样大小的几何误差叠加到虚拟齿轮测量中心会直接影响测量结果,且测量结果与给定的正弦函数规律一致.     

回转窑中心线偏差动态测量新法

针对现有回转窑动态测量方法存在测量基准不可靠,测量误差大等问题,提出建立横梁实体水平基准,动态测量水泥回转窑筒体中心线偏差的新方法。采用新方法设计的测量系统由全站仪、在线直径测量组件、托架组件、标定过的水平标尺和数据采集器等软硬件组成。通过架设水平基准横梁,由左、右托轮中心和轮带中心建立三角形模型,用全站仪间接测得回转窑中心线的水平和竖直偏差。经现场实地测量调试:新方法研制的测量系统稳定可靠,精度达到0.5 mm以内,测量数据与现场窑体运转状态反映一致。     

基于BP神经网络的阴极射线管显示器标定模型

为了精确标定阴极射线管（CRT）显示器，应用分光光谱辐射计1980B采集计算机控制的CRT显示器色度数据，建立了经过三通道输出整合优化的前馈BP神经网络CRT显示器标定模型.该模型是CRT显示器的红、绿、蓝3个通道的亮度等级值和颜色三刺激值之间的非线性映射.神经网络的预测颜色三刺激值与测量颜色三刺激值之间的决定系数均大于0.999 9，两者之间的CIE色差均值为0.409 7，标准差为0.332 3，远小于最小颜色可觉差.该模型的标定色差显著小于CIE伽马校正标定模型的标定色差（CIE色差均值为4.695 5，标准差为3.533 0）.     

六光幕阵列光幕夹角参数对测量精度影响规律分析及仿真

为了确定六光幕阵列中的最佳光幕夹角参数以减小对测量精度的影响,研究了双"N"形六光幕阵列测量精度,建立了误差传播公式,仿真分析了光幕夹角参数对测量误差的影响规律.仿真结果表明:在一定的实弹试验仿真条件下,坐标测量误差dZY较小时,对应的最佳夹角参数范围为44.5°≥α≥45.5°,57°≥β≥60°;速度误差dV较小时对应的最佳夹角参数范围为36°≥α≥38°,54°≥β≥55°.     

刮板输送机直线度误差预测模型

为了实现刮板输送机直线度误差的准确预测,本文根据刮板输送机调直要求,利用给定方向上的直线度误差提出了刮板输送机直线度评定方法,发现了刮板输送机直线度误差为综采工作面所有推溜点样本的极差.基于极差理论建立了刮板输送机直线度误差预测模型,该模型可预测直线度误差的平均值、标准差及其波动范围,通过与调直数值仿真结果对比,证明了该模型的正确性和准确性.结果表明：随着推溜误差和检测误差的标准差的增大,刮板输送机直线度误差及其波动范围逐渐增大.刮板输送机直线度误差随推溜点数逐渐增大,但直线度误差波动范围逐渐减小.利用现场试验数据验证了所建立的直线度误差预测模型,刮板输送机调直后直线度误差平均值和波动范围的预测结果与现场试验结果较为接近.根据液压支架推溜误差和刮板输送机直线度控制目标,可以确定采煤机惯性导航定位系统的技术指标.液压支架推溜误差的标准差为10 mm时,刮板输送机直线度误差无法控制在50 mm以内.当刮板输送机直线度误差分别在100,200,300和400 mm以内时,采煤机惯性导航定位系统的标准差应分别不大于9.135,25.176,39.384和53.248 mm.     

转台误差对MEMS陀螺标定的影响分析

MEMS陀螺是导航系统中的关键元器件,提高其精度对提升导航系统性能具有重要意义.基于多体系统建立三轴转台误差模型,根据转台运动机理分析得到三轴转台的各类几何误差项及运动误差项,然后阐述陀螺标定原理,推导出MEMS陀螺标定全参数误差模型,测量出转台各项误差参数值.在此基础上进行速率标定实验,分别求得加入转台误差项参数和不加转台误差项参数时得到的MEMS陀螺误差系数,对比得到两者差值,根据此误差值可以对在不考虑转台误差项参数时得到的MEMS陀螺误差系数进行校正以提高精度.实际工程应用中,可以通过建立MEMS陀螺标定全参数误差模型修正转台误差以提高MEMS陀螺精度,从而提升惯性导航系统性能.     

光电经纬仪利用雷达距离数据实现单站定位方法研究

为了解决经纬仪快速定位问题,提高其使用效率,提出利用在光电经纬仪附近同站住两维雷达距离测量数据,结合光电经纬仪俯仰角测量数据,将雷达测量的相对于目标的距离数据转换到经纬仪相对于目标的距离数据,从而实现单站定位方法.经过误差分析表明,定位精度小于5m,满足对目标定位精度要求.同时经纬仪不需要与其它经纬仪交会即可对目标定位,减小了经纬仪对布站的限制.     

一种求解虚拟企业制造资源局部调度问题的双种群蚁群算法

建立了以任务总工期最小为目标函数的单模式资源受限项目调度的数学模型,设计了一种用于求解该问题模型的双种群蚁群算法。用标准问题库PSPLIB中的基准问题对该模型及其求解算法进行了验证,通过对参数的优化设置并与已知最优解进行比较验证了算法的有效性。     

五轴台垂直度、相交度、对准误差的测试方法

为测量五轴台的轴线垂直度、相交度以及对准误差,首先介绍了用水平仪测量非整周回转竖直轴系铅垂度的测试原理,及利用经纬仪将回转轴线引出的原理.在测量了三轴转台偏航轴、双轴转台偏航轴的铅垂度基础上,通过安装调整经纬仪的位姿,建立固联在经纬仪上的基准坐标系.在三轴转台的俯仰轴端安装十字靶标A、B,滚转轴端安装靶标C、D,在双轴转台的俯仰轴端安装靶标E、F.利用经纬仪将这3条轴的轴线分别引出.在三轴转台和双轴转台偏航轴端安装细丝S3和S2,用经纬仪将两偏航轴轴线某点引出.最后根据引出的3条轴线与两偏航轴轴线上两点,得出了五轴台的垂直度、相交度和对准误差.最后对垂直度、相交度、对准的测试误差进行了相应的误差分析,证明本测试方法能够满足精度要求.     

一种双频非组合实时精密定位方法

为满足单系统单基线双频数据条件下的实时精密定位需求,提出一种双频非组合实时精密定位技术,基于站间-星间载波相位及伪距观测量双差观测模型,实现单系统单基线双频非组合RTK(Real Time Kinematic).通过分析双差模型观测量冗余度,确立模型残余误差处理策略,设定状态向量,推导并建立状态预测方程及测量方程,实时更新状态向量变换矩阵,根据随机模型调整两种观测量数据的权重,最后利用扩展卡尔曼滤波器技术得到实时定位结果.文中基于几组中长基线实验,通过考察定位结果的三维定位误差及整周模糊度成功固定率,验证该方法的有效性.实验结果表明,在中长基线条件下进行实时定位,该方法精度可以达到厘米级,基线长度为135.6 km时,整周模糊度固定成功率为97.3%,东向、北向、天向的CEP95定位误差分别为1.35 cm、1.84 cm、7.08 cm.双频非组合技术充分利用差分技术的优势消除与距离无关的相关误差,并有效地避免了观测值组合过程所引起的观测噪声,可以实现中长基线条件下的厘米级实时定位.