热真空环境下二维尺寸视觉测量标定方法研究

针对热真空环境条件对视觉测量精度影响的问题,提出了一种新的基于像素当量的二维尺寸视觉测量系统实时标定方法。该方法采用光刻已知尺寸线条的石英标准件作为测量基准,利用一阶微分期望亚像素细分算法和最小二乘拟合,可实时获取较高精度的像素当量值从而减小环境误差。热真空环境下的实验结果表明,该方法可用于热真空环境下二维小尺寸视觉测量的标定。     

激光跟踪仪坐标测量精度的研究

激光跟踪仪是目前最新型的便携式空间大尺寸坐标测量系统,其坐标测量精度的校准目前常用标准件进行评定,但标准件的加工制造困难且易变形。因此本文利用高精度三坐标测量机及标准球,在三坐标测量机上建立虚拟三维网格标准球板,并通过移站对激光跟踪仪坐标测量精度进行实验研究。虚拟三维网格标准球板消除了由于标准件变形给坐标测量精度带来的影响,移站测量可以从不同的角度和位置全方位地测量工件各部位待测点的坐标,避免了外界环境的影响,也改善通视条件,实验结果证明该方法具有理论正确性和实际可行性。     

涡轮部件及螺柱标准件同轴度测量系统的研制

涡轮增压器与变速箱在精密机械制造行业中应用广泛,涡轮部件及螺柱标准件的尺寸准确度是涡轮增压器和变速箱装配精度的一个重要保证,其中同轴度是涡轮部件及螺柱标准件尺寸准确度的一个关键参数,根据涡轮部件及螺柱标准件的同轴度测量需求,研制了一套涡轮部件及螺柱标准件同轴度的测量系统,并基于LabVIEW开发了测量软件。通过实验对螺柱标准件M12的同轴度进行测量并完成测量不确定度评定。实验结果显示四次测量得到的同轴度误差在6.3~6.5 μm,扩展不确定度达2.6 μm,结论表明:研制的同轴度测量系统适用于涡轮部件及螺柱标准件同轴度的高精度测量。     

一种基于Hough变换新的亚像素定位算法

为了提高数字摄影测量的精度,提出了一种基于Hough变换的亚像素定位算法,针对直线边缘检测和圆边缘检测,分刺采用二次Hough变换法和三等分Hough变换法,通过使用二次Hough变换的方法,克服了直线边缘计算精度低和速度慢的问题,通过使用三等分Hough变换法,克服了传统Hough变换法圆边缘检测性能受参数离散间隔制约及精度低的问题.仿真和实验表明新算法的亚像素定位精度能达到O.02像素,有效地提高了数字摄影测量的精度.     

一种Zernike矩的高精度板材尺寸测量方法

目前技术条件下,对于大视场的高精度边缘测量而言,工业级面阵CCD传感器的分辨率难以满足要求.文章针对钢板尺寸测量系统,首先介绍了测量环境和工作原理.继而在Zernike矩以及Zernike矩亚像素精度边缘检测原理的基础上,提出了适用于钢板尺寸测量的亚像素精度边缘检测算法.该算法不仅具较好的抗噪性能和检测精度,而且在传统界定边缘点的阈值处理方法上进行了改进,使边缘受限于单个像素的宽度范围内,能够实现亚像素精度的定位.系统实际运行表明,该方法能够有效提高测量精度,具有良好的效果和实用价值.     

基于GSI编码点的二维散斑测量技术研究

在摄影测量中,采用人工编码点可以有效提高测量精度.为了提高二维散斑测量的精度和效率,引入了一种有效的GSI(Geodetic Systems Incorporation)编码点.研究了GSI编码点对二维散斑测量精度和效率的影响,采用亚像素搜索和曲面拟合相结合的方法进行数据处理,并对结果进行了分析.实物实验中引入编码标志点,降低了测量误差,提高了计算效率.     

激光基准成像测量光斑图像的亚像素检测算法

在激光基准下基于CCD成像身管轴线直线度测量系统中,对激光光斑图像的高精度检测和定位是影响系统测量精度的一个重要因素.为了提高激光光斑图像的检测和定位精度,提出了一种Sobel-Guass拟合算子的激光光斑亚像素边缘检测方法,同时结合最小二乘迭代圆拟合法设计了光斑中心的高精度定位.即:首先用Sobel算子细化边缘,进而在梯度方向上进行高斯函数拟合插值,进一步提高图像边缘位置的检测精度,最后经最小二乘圆迭代拟合后得到激光光斑的亚像素级几何参数,从而使测量系统的精度提高一个数量级.实验结果表明:像素细分后对像素点的定位精度可以达到0.1个像素,亚像素边缘对标志中心的定位精度优于0.03像素.     

片上皮法级电容测试系统专用标准件的研制

研制了一套用于片上皮法级电容测试系统的电容标准件,量值低至1 pF,频率达到1 MHz。该电容标准件采用GaAs衬底,金属-绝缘层-金属(MIM)结构的电容器阵列实现,其标称值分别为1,10和100 pF。为了消除由探针系统和外界环境引入的分布电容的影响,在芯片同一单元内设计了在片开路器,电容测量准确度达到±1%。建立了在片皮法级电容测量模型,利用组建的可溯源在片定标装置对电容样片定标后,进行重复性和稳定性考核,最终研制出年稳定性小于0.4%的电容标准件一套。测量结果及标准件应用表明,研制的标准件可为片上皮法级电容测试系统进行现场整体校准。     

BOTDA传感系统的布里渊频移提取方法研究进展

随着布里渊光时域分析(BOTDA)传感技术在许多大型基础工程设施安全监测中的广泛应用,对测量精度和实时性的要求日益提高.采用传统的最小二乘曲线拟合方式对布里渊散射谱进行布里渊频移提取,其测量结果的精度依赖于参数初始值的选取和噪声的影响,并且拟合算法的参数迭代求解过程增加了数据处理的时间,降低了工程实时性.文章综述了多种非线性参数优化估计的曲线拟合算法和基于神经网络的布里渊散射谱特征提取的混合优化算法,介绍了无需经过曲线拟合的互相关法(XCM)、深度学习法(DL)和亚像素级精度的重心提取算法(CDA),这些算法能适应更大的扫频步长,实时性更好.     

MEMS中一种改进的移动最小二乘曲面拟合亚像素位移测量算法

曲面拟合法求解亚像素位移是数字图像相关测量MEMS亚像素位移的主要方法之一,现在研究热点之一的移动最小二乘曲面拟合法有时可能会产生病态甚至奇异,影响位移的测量精度和稳定性。文章提出了一种改进的移动最小二乘曲面拟合算法。实验表明:与传统的拟合法相比,该拟合曲面更光滑、亚像素精度更高、稳定性更好、抗噪能力更强,能够有效应用到MEMS的位移测量中。     

基于SHAKF滤波器的MEMS陀螺随机误差建模补偿

MEMS陀螺随机漂移误差是制约惯性导航精度的关键因素。本文针对标准kalman滤波器陀螺漂移处理方法中,随机动态系统的结构参数和噪声统计特性参数不准确的问题,采用自适应SHAKF(Sage-Husa Adaptive Kalman Filter)滤波器进行参数实时估计,提高陀螺漂移精度。基于此思想,建立了ARMA随机误差模型,搭建了MEMS陀螺组件实验系统,通过高精度三轴转台静态测试采集陀螺数据。Aallan方差分析表明,零偏不稳定性经线性KF滤波后提升17.4%,经自适应SHAKF滤波后提升26.2%。     

基于高频方差熵清晰度评价函数的聚焦三维测量方法

图像清晰度评价函数是聚焦恢复深度法（Depth from Focus, DFF）实现三维形貌测量的核心,直接决定了深度方向的测量精度。文中提出了一种基于高频方差熵的图像清晰度评价函数,与常用函数对比了清晰度比率、灵敏度因子两个定量指标,结果表明所提函数优于常用函数。通过对所提函数获得的清晰度评价曲线进行高斯曲线拟合,实现了深度方向聚焦位置的精确计算。对文中方法开展了聚焦重复性与标准台阶高度测量测试,重复性聚焦实验的测量标准差为2.82 μm,台阶高度测量标准差为12 μm,验证了文中方法用于高精度非接触三维测量的可行性。     

航天光学遥感相机多谱带滤光片设计与考核方法

多谱带滤光片是航天光学遥感相机上的关键器件。其兼具多个谱带滤光及探测器封装的功能,特征尺寸多,膜系复杂,其设计及考核过程相比全色或单谱带滤光片要复杂得多。介绍了多谱带滤光片的基片外形尺寸、滤光窗口尺寸、像元位置标识窗口、封装对准标识等关键特征尺寸的设计及计算方法。分析了滤光片的设计加工误差对滤光片与光敏芯片的封装对准精度、探测器在焦平面上的配准拼接以及相机的光谱响应特性等的影响。并基于现有的航天器环境考核方法提出了一套针对多谱带滤光片的环境考核流程和测试方法。最后给出了某相机多谱带滤光片的设计及考核应用实例。     

表面贴装元件识别的一种亚像素边缘检测方法

亚像素算法是一种高精度的边缘检测算法.分析了亚像素边缘检测的原理及现有算法的优缺点,根据现有用亚像素对表面贴装元器件图像检测的算法,提出了三次样条插值的亚像素算法进行边缘提取.通过实验比较,认为该方法提高了边缘提取的精度,满足了贴片机视觉检测的要求.     

湖泊内水系沉积物中Pb Cu Zn的测定方法研究

将粉末用于样品的压片从而进行制样,使能量色散X射线荧光光谱仪对长春北湖湖底沉积物中Pb、Cu、Zn等多种金属元素进行测量。用来研究了元素的测量条件、位置选择和谱线校正问题。通过一系列的分析,结果符合要求,利用检测出限与精确度来加以满足环境检测化探式样的测试要求。在使用用GWB07305进行水系沉淀物成分分析的测试中物质的成分,精密度（RSD）元素均＜9%。结果表明,EDXRF光谱法的精确度和准确值可以满足水系沉积物测试要求。     

基于主成分分析的支持向量机回归预测模型

首先利用主成分分析法降低样本数据的维数,建立主成分的多元回归预测模型,其次利用支持向量机方法确定回归模型的系数,最后实例说明了该模型具有较高预测精度.     

结合邻域权值和色彩信息的彩色立体匹配算法

为了提高彩色图像的立体匹配精度,结合格式塔 心理学和像素的色彩信息,在RGB彩色空间下提出了 一种改进的基于误差绝对值累积(SAD)的立体匹配算法。算法使用色彩相似度和像素距离信 息获取邻域窗内的 像素权值,并使用线性查找表技术加速权值的计算速度;根据像素点RGB色彩分量的分布 特点,生成对应 的分量权值,进一步增强了匹配代价函数的稳定性。实验结果表明,改进后的匹配算法较灰 度SAD及标准彩色SAD算法在精度上有明显的提高。     

航天器的非相干高精度测速方法及实现

随着深空探测和天基测控系统的发展和应用,采用相干应答机将使星载系统变的复杂且测速精度很难提高。本文对非相干测速原理进行了讨论和公式推导,给出了系统设计方法。在精度分析的基础上,给出了设计参数图表。分析了非相干测速系统中测距音辅助捕获的实现方法,并分别讨论了ESA标准和CCSDS标准情况下非相干测速的实现方法。     

雷达精度试验中GPS数据坐标转换及误差分析

介绍了应用GPS载波相位定位技术测量得到的GPS数据为精度试验提供标准值的坐标转换数学模型,并利用误差传递法得到GPS坐标转换后的误差公式。借助三个航路误差理论计算,对转换后的GPS数据进行量化分析,得出在试验中规避标准值大误差的方法。