海上动平台间测距测向误差分析

针对站间距在100 km范围内的无源测向交叉定位系统，推导采用中继模式进行信号超视距传输时的测距测向误差计算模型，利用射线追踪法推导在强波导环境下的测距误差计算模型。仿真结果表明，在中继模式下，测向误差和视距时双站相互测向误差基本一致，测距误差受观测站与中继站的几何位置及站间距离影响，当观测站与中继站处于同一直线时，测距误差和视距传输时基本一致；在强大气波导环境下，测距测向误差和视距传输时基本一致，为雷达、通信等无线电电子系统的使用提供了参考和依据。     

机载远程红外双站测距研究

介绍了红外双站测距的原理,分析了机载远程红外双站测距误差的影响因素并分别推导出各影响因素引起的部分误差公式,通过仿真实验进行了验证。实验结果表明,红外系统的测角误差和距离基线误差越大,测距误差越大;在测量精度和目标距离一定的条件下,由测角误差引起的测距误差与目标的方位角和俯仰角有关,由距离基线误差引起的测距误差与角度无关。     

基于GDOP的红外跟踪系统双站交汇测距能力分析北大核心CSCD

分析了红外跟踪系统双站交汇测距理论,引入GDOP作为交汇测距精度评价指标,对红外跟踪系统测距精度进行了仿真,得到了不同条件下测距误差。结果表明:双站交汇测距误差与红外跟踪系统自身的测角精度、目标位置、目标距离密切相关。给定条件下,方位角20°时,5 km~60 km范围测距误差在1.5%~24%之间逐渐增加;方位角90°时,5 km~60 km范围红外跟踪系统测距误差在1%~8%之间逐渐增加。     

机动平台双站红外测距方法研究

机动平台双站红外测距具有较高的实用性,通过对测距过程的分析,描述了坐标系转换原理和空间交叉点定义,提出了一种机动平台双站红外测距方法。结合实际应用需要,分析了影响该测距算法测距精度的因素,并给出误差计算公式。对测距精度进行了仿真分析,研究了双站间距、探测得到的方位角度和测距精度之间的关系。     

密集多径环境下UWB测距的NLOS误差减小方法

为减小密集多径环境下超宽带(UWB)测距结果中因为障碍物引起的非视距(NLOS)误差,提出了一种有效的NLOS误差减小方法.此方法考虑了NLOS误差的产生原理及特点,以信号传播的路径损耗模型为基础,通过对接收信号中不同时间到达单径的能量比较,实现了对NLOS误差的粗略估计,进而以此估计值对测距结果进行校正.在方法的具体实现上,给出了一种计算量较小、复杂度较低的单径检测算法.对实测数据的处理验证了方法的正确性,结果表明本文提出的NLOS误差减小方法使UWB测距精度有了较大提升.     

激光脉冲测距的测距精度及误差分析

以激光脉冲测距的原理为基础，对激光脉冲探测理论进行了分析，在分析影响激光脉冲测距的各种误差源的基础上，给出了误差修正公式，并指出该误差是影响激光脉冲测距精度的主要因素．同时对激光脉冲测距的精度和误差进行了定性的分析，提出了试验中提高测距精度的主要途径，为正确分析靶场光学测量设备的整体效能提供依据．     

船用星敏感器姿态测量误差建模与仿真分析

为提高船用星敏感器姿态测量精度,对星敏感器船体姿态测量误差模型进行了理论分析。首先针对船用星敏感器的使用环境构建了船用星敏感器观测模型,然后推导了基于角度测量的船用星敏感器误差模型,最后仿真分析了星敏感器地平滚动角测量误差、安装角度对船体姿态测量精度的影响。误差模型与仿真结果表明,星敏感器地平姿态测量误差、安装角度标定误差以及安装布局等是影响船体姿态测量精度的主要因素,其中当星敏感器地平滚动角测量误差为100″时,船体姿态测量误差最大可达112″;安装布局对船体姿态测量精度有一定的影响,其中船体姿态测量误差随安装方位角的变化而呈周期性振荡趋势,纵摇测量误差随安装仰角的增加而增大;当星敏感器沿艏艉线方向安装时,航向测量误差随安装仰角的增加而增大,当沿垂直于艏艉线方向布局时,横摇测量误差随安装仰角的增加而增大。     

多径信号对伪码扩频测距系统性能的影响

分析了多径效应对伪码扩频测距精度的影响,研究了航天测控系统中多径信号的特征,建立了系统的信道模型。利用MATLAB搭建仿真平台,比较了不同环境下多径效应对测距精度的影响。仿真结果表明：测距误差的均值和抖动随着信噪比的增大而减小,莱斯因子越大,测距误差的均值越小;而多径信号的相对延迟越大,多径信号的数量越多,测距误差的抖动越大。     

URG-04LX2维激光扫描测距传感器的应用试验研究

介绍了URG-04LX2维激光扫描测距传感器的测距原理和功能,采用全速USB和RS232C两种外部接口向传感器传输测距数据命令,读取距离数据并处理。测距试验表明,传感器能准确测量出到平面的距离,地板砖、白色纸、黄色纸和土壤等被测对象在2 m以内的测量误差小于10 mm,但不同材质或颜色的被测对象激光扫描传感器的测量精度存在一定差异。障碍物检测试验表明,传感器的数据能清晰地检测到障碍物,并获得障碍物在传感器坐标系内的坐标值和障碍物尺寸等参数,测量到的障碍物尺寸误差小于10 mm。     

机载激光雷达测距性能研究

本文分析了扫描角度和航高对机载激光雷达的回波功率、信噪比和测距精度的影响。计算表明,随航高和扫描角度的增加,回波信号功率衰减,信噪比降低,测距误差增大。本文尝试性地提出了解决问题的方法。     

一种基于非参数模型的相机内参校准方法

影响大空间视觉三维坐标测量不确定度的主要因素有相机内参数、外部方位参数和特征成像质量.传统相机内参数校准方法需要参数模型化及全局最优化求解方法,会造成各内参数相关性过高,局部校准误差较大,对基于测角的测量方式不确定度影响较大、结合相机成像原理及垂线法,提出了一种基于物理参数校准的方法,对主点位置偏移、全视场范围非均匀镜头畸变等参数进行了精细校准.最后,以交比不变误差作为相机校准精度的评价方法,与传统校准方法的对比实验表明,该校准方法能够有效地提高测量不确定度指标,是一种简单、实用的校准方法.     

高压线路巡线机器人视觉导航中的单目测距算法

为准确快速地定位高压线路上的障碍物,实现有 效越障,提出了一种用于巡线机器人视觉导航的单目测距算 法。采用Hough变换在视频帧图像中检测出机器人行走导线的两侧边缘;预先测取导线上可 成像 的最近点到镜头的距离且机器人移动过程中保持不变,由此处导线两侧边缘直线纵坐标差和 障碍物处的两直线纵坐标差之比,得到障碍物到镜头的距离并对其进行线性修正,最终可 得到障碍物沿导线到镜头的距离。试验结果表明,提出的方法在5000 mm内测量误差小于5%,可测距离至少能达7.4m;且算法具有精度较 高、速度快、鲁棒性强、需测量参数较少和易于实现等优点。     

IR-UWB定位系统距离误差建模及性能研究

基于相干TOA测距算法,研究了IR-UWB无线室内定位系统中由脉冲信号传播特性导致的多径误差和NLOS误差的建模问题。首先利用IEEE 802.15.4a信道模型中的多径信息给出了与系统带宽有关的多径距离误差分布参数。结合IR-UWB信号穿墙传播几何结构,理论推导了穿墙额外传播时延导致的几何距离误差限。对完全NLOS环境下定位的仿真结果表明,利用NLOS距离误差信息直接对TOA测距结果的修正可以显著提高定位精度。     

大尺寸视觉测量系统结构参数分析与试验研究

研究了基于大尺寸视觉测量系统的结构参数优化问题,图像传感器CCD外部姿态的优化布局可以提高测量精度。建立双目视觉测量系统结构的数学模型,对有效视场约束条件进行了数学描述。利用Matlab软件对不同结构参数进行仿真计算,结果表明被测点越靠近有效视场中心测量误差越小,而基线距越大以及基线与光轴夹角越大所产生的误差越大。最后,通过试验验证了摄像机外部姿态的误差影响特征正确性,从而为双目视觉测量系统的现场布置方法提供了依据。     

基于图像的水下三点激光测距方法研究

基于光学成像原理和激光三角测距法,提出将三个点激光器与水下相机结合、根据水下光学图像对水下目标物距离进行测量的思路。建立了激光束与目标物垂直、与目标物之间存在旋转角、存在俯仰角三种情况下的三点激光测距理论模型,推导了目标物距离与水下激光光斑图像之间的数学关系,在此基础上得到了三种情况下的三点激光测距公式。研制了系统样机,并通过空气中和水下的距离测量实验,测试了测距模型和定标算法的误差。实验结果显示,在8.4 m范围内,使用统一测距公式对距离进行测量时,测距误差最大值约为35 cm,平均测量误差小于15 cm。研究成果可望用于水下目标较近距离的精确测距。     

移动机器人中激光雷达测距测角标定方法

针对目前移动机器人对环境地图构建精度低的问题,分别提出了激光雷达测距、测角的标定方法。通过误差传播定律分析引起激光雷达的测距误差因素,可知激光雷达测距误差主要是由回波强度和测量距离引起的,推导出测距误差修正模型。通过分析激光雷达测角误差因素,针对机械扫描轴与几何旋转中心偏心引起的误差,提出了一种三角形标定方法,建立测角误差修正模型。根据激光雷达测距、测角误差修正模型修改移动机器人坐标转换系统。实验结果表明,测距标定使平面障碍物数据纵坐标差值的标准差提高了30%~60%,接近物体真实几何特征;测角标定方法使障碍物数据的重合效果提高了30%,标定方法提高了移动机器人地图构建的精度。     

基于数字天顶仪的星点图像坐标误差分析

星点图像坐标的准确性与数字天顶仪的定位精度紧密相关。根据数字天顶仪成像原理,严格推导出星点图像坐标表达式,在此基础上推导了星点图像坐标在4个误差因素及综合误差下的误差方程,分析结果表明各误差之间相互独立。通过仿真4个误差因素及综合误差情况下的星图数据进行分析,仿真结果表明:焦距误差与转位误差对各星点图像坐标的影响各不相同,焦距引起的坐标变化值x和y相对其平均值的最大波动值分别为2.38、3.04 pixel;转位误差引起的坐标变化值x和y相对其平均值的最大波动值为1.06、1.41 pixel;光轴倾斜误差与主点偏移引起的星点图像坐标变化是整体性偏移。另外,提出了一种误差参数求解的方法,利用解算出来的误差参数对星点图像坐标进行补差,数字天顶仪的定位经度精度提高了约1.98 m,纬度精度提高了约1.65 m。     

一种改善双镜头大视角二维三角法测距精度的方法

对双镜头二维三角法测距精度的实验研究表明,在大视角下,双镜头二维测距存在较大的测距误差;通过应用小孔成像代替普通镜头成像进行二维测距研究,证明了大视角非近轴光线的镜头失真是造成该误差的主要原因,并且基于实验提出了一种经验修正公式,明显地提高了系统的测距精度和速度.实验结果表明,在50 mm×50 mm的工作区,对应于80°的大视角下,测距系统在x和y方向的平均定位精度均优于2 mm,平均分辨率分别为0.2 mm和0.1 mm.     

远距离超声波测距技术在矿用机车上的应用

矿用机车驾驶员容易出现疲劳驾驶和注意力不集中,是煤矿安全的重大隐患,设计出一套机车障碍物检测报警系统,对于煤矿安全有着重要意义。而这套系统的关键技术在于测距,结合煤矿自身的复杂环境的考虑,在此选用超声波测距技术。为了满足超声波远距离测距的目的,选用美国AIRMAR公司生产的AR30超声波传感器,通过匹配该传感器各性能参数,设计出合理的硬件电路,经过一系列软件算法得到一个精确的距离值并且显示出来。当小于报警距离时发出声光报警信号提示驾驶员,为驾驶员安全驾驶提供了技术保障。