一种高精度角度测量系统设计

提出了一种低成本、高精度的测角方案,即不占用转台内部结构空间,以便于汇流环、水绞链的安装维护,又能保证转台角度的高精度测量。文中对测角系统精度误差进行了分析计算,并对系统的关键技术和软硬件实现方法进行了研究;介绍了基于多同步轮系双通道旋转变压器的高精度角度测量系统,通过双编码模块对粗、精速比为1:8 的双同步轮系角度进行数据融合,满足了实时高精度测量需求,该方法具有很高的实际工程应用价值。该测量系统同样适用于粗精速比为1:2n 的角度测量系统。     

基于RTLinux的高精度角位置测量系统设计与实现

根据双通道测角系统粗精耦合的原理,在RTLinux嵌入式系统中对旋转变压器和感应同步器两种测量传感器经变换输出的数字信号进行耦合处理,并对耦合后信号的进行补偿处理,实现角位置的高精度测量.     

一种基于双通道旋转变压器的高精度角度传感器

角度传感器是伺服控制系统完成位置闭环,实现精准测量的关键设备,其输出的角度量精度对于系统位置跟踪控制功能的最终效果起着至关重要的作用.该文提出了一种基于双通道旋转变压器的高精度角度传感器的设计与实现,以STM32系列单片机为处理核心,重点阐述了双通道旋转变压器的工作原理,详细介绍了方案设计和软件设计,测试结果表明,设计...     

一种双旋转变压器测角系统设计

为解决大型精密转台的角度测量问题,设计了一种双旋转变压器测角系统.满足了转台转轴中空的设计要求,同时保证了测量的高精度.对影响系统精度的误差源和系统的主要误差项进行了分析,改进了粗精组合算法,提高了算法的效率,并减小了对两个通道的零点误差的要求.在实际的设计系统中对粗精组合算法进行了验证和精度计算,整个系统达到了3″的精度.     

多极旋转变压器测角原理及实现方法

旋转变压器作为现代伺服系统中广泛使用的角位置测量元件,大量应用于高精度大中型数控系统、机器人控制、工业控制、武器火力控制及惯性导航领域;为了提高测量精度,目前常用多极旋转变压器粗精组合的方法,完成角度测量;基于此主要介绍了多极旋转变压器的测角原理,并提出了具体实现方法。     

三路旋转变压器／数字转换模块接口电路设计

介绍基于ISA总线的三路旋转变压器/数字转换模块接口电路的设计及应用.接口电路采用三个旋转变压器/数字转换模块分别控制三路测角信号的数字量转换,测角的时间周期短,精度高,且输出顺序不受硬件电路的限制,既可以三个角度同时准确输出,也可以某一个角度单路输出.接口电路已经成功应用在某平台惯导系统俯仰、横滚、航向三个姿态角的测量中,能够在平台惯导100 ms的控制周期内准确输出三个姿态角,测角精度达到10″.接口电路在测量精度和时间周期上都达到了要求.     

高频双通道旋转变压器的计算机测试

本文介绍了一种行旋转变压器粗精级电气误差、粗级零位误差测试的计算机测试系统,采用高精度光学分度头作为机械角位置标准,使用国外最新的双通道角位置指示器(API)作为电气角零位定位,通过计算机进行数据采集、计算和最终数据输出。本系统仪器连线简单,软件功能完善,提高了对高频、多对极旋转变压器电气误差的测试精度。     

雷达伺服中双通道旋变测角系统的设计

本文基于可编程逻辑器件FPGA-XC3S200A,采用了新型旋变解码芯片AD2S1210,设计了双通道旋转变压器解调的接口电路,并研究了双通道旋变解调的数字处理方法。该设计充分利用了AD2S1210集激磁和解调为一身的特点,极大地简化了外部接口电路。实践证明该信号采集系统不仅能完全满足双通道旋转变压器测角系统的需要,同时还具有精度高,可靠性高,成本低,抗干扰能力强等优点。     

基于遗传算法的柱面光栅测角技术研究

高精度角度测量装置是保证旋转设备精度和性能的关键, 广泛应用于测量跟踪仪器中, 特别是对于大尺寸坐标测量仪器, 测角相比于测距是制约坐标测量精度的瓶颈。在精密一维轴系平台上, 采用高精度柱面光栅及四个读数头构建测角装置, 对传感器本身、安装及轴系跳动等误差因素对测角精度的影响进行了详细分析。基于角度测量标准器具校准角度测量误差, 对误差数据进行谐波分析。基于遗传算法提出了一种参数优化方法, 建立误差补偿模型, 对测角误差进行了补偿。实验结果显示, 补偿后柱面光栅测角误差减少为0.7, 证明了误差补偿算法的有效性, 显著地提高了角度测量精度。     

基于FPGA的双通道旋转变压器测角系统

提出了一种基于FPGA的双通道旋转变压器测角电路设计方案,通过FPGA来控制AD2S82A、AD2S80A的解码和同步问题。同时用FPGA对转换后数据进行误差补偿和组合,以及二进制角度值的转换,提高了整个系统的集成度和可靠度。整个电路在Altium Designer 9.0设计环境下设计实现。采用Altera公司的EP2C35F484C6型FPGA芯片进行FPGA部分的仿真,实验和仿真的结果很好地实现了该方案的设计功能,并满足高精度、高速度转换的设计要求。     

弹载俯冲前斜SAR目标测角及精度分析

根据弹载俯冲合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)成像原理，提出了目标的SAR测角算法，并仿真分析了弹载SAR成像目标定位和测角误差。前斜角、高度误差和多普勒测量误差对测角影响很大，姿态角误差会影响最终的测角误差。SAR测角精度是影响导弹末制导的关键，需要对系统各项误差项进行约束控制。提出的SAR目标测角算法及测角精度仿真分析结果可为导引头系统设计提供参考。     

基于卡尔曼滤波的动态角度测量系统设计

数字倾角仪主要用于静态环境下的角度测量,但当被测物体在动态（非匀速直线运动）环境下,倾角仪内部加速度计会受到除重力加速度外的加速度影响而变得不准确,此时仅依靠加速度无法准确解算出被测物体真实角度。针对动态下的测量问题,设计一种低成本的动态角度测量系统,利用MPU9255传感器中集成的三轴加速度计和三轴陀螺仪,采用融合陀螺数据的卡尔曼滤波和系统误差补偿,解决加速度计在动态下无法准确测量角度的问题。经测试表明,所设计的测量系统能够满足动态下较高精度的角度测量。     

波片相位延迟的分束差动自动测量

基于偏振调制原理,从琼斯矩阵理论出发,利用先进的Si探测器、锁相放大器和微处理器,设计并建立了一套测量相位延迟器延迟量的智能化测量系统,实现了数据的自动化处理。利用闭环反馈控制系统,对旋转角度进行了反馈控制。创建的测量系统具有测量精度高、重复性好、自动化程度高和操作简单的特点。测试结果表明：系统的测量范围为400～1000nm,测量准确度优于0．1％,测量的重复误差小于0．6％。测量系统在偏光测试领域有着广泛的应用。     

基于Android的便携式角度测量仪设计

针对现有角度测量仪,体积大、可操作性和便携性差、宽测量范围内精度低等问题,利用Android平台设计一款便携式角度测量仪,通过角度测量硬件电路、蓝牙电路和智能终端APP设计,实现从角度的采集、传输到显示、存储。该便携式角度测量仪结合智能手机和移动互联网,有效地提高测量的效率、只通过一台智能手机就可以完成角度的测量与监测,具有良好的可操作性及便携性。经实验验证,该测量仪测量范围为±90°,精度达到±0.1°。     

基于51单片机的高精度太阳跟踪系统的研制

在传统的太阳跟踪系统设计中,主要采用光电跟踪与视日跟踪方法。设计了一种基于CMOS摄像头的高精度太阳自动跟踪仪,上位机通过NI公司的虚拟仪器开发平台Labview来设计跟踪软件,通过相关算法计算出太阳实时的方位角和仰角,进而转化成电机运行所需的脉冲,通过RS232传输到51单片机,由单片机来控制电机转动到相应的角度,从而使太阳光斑始终处于摄像头的中心位置。该实验装置具有比商业太阳跟踪仪更高的跟踪精度,跟踪误差最小可以达到0.002°。     

区域导航对流层延迟误差修正模型研究

本文研究了电波大气折射理论，分析了传播误差因素，阐述了区域导航信号的传播路径与 GNSS 卫星导航的不同，论述了对流层延迟对区域导航信号测量精度的影响，设计了满足区域导航系统应用需求的对流层延迟误差修正模型，并通过仿真研究，验证了所设计区域导航对流层延迟误差修正模型的可行性，并给出了该模型在远距离低仰角和近距离高仰角下的误差修正能力。     

Mars-LiDAR系统误差分析及安置角误差飞行检校

机载激光雷达系统是集激光扫描仪、全球定位系统和惯性导航系统等于一体的多传感器集成系统。机载激光雷达的检校和标定是保证激光点云定位精度的关键环节,其中扫描系统安置角误差是影响定位精度的主要因素之一。首先介绍了国产中远程机载激光雷达Mars-LiDAR系统,然后基于误差传播定律对系统误差进行了分析。研究了系统安置角误差的飞行检校方法,采用外场定标的方法将安置角进行动态分离,并通过飞行试验完成了系统安置角误差的动态检校,对Mars-LiDAR系统在3000 m、4000 m飞行高度获取的点云进行了定位精度分析和校正,验证了Mars-LiDAR系统安置角误差检校方法的实用性。     

基于干涉原理的高精度直线度误差测量

将空气劈尖产生的等厚干涉与CCD图像处理技术相结合,提出了一种测量连续空间直线度误差的新方法。此方法利用待测工件的直线度误差改变空气劈尖顶角,并用一元线性回归方法对CCD的像元序号与所接收到的干涉条纹光强极值序号之间线性关系进行拟合,进而确定出空气劈尖顶角大小。由导出的直线度误差与空气劈尖顶角之间的关系,用最小包容区域法对工件的直线度误差进行了评定,评定结果为8.11±0.62μm。测量结果表明,新的测量方法是可行的,而且测量系统具有精度高、应用范围广的特点,也可应用到锥角、圆度误差等其他几何量的精密测量中。     

Roll angle of autocollimator measurement method based on hollow cube corner reflector

In this paper, a method of measuring roll angle with hollow cube corner reflector (HCCR) is proposed. Firstly, the space coordinate vector relationship between the mirror and the autocollimator is established by using the Euler rotation relationship, and the structure of the HCCR is designed. Secondly, through the actual measurement of the HCCR reflector''s angle sensitivity, the specific formula of roll angle measurement is obtained. The experimental results show that the method can be used to measure the roll angle, and the maximum root mean square (RMS) error is 15" in the range of 350", and the repeatability of the experiment is better than 2.7". On the basis of retaining the traditional autocollimator, the plane mirror is replaced with HCCR, which realizes the measurement of the roll angle of the autocollimator. This method does not change the internal structure of the autocollimator system, and there is no process error caused by special processing technology, so as to retain the autocollimator''s own long measurement distance, high measurement accuracy, high system stability, and large range of measurement performance, and it can also be used in industrial production.     

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。