靶载光电脱靶量测量系统设计

针对靶场试验需求,在靶船上设计了脱靶量测量系统。基于双站交会测量方法,采用4台高速摄像系统,将其分别布置在靶船的艏艉,实现方位360°周视成像;不同作用距离下对成像大小进行了计算,得出在50m作用距离下,最小交汇角达10°时,交会测量误差不大于3m;计算了靶船摇摆带来的系统误差。该系统实现了对试验中目标着靶末段落点偏差测量。     

舰对舰双舰被动定位雷达标校布站方法研究

介绍了舰对舰双舰被动定位雷达的定位原理和标校原理,分析了标校过程中三舰的位置分布与标校精度的关系,给出了三舰位置分布与标校误差关系的数学模型,分析了三舰构成的三角形任一内角变化和两舰之间距离变化对标校误差的影响,结合目前被动雷达定位精度的一般要求,对几种典型布站条件下的标校误差进行了仿真计算。     

光纤陀螺用于工程结构形变测量的误差分析

针对传统的测量方法在检测大型工程结构的形变过程中存在仪器架设困难，基准点难以确定，不能实现实时在线测量等局限性，提出了将光纤陀螺仪用于工程结构形变检测的测量方法。简要介绍了光纤陀螺用于轨迹测量的近似算法，具体针对该算法在检测工程结构形变中产生的测量误差进行了分析，并且提出了一系列减小测量误差的相应措施：选择合适的测量运行速度，消除测量基准点引入的测量误差，对陀螺仪自身的漂移进行补偿，根据被测对象设计合理的小车和预设导轨。     

用数字图像实现对比度测量及其矫正方法研究

目标与背景的对比度在目标识别中有着决定性的作用.因此,研究目标相对背景的对比度的测量方法就有着非常重要的意义.本文利用CCD相机获取目标和背景的数字图像,并由此测量对比度.通过使用MATLAB软件对CCD的光谱响应曲线进行拟合,从而对测量数据进行校正,最后得出此方法可行性的结论.     

一种基于参考平面的直线距离测量方法

根据射影几何中的灭点原理提出了一种基于参考平面的直线距离测量方法。在已知标定相机内部参数的前提下,利用放置在参考平面（如地平面）上,已知尺寸的平面矩形作为标定物,建立相机与参考平面间的空间关系。在相机位置和焦距不变的情况下,拍摄一张数字图像,可以利用基于参考平面的直线距离测量方法计算参考平面中任意两个特征点间的直线距离。提出的测量原理和方法具有定标物和测量步骤简单、测量精度高的特点,在工程测量领域具有广泛的应用价值。     

基于RGB与深度信息融合的管片抓取位置测量方法

针对管片拼装机在管片抓取阶段依赖人工的问题,提出用于自动化拼装的管片螺栓抓取阶段的位置测量方法.该方案通过SIFT算法匹配管片螺栓,利用Faster-Rcnn算法,筛选出位于工作区的待抓取的管片螺栓.通过添加注意力机制改变特征提取网络结构,使其在0.8的交并比下保持约94%的准确率并排除其他管片螺栓的识别干扰.在识别到目标管片螺栓后,结合深度相机的信息获取完整的三维坐标,使得抓取设备位于抓取位置时测量的管片螺栓位置各轴的误差均不超过3 mm,满足机械式抓取装置对抓取的精度要求.直接对管片螺栓进行识别,无须考虑管片在工作区摆放位置的不确定性造成的误差,避免了使用靶标进行测量时靶标与管片之间的相对位置误差及设置靶标的人力与时间成本.     

转台角速率的高速摄像测量方法

针对精确测量转台角速率在转台性能评价中的重要性问题,提出一种测量转台角速率的高速摄像方法.该方法利用平行光管作为可测目标固定在转台上,目标的空间位置与转台转动的角位置相对应,在转台转动过程中,通过高速相机记录目标空间位置实现测量,并采用像元细分技术定位的方法来提高测量精度,细分精度达到0.03个像元.利用该方法对某型号的低速转台进行了试验数据采集及分析,验证了该方法的可行性.误差分析结果表明,在转台角速率为02°/s时,该方法的测速精度可达到3.405×10^-4,完全可以用于高精度转台的角速率测量.由于高速相机的采样频率较高,因此,实现了转台瞬时角速率的测量.该方法的非接触测量方式实现了对转台角速率的客观评价.     

舰载光电经纬仪方位基准标校方法

光电经纬仪工作前,要对经纬仪的方位测量基准进行标校,安装在陆地的经纬仪通常以正北作为方位测量基准。而舰载光电经纬仪的方位测量基准是舰载的艏艉线方向。专业的测量舰船设有独立的用于光电经纬仪的标校系统,普通的测量舰船没有设置单独的标校系统,只设有指示舰船艏艉线的平面基准镜,平面基准镜的法线方向即是舰船艏艉线方向。为了将舰船艏艉线平面基准镜的法线方向通过光路折转的方法转到光电经纬仪的光学主系统视轴上,设计一种方位基准标校装置。该标校装置由两个自准经纬仪和两个折转光管及辅助固定支架组成。标校时可在测量舰船上临时安装,标校工作结束后即可拆除,安装、拆除工作简单易行。折转光管的结构简单,便于保管运输。     

利用导弹上调频信号测量脱靶量方法

为测量高速导弹攻击靶船的脱靶量,提出在靶船上接收处理导弹发射调频信号,处理多普勒频率和相位,获得导弹相对于靶船脱靶量的测量方法。调频信号接收,采用最大似然估值技术的接收机,在正交开环的近似最大似然估值器中完成多普勒频率、相位估值。通过仿真分析表明：脱靶量测量精度小于1m,满足使用要求。同时脱靶量测量点固定,接收信噪比高,易于信号处理,使接收机结构简单,方便应用。     

一种基于数字图像的空间测距方法

通过设置具有简单几何属性的定标物和定标标尺,以及相机的平移运动,分步标定相机的内部参数矩阵K、旋转矩阵R、位移向量T及导轨方向向量E,建立相机与被测物体的空间关系.在相机导轨的两个位置分别采集被测对象的清晰图像,利用基于数字图像的空间测距数学模型,即可求解空间两点的空间距离.提出的基于数字图像的测距原理和方法较好地解决了"定标物定标法"中需要已知定标物空间位置的难题,具有数学模型收敛性好、定标精度高(在给定的实验条件下测量精度可控制在2%以内)、试验模型简单的特点,特别适合于空间大尺度物体(几米-几十米)的尺寸测量,能够弥补现有非接触测量方法在测量范围、测量成本等方面的不足,可广泛应用于大尺寸零件测量、地质勘探、水利建设、矿山开发、城市规划等工程领域.     

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。     

一种改进的摄像机线性标定优化方法

现有的摄像机标定方法没有将高精度和简便性很好的衔接在一起。提出一种新的标定优化方法。首先选择主点位置在图像中心,纵横比为1作为初始条件;接着利用改进的摄像机线性标定方法,得到在同一摄像机坐标系下不同图像上所有标定点的摄像机坐标;最后利用摄像机坐标系下的这些三维点来优化内、外参数。实验结果表明：本文提出的标定方法得到的焦距误差在0.1mm以内,主点位置的最大误差在2pixel左右,测试点的最大误差控制在0.5pixel以内。本文提出的标定方法是一种简单、高精度的标定方法。     

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.     

摄像机与3D激光雷达联合标定的新方法

针对摄像机与3D激光雷达融合系统的标定问题,提出了一种基于平面标定模版的新方法.整个标定过程分为单传感器独立标定和多传感器联合标定两部分.与以往的基于特征点或者边缘对应的标定方法不同,根据传感器原点到标定平面的距离对应性原理实现了联合标定,解决了在激光雷达距离图像上提取特征点或者边缘时精度较低带来的问题.同时,仅采用同一块平面模板完成了整个标定过程,简单实用.实验结果表明,相比传统标定方法,本方法能够获得更高的精度.     

汽车行驶跑偏测试系统中标定架的设计

为保证汽车行驶跑偏测试系统的测试精度,运用理论与实验相结合的方法设计标定架以校正CCD图像传感器的安装误差和统一多个传感器的物理坐标;通过研究标定算法与控制点关系,分析控制点分布对标定误差的影响,确定控制点的维数与分布;以尺寸链计算来合理分配标定架各构件公差,保证控制点位置精度,并研讨了再次标定控制点位置精度与首次标定一致性问题。试验证明,设计完成的标定架充分满足系统精度要求和使用要求。     

Calibration of Camera with Large Field-of-View Based on Flexible Planar Target

For high precision calibration of camera with large field-of-view, massive calibration points will be needed if traditional methods are selected, which makes the calibration complex and time-consuming. In order to solve this problem, a calibration method based on flexible planar target is proposed. In this method, distortion factor is firstly acquired by the invariance of cross ratio, and existing feature points are adjusted with the distortion factor. Then, a large number of points that will be used for the calibration are constructed with the adjusted feature points. Simultaneously, Tsai method is modified so as to reduce the complexity of calibration, which makes the process linear. The simulation and real experiments show that the method proposed in this paper is simple, linear, accurate and robust, and the precision of this method is close to that of Tsai method using abundant points. The method can satisfy the requirement of high precision calibration for camera with large field-of-view.     

基于双一维靶标的摄像机标定方法

针对大视场摄像机的标定,提出一种基于双一维靶标的摄像机标定方法。两个一维靶标任意放置在摄像机视场内,摄像机从多角度拍摄靶标图像;利用一维靶标特征点共线的特性进行图像畸变校正;计算两个一维靶标所在空间直线在图像中的消影点,得到在空间中的夹角关于摄像机内参数矩阵的表达式,利用其所成角度恒定这一约束求解摄像机内部参数;采用非线性优化方法,求解摄像机内、外参数在最大似然准则下的最优解。仿真试验结果表明,当噪声水平小于0.5 pixel时,摄像机内部参数的相对误差均小于0.3%。实物试验结果表明,视场范围为1 200 mm×800 mm时,该方法的标定精度优于0.1 mm。     

动态条件下惯导平台不水平度修正技术研究

首先分析了现有测量船无法实现海上动态条件下惯导平台不水平度检测的问题;其次结合经纬仪测星原理和测量船设备组成、信息传输方式,提出将经纬仪测星法工程化应用于测量船;最终通过实现测星法,有效解决惯导平台不水平度海上动态标定的难题。     

激光陀螺捷联惯导系统中惯性器件误差的系统级标定

为评估激光陀螺SINS的性能,需对系统中的惯性器件误差,包括随机漂移误差、刻度系数误差与安装误差角等,进行系统级标定。提出了卡尔曼滤波校准法,此方法利用激光陀螺SINS六位置静基座测试数据来标定系统中的惯性器件误差。其实现过程包括两步：首先,基于降阶处理思想,利用SINS的静基座测试数据,通过卡尔曼滤波来估计SINS系统中激光陀螺随机漂移误差及其他误差参数的耦合参量;第二步,比较两组不同位置的静基座测试数据的滤波辨识结果,对不同形式的耦合参量估值进行标量运算,即可获得SINS系统中其它惯性器件误差参数的校准值。卡尔曼滤波校准法的方法比较简单,测试易于实现,只需要一台精度比较高的手动三轴定位转台即可。另外,卡尔曼滤波法具有对测量噪声及环境干扰的影响不敏感、校准精度高的优点。卡尔曼滤波校准法的有效性与可行性已通过仿真测试得到了验证。