基于AD-Census代价及目标检测的吊车防碰线技术

针对大型吊车在高压输电线路下施工易发生碰线事故的问题,提出一种基于目标检测和双目测距的方法来对风险进行管控。所提方法首先使用YOLOv4算法对输电线进行检测,然后考虑到双目相机处于不同拍摄角度会导致图像存在亮度差异的情况,提出了基于AD-Census代价的SGBM（Semi-Global Block Matching）双目测距算法对输电线进行测距。最后通过实验验证了所提方法的有效性。结果表明：该方法在检测输电线时平均置信度能够达到81.67%,在5~8米以内测量误差能够控制在0.4米以内,平均检测测距用时50ms。相比原始双目测距算法,改进算法的测量精度有一定提升。所提方法能够准确测量吊臂与输电线间的距离,对防止吊车碰线具有一定意义。     

基于坐标测量机的双目视觉测距误差分析

本文针对基于坐标测量机的双目视觉方法的测距误差进行了详细的分析 ,误差来源分为 :1 摄像机坐标系与坐标测量机坐标系不正交引起的测距误差 ;2 坐标测量机的机构误差引起的测距误差 ;3 摄像机CCD像面上像元的量化误差引起的测距误差。本文对以上三种误差因素进行讨论 ,给出了相应的误差公式 ,可在实际测量中进一步提高双目视觉方法的测距精度     

架空线路短路故障点测距装置研制

介绍了1种新的架空线路故障测距方法。该方法只测量线路的电流,测量精度不受短路过程电阻的影响。根据该方法研制成以80C196单片机系统为主的架空线故障测距装置。经电力系统模拟试验：该装置对点能准确定位,测量误差在3%以内,具有较高的工程实用价值。     

绝缘材料介电谱测量的接触法和非接触法误差分析

理论分析了几何尺寸测量误差和复电容测量误差对接触法和非接触法介电谱测量误差的影响,并对二者的误差进行了比较,然后对电极间隙距离、试样介电常数对介电谱测量误差的影响进行了仿真分析.基于介电谱仪测量得到高温硫化硅橡胶的介电谱,分析了几何尺寸(试样厚度)测量误差对接触法和非接触法测量结果准确性的影响.结果表明:非接触法受几何尺寸和复电容测量准确性的影响比接触法要大,对仪器测量的准确性要求较高,容易产生比接触法更大的误差.非接触法的相对介电常数测量误差随试样相对介电常数的增加先快速增大然后逐渐稳定;试样相对介电常数不大于5时,随着电极间隙距离的增加,相对介电常数的测量误差快速增大.非接触法适用于几何尺寸和介电常数测量准确性足够高的场合.     

电容法微力测量中轴偏对电容梯度的影响

电容法微小力值测量中电容传感器会存在轴偏现象,影响测量精度。基于理论模型,分析计算了电容传感器在轴偏情况下的电容梯度。设计了合理的测量方案,通过高精度图像传感器及机器视觉算法,实现了轴偏及电容梯度测量,对轴偏与电容梯度之间理论数值关系进行了实验验证。实验证明了理论推导的正确性及测量方案的可性行,为后续的微力精密测量提供了误差补偿依据。在当前的电容传感器条件下,轴偏不大于50μm时,可满足误差1%以内的系统整体测量目标。     

电信号有效值测量综合误差分析与模型

在电信号测量系统设计过程中,合理分配各误差源的误差比重能有效地降低系统的总误差。本文分别分析了电信号的频率变化、电信号的测量范围,传感器的精度、A-D的精度及数据移位处理的影响,推导出电信号有效值测量综合误差的数学模型,通过仿真验证了误差模型。同时在设计的继电保护样机上应用该模型,实现了在小电流1A下测量误差不超过0.4%,电流5A及以上测量误差不超过0.2%。此误差模型为测量系统误差分配最优设计提供了理论依据。     

汽轮机补偿式胀差算法的改进

汽轮机补偿式胀差测量采用安装双传感器的方法来实现,但一般的补偿式胀差测量对传感器的安装位置有十分苛刻的要求,为此在胀差监视器中引入含剪切因子β的补偿式胀差算法,用数学方法来解决测量误差问题,因而降低了传感器对安装精度的要求,简化了传感器的安装,避免了因传感器问题引起的测量误差.     

合作目标的飞行器姿态测量方法及其误差补偿模型的建立

通过在飞行器表面安装X形的激光发射装置作为合作目标,采用一种屏幕光斑成像法来完成飞行器近景姿态测量.利用多方位高速摄像机拍摄记录下激光在固定屏幕上产生的光斑位置变化,对拍摄下来的光斑序列图像进行分析,建立相应的数学模型以确定飞行器的外部姿态,并对该测量系统的误差进行分析和补偿.该方法扩大了特征点的运动范围,提高了对特征点的识别精度.建立的姿态测量的数学模型形式简洁,可以有效的减小测量误差.试验证明,通过对系统误差进行补偿,使该系统的测量精度有很大的提高,测量误差不超过3.6′.     

面向双相机标靶的倾斜仪安装误差补偿方法

针对双轴倾斜仪在和其他位姿测量传感器组合应用时,由于自身坐标轴真实指向无法通过机械外壳准确映射,造成其 难以实现安装位置误差精确标定,进而导致引入测量误差的问题。 以面向直线顶管掘进机导向的双相机标靶为研究对象,利用 三点位姿转换算法求取姿态角理论值,再结合双轴倾斜仪角度测量值建立误差补偿矩阵,对姿态参数进行校正。 通过仿真分析 和实测实验,提出的方法可以实现双轴倾斜仪测量角度信息的精确补偿,姿态角绝对测量精度优于 0. 02°,满足直线顶管导向 行业精度要求,并可以在其他基于双轴倾斜仪的组合测量系统中广泛推广应用。     

语音播报测距系统的研究与应用

研究并设计了带实时语音播报的测距系统,实现了自动校正、语音播报、汉字提示等功能.该系统采用脉冲回波的方法进行距离测量,利用温度传感器DS18B20测量环境温度,通过软件对温度引起的测量误差进行补偿,并实时地进行语音播报.     

双向单程距离与时差测量系统及零值标定方法

编队飞行卫星间的距离和时间差测量是实现分布式航天器,完成特定任务的重要基础。在介绍双向单程距离与时差测量系统的基础上,提出测量系统的一种在系统整体零值标定方法,按照天线是否在系统连接,设计了有线对接标定和无线对接标定两种方式。经理论分析和实际应用,表明所测数据稳定、结果可信。文中所提方法可作为一种新的系统零值标定方法,适用于双向单程距离与时差测量系统的出厂标定,系统零值标定的标准不确定度优于0．47as。     

同塔双回线的并联电抗器补偿方式研究

提出了适用于同塔双回线的并联电抗器补偿方案,解决了传统的两回线独立补偿方式下存在的补偿度受限,跨线故障时跳开相恢复电压很高,不利于潜供电弧熄灭等问题.研究了传统补偿方式下的并联电抗器补偿度及中性点小电抗大小的取值范围及选择方法.基于对线路恢复电压的分析,提出了双回线综合补偿方案.理论分析和仿真表明,提出的补偿方式可以实现理想补偿度的选择,并且在各种故障类型下都能起到显著降低线路跳开相的恢复电压和加速电弧熄灭的作用,有利于成功实现重合闸.给出了各种补偿方式下并联电抗器参数选择方法和中性点小电抗的最大耐受电压计算方法.     

一种新型双激光测速系统的设计与应用

机动车速度检测是现代智能交通系统中的一个重要组成部分。基于激光测距技术,研究了一种新型双激光机动车测速系统。在沿车流方向的两个固定位置各垂直安装一个激光测距传感器,通过测距值的变化检测到有没有车辆通过,根据车辆通过两个激光测距传感器的时间差和传感器的水平间距,可以计算出车辆的行驶速度。同时测距值可以完整地反映出车辆的外形轮廓。该系统主要由事件检测模块、数据协议转换模块以及轮廓检测器模块组成。通过与美国STALKER公司的BASIC型移动式测速仪测试数据进行比对实验,结果表明该系统测量误差在1 km/h之内,具有成本低、测速快和精度高的特点。     

高精度六维激光测量系统误差补偿算法研究

根据极大规模集成电路制造对光刻物镜中敏感光学元件调节机构高精度的调整要求,研究设计了一套基于双频激光干涉仪的高精度六自由度位姿检测测量系统。但由于双频激光干涉仪是一种线性增量式的测长仪器,其固有的机械安装误差及运动平台在工作过程中引入的倾斜或旋转运动都将导致测量光程的变化而产生阿贝误差与余弦误差。为此,根据系统测量原理,采用解析法基于空间齐次变换建立了系统误差补偿数学模型,并深入分析了装调误差对测量精度的影响,实现了调节机构六自由度运动的高精度测量。     

太阳跟踪控制系统的研究与设计

太阳跟踪控制系统能使太阳能聚光器受光面始终垂直于太阳入射光线,显著增加太阳能热发电系统的能量接收量,大大提高太阳能发电系统的发电效率。本文设计了一种基于STM32的双轴太阳跟踪控制系统,该系统可根据光照条件变化自动切换视日运动轨迹跟踪控制方法与光电跟踪控制方法,调整电机转动最终完成太阳位置的全天候精确跟踪。实验表明该双轴跟踪控制系统的太阳位置每小时累计误差小于2°,基本满足预期要求,在太阳能热利用产品上具有较高应用价值。     

对称双芯移相器的接入对距离保护的影响及改进措施研究

对称双芯移相变压器(Phase Shifting Transformer, PST)作为潮流调控设备,能实现输电线路传输功率的调节。然而,PST接入线路后将改变线路阻抗分布、电压和电流信号,可能导致距离保护的误动或拒动。为了消除PST接入对常规距离保护造成的影响,根据PST对各序网故障分量的移相特性、PST序网等效阻抗以及接地、相间测量阻抗算法,推导出PST安装位置、PST移相角、故障位置均会对距离保护产生影响。基于距离保护受PST接入的影响机理,利用对称分量反变换、同步相量测量技术,提出了基于相角补偿和相量测量单元(Phasor Measurement Units, PMUs)的自适应距离保护。在此基础上,利用Matlab/Simulink搭建了PST的模型,并通过仿真验证了PST接入对距离保护影响机理推导的正确性以及所提出的自适应距离保护改进措施的有效性,为未来PST的深入研究和工程应用提供了理论支撑。     

发电机膛内检测运转平台双电机交叉耦合控制策略

针对用于大型发电机膛内检测装置的双电机驱动系统可能存在运动过程不同步而导致系统机械损坏等问题,提出一种将交叉耦合补偿机制应用于双电机闭环控制的优化算法,解决了系统运行过程中两个电机由于位置、转速等不同步而导致的系统震荡甚至损坏。仿真和实验结果验证了该方案的有效性和可行性。     

基于光学成像和测距原理的测定架空输电导线覆冰厚度的装置及其方法

输电线路覆冰灾害危害整个电网安全稳定运行。为解决现有输电导线等值覆冰厚度测量中设备的可靠性较差,设备运行环境复杂,测量方法繁琐等问题,开发了一套基于光学成像原理和测距原理的一体化、便携式测量导线覆冰厚度的装置。从激光测距和十字分划测距的基本方程出发,推导了根据观测距离和密位值来计算输电导线等值覆冰厚度的方法,同时也介绍了利用该装置测量观测距离和密位值的方法。对于固定装置、观测距离、环境光线强弱对观测冰厚影响的问题,通过对比不同条件下观测导线覆冰情况的实验数据发现了一系列对于提高了测量结果准确性有益的结论。文章还从系统误差入手,深入剖析了实验结果中误差的来源,得到了该测量输电导线覆冰厚度的装置在中、近距离以及导线有8mm以上冰厚时能有效观测冰厚的结论,这与实验中得到的结论一致。     

一种新型传感结构的光学直流电流传感器

分析比较了多种直流大电流测量方法,指出直流测量设备高压侧无源化是未来高压测量设备的发展趋势。针对传统块状玻璃型电流传感器传感头加工难度大、直流解调算法难以精确解调出法拉第旋转角的缺点,采用一种基于双光源双输出条形传感头的新型无源式直流电流传感器。这种结构降低了传感头制作及加工难度,在双通道光路、电路不对称的情况下,能够将与被测电流成正比的直流信号从直流本底光强信号精确解调出来。试验结果表明,在300 ~3 000 A范围内,测量准确度优于0.5%,在光功率波动达25.2%、双光路光功率不对称度为34.2%的情况下,双光源双输出传感器相对误差变化范围为-0.4% ~ +0.42%,远高于相同测试条件下单光源双输出传感器的性能。