大管径超声波测流误差的影响因素及修正分析

流量测量是影响水轮机效率测试精度最主要的因素。大管径流量测量的方法主要采用超声波法,然而,其测量精度及误差构成尚无有效的校验方法。结合时差法超声波流量计的测流原理,推导得到流量综合误差,建立测流误差描述模型。提出一种基于流量测量理想系统来进行误差分析的量化方法,为超声波测流系统的误差分析与控制提供一种新的途径。通过测流理想系统对超声波测流精度的影响因素进行仿真研究,分析了各项参数测量误差对系统综合误差的影响,针对影响较大的主导因素提出了相关修正方法,并对系统综合误差的控制进行了分析。最后搭建实验系统进行研究,实验结果初步验证了该方法的有效性。     

超声波流量计的误差分析及其修正

文中以时差法为例,分析了超声波流计产生误差的原因。并根据工程机械的使用特点,介绍了修正方法。     

超声波三维位置坐标跟踪器设计原理及其误差模型的研究

本文讨论了一种用超声波测距原理实现运动物体３Ｄ位置坐标跟踪器的设计原理,针对超声波探测技术所固有的特征,深入分析了传感器物理参数对该系统测量范围的影响,建立了测量的误差模型,提出了具有实用价值的求解方法和坐标跟踪器关键硬件参数的选择依据。     

超声波流量计的弯管误差分析及修正研究

针对中小口径超声波流量计的弯管二次流误差问题,运用数值仿真技术,分析了弯管二次流垂直误差与水平误差,由二次流流线规律推导出了二次流误差的计算公式。结合实际的流量计测量范围,设定雷诺数的变化范围为3 000~50 000,定量分析了安装在弯管下游5D、10D、20D位置的流量计在不同雷诺数下的误差规律。提出了"用压力差来表现二次流强度,最终结合误差规律通过测量压力差来对弯管二次流误差进行修正"的方法。研究结果表明,在雷诺数29 000之后,10D处的二次流垂直误差超过了5D处的误差,二次流垂直误差和水平误差的最大值分别约为1.2%和0.7%,经过仿真验证结果表明,该修正方法可行。     

多通道超声波测距在工业回转窑变形检测中的应用

结合工业回转窑窑体变形误差检测系统的研制,介绍了超声波测距技术的原理和一种8通道超声波测距的电路实现,并描述了该装置在回转窑窑体变形误差检测中的应用.该装置实现了对运转中的窑体变形量的非接触测量,测量精度比较高,能达到工业应用中的要求.     

时差法超声波流量计误差分析与研究

在检测液压系统故障时,利用时差法超声波流量计检测流量已经得到广泛使用,该文针对超声波流量计在使用中可能出现的误差进行分析并提出修正方案,进一步提高时差法超声波流量计在液压系统故障检测中的准确应用。     

超声波振动车削的加工精度误差控制

主要从机床选择、振动系统安装、切削用量选择、刀具控制4个方面分析探讨了超声波振动车削的加工精度误差控制。     

超声波气体流量计的管道模型仿真和误差分析

为满足不断发展的超声波气体流量计测量精度的需要,改进传感器的设计精度和有效降低安装测试及样机调试成本,针对制约超声波气体流量计测量精度主要误差源之一的管道流场分析问题,结合计算机建模数值仿真技术及实验技术对其流场设计参数以及弯管安装条件等对超声波测量误差产生原因进行定量分析.理论研究和仿真实验结果表明,可以量化分析气体超声波流量计流场误差产生的原因、范围,并通过限定流场修止系数更有效地降低其测量误差,这项研究对该超声波气体流量计的优化设计和工程应用具有一定的指导意义.     

基于超声波水面蒸发测量系统的研究

文章阐述了超声波水面蒸发测量原理,分析了测量误差产生的主要原因并探讨了误差补偿方法,提出了通过测量温湿度进行声速修正,以及利用最小二乘法补偿非线性误差以提高水面蒸发测量精度的方法。通过GPRS无线传输模块进行数据的远程传送,实现了水面蒸发的远程遥测。文章还介绍了整个系统的硬件和软件设计,并进行了相关实验研究,实验结果表明:该水面蒸发测量系统实用性强、精度高、稳定性好。     

超声波测距在车钩高度检测中的应用研究

介绍了超声波测距在车钩高度测量中的实现方法，研制出了测距仪。系统采用SPCE061A微控制器为主控单元，特别指出了软件设计中需注意的几个问题，最后利用软件对实验数据进行误差修正。     

A TDOA-Based Ultrasonic Absolute Localizing System of a Rail Robot in Greenhouse

In this paper,we present a method for localization of a rail autonomous pesticide spraying and sampling robot working in greenhouse using an absolute localization system.Design and implementation of the localization system comes from the usage of beacon systems each of which is composed of an RF single receiver and an ultrasonic transmitter.The RF single receiver gets the synchronization signal from the mobile robot,and the ultrasonic transmitter sends ultrasonic signal,thus the distance from the beacon to the ultrasonic receiver can be measured.The position of a beacon in coordinate system of robot can be calculated according to distance information from the beacons to two ultrasonic receivers which are mounted on the robot.Based on the coordinate transformation,the position of a mobile robot can be calculated from the beacon’s absolute position information in the global coordinate system.Experiments demonstrate the effectiveness of the proposed method in real world applications.     

A Precise Localization Method for a High Speed Mobile Robot Using iGS and Dual Compass

This paper proposes a precise localization algorithm for a quickly moving mobile robot.In order to localize a mobile robot with active beacon sensors,a relatively long time is needed,since the distance to the beacon is measured by transmitting time of the ultrasonic signal.The measurement time does not cause a high error rate when the mobile robot moves slowly.However,with an increase of the mobile robot’s speed,the localization error becomes too high to use for accurate mobile robot navigation.Therefore,in this research into high speed mobile robot operations,instead of using two active beacons for localization,an active beacon and dual compass are utilized to localize the mobile robot.This new approach resolves the high localization error caused by the speed of the mobile robot.The performance of the precise localization algorithm is verified by comparing it to the conventional method through real-world experiments.     

可重构混联机械手--TriVariant的误差建模与灵敏度分析

针对少自由度并联构型装备,必须通过误差建模将影响末端可控和不可控误差的几何误差源进行分离,从而指导机构的精度设计和运动学标定的问题,以5自由度混联机械手TriVariant为对象,研究一种少自由度并联构型装备的误差建模方法。该方法可有效分离出影响末端不可控误差的几何误差源,得到由UP支链连架胡克铰的加工和装配误差,以及套筒导轨扭角误差引起的末端姿态误差为不可控误差,从而得到仅需控制恰约束支链的制造和装配误差,便可有效抑制末端的不可控姿态误差的重要结论。在此基础上,借助灵敏度分析方法,在统计意义下定量揭示出上述几何误差源对末端不可控姿态误差的影响。分析结果表明,胡克铰两轴线不相交误差对末端不可控误差的影响最大。     

移动机器人的位姿误差分析

从静态和动态两个方面分析了移动机器人平台位姿误差的主要来源,采用矩阵微分法建立了平台位姿误差的模型,并根据建模分析和平台实时位姿检测结果对机器人平台进行位姿补偿。     

移动机器人的位姿误差分析及补偿

从静态和动态两个方面分析移动机器人平台位姿误差的主要来源,采用矩阵微分法建立平台位姿误差的模型,并根据建模分析和平台实时位姿检测结果对机器人平台进行位姿补偿.     

移动机器人的超声波传感器发散角标定及应用

为了提高移动机器人在作业站点的定位精度,在考虑入射角的基础上,分析了发散角对超声波传感器测距的影响,建立了同时考虑发散角及入射角的超声波传感器测距函数关系表达式;提出了超声波传感器发散角的标定方法,并通过实验对发散角进行了标定;通过对比实验可以看出,所提出的关系表达式提高了超声波传感器距离测量精度。在此基础上提出了利用自动导航车(AGV)单个侧面两个超声波传感器实现移动机器人在作业站点侧向、前向及姿态3个方向的位姿定位方法,最后将该方法用于自主研发的移动机器人的定位试验,验证了该方法的正确性和有效性。     

基于变分贝叶斯的自适应 PF-SLAM 方法研究

针对移动机器人即时定位与地图构建中时变观测噪声及粒子位置分布对SLAM精度的影响,本文提出基于变分贝叶斯的自适应PF-SLAM算法,采用高斯混合模型对时变的观测噪声建模,并通过变分贝叶斯方法,迭代估算出混合模型中的未知参数;同时根据粒子权值将粒子划分为固定粒子和优化粒子,通过粒子间的近邻拓扑位置关系调整粒子分布,处理时变观测噪声与优化粒子的位置分布,使得优化的粒子集可以更好地表示机器人位置概率分布,实现观测噪声及粒子位置分布自适应。仿真实验表明本算法对比传统PF-SLAM算法定位与地图构建误差降低了76.45%。实际实验表明本算法处理下的环境轮廓误差对比传统PF-SLAM算法的环境轮廓误差减小了61.87%。该算法有效提高了移动机器人的状态估计精度,为移动机器人即时定位与地图构建提供了新的参考。     

一种用于动态障碍物探测的超声波系统的研制

为满足机器人探测动态障碍物的需要,系统设计了包括四路超声波发射和五路接收电路。通过对五路接收信号的信息融合,可获得障碍物相对机器人的方位及相对距离,并通过对相邻两次扫描结果的处理可得到障碍物与机器人之间相对运动速度及障碍物相对机器人运动的大体方向。测距范围:0.05～5m;精度:±4cm,测速精度:±1cm/s.     

Autonomous mobile robot navigation system designed in dynamic environment based on transferable belief model

This paper investigates the possibility of using transferable belief model (TBM) as a promising alternative for the problem of path planning of nonholonomic mobile robot equipped with ultrasonic sensors in an unknown dynamic environment, where the workspace is cluttered with static obstacles and moving obstacles. The concept of the transferable belief model is introduced and used to design a fusion of ultrasonic sensor data. A new strategy for path planning of mobile robot is proposed based on transferable belief model. The robot’s path is controlled using proposed navigation strategy that depends on navigation parameters which is modified by TBM pignistic belief value. These parameters are tuned in real time to adjust the path of the robot. A major advantage of the proposed method is that, with detection of the robot’s trapped state by ultrasonic sensor, the navigation law can determine which obstacle is dynamic or static without any previous knowledge, and then select the relevant obstacles for corresponding robot avoidance motion. Simulation is used to illustrate collision detection and path planning.     

Obstacle recognition using a haptic device

A haptic device is proposed which gives the user feedback information on their location and orientation of the obstacle through the mobile robot that detects the obstacle in an environment where the user cannot see.Mobile robot recognizes the exact position of the obstacle through configuring the nested ultrasonic sensor and giving feedback information to the haptic device.The haptic device consisting of five vibration motors can realize the haptic through the vibration of user＇s finger using the position information of the obstacle received feedback.In addition,it has high accuracy to recognize the surrounding environment and realizes the various situations with the fuzzy controller and the nested ultrasonic sensors.