基于椭球拟合的三轴磁传感器误差补偿方法

考虑现有多轴磁传感器的标定补偿方法普遍存在计算量较大、操作时间长、场地要求面积大、标定设备要求高等问题,提出了基于椭球拟合的三轴磁传感器误差标定补偿方法。在分析传感器误差产生机理的基础上,建立了磁传感器误差模型,推导了误差系数的解算公式,并利用椭球拟合的方法对三轴磁传感器进行了测试标定与误差补偿。实验结果表明,该方法能够正确、有效地标定补偿三轴磁传感器不正交误差、灵敏度误差和零偏误差,具有修正过程简捷、省时、精度高特点不依赖于精密仪器提供准确的方向基准、水平基准等,能够广泛应用于多轴矢量传感器的误差标定和有效补偿。     

数字磁通门传感器的自动相位对准

三轴数字磁通门传感器信号处理电路的延时(相位延迟)及各轴延时不一致,影响数字滤波器的输出性能。提出了基于加权最小二乘法的互功率谱相位法计算延时的方法,针对该数字滤波器的特性,选择传感器的不同谐波信号对比分析相位延迟计算的精度,并设计了传感器的自动相位对准方法。实验结果表明:该计算方法精确有效,自动相位对准使滤波器输出性能提高25.89%。     

基于激光多普勒测速法的2×106m/s2高冲击校准技术

在高冲击传感器动态性能校准中,实现高量程、宽脉冲激励是目前高冲击校准急需解决的问题。采用速度改变法校准原理,以气炮为激励源,利用激光多普勒测速方法测量砧体运动速度,建立高冲击校准系统。分析碰撞系统的作用原理,提出调整和控制激励脉宽的方法;分析测速误差,提出双光束差动侧向测速方法。实验结果表明:高冲击校准系统校准量程为2×106m/s2,激励脉宽在2×106m/s2时大于100μs,校准冲击灵敏度的扩展不确定度小于5%(k=2)。     

一种NTC热敏电阻校正方程的试验研究

为了校正NTC热敏电阻的校正方程,提高测温精度。通过对传统的指数方程进行线性变换,得到一种新的NTC热敏电阻温度计R-T特性关系,对此关系进行多阶最小二乘拟合,利用误差评判原理,确定最适合的NTC热敏电阻的校正方程。并且实际验证了此校正方程的测温精度可以满足更高精度要求的需要。     

灰色理论的位移传感器标定不确定度评定

硅晶元等高精度平面度测量时,为提高测量可信性,对所用位移传感器标定已成为业界常规。本研究针对用于基于逐次两点法(STPM)测量硅平面的两电容式位移传感器2804/3890 J设计了一种压电陶瓷标定系统,实现其标定间隔达到8nm/1 mV,提高了标定的精确度。建立基于灰色理论的GM(0,2)系统数学模型,确立待标定传感器测量结果的回归模型,以得到传感器特性的最佳估计,并确定其联合不确定度,得到被标传感器的测量不确定度的最佳评估。与传统回归模型比较,得出GM(0,2)模型具有很好的精度,满足要求。通过STPM测量过程的模拟,得到用此传感器实施的STPM测量的测量精度约为56 nm(λ=20 nm)。     

纳米三坐标测量机模拟接触式探头的标定

三坐标测量机的高精度模拟接触式探头在计算探头球尖位移与传感器输出的关系时需要空间坐标转换模型与标定参数。标定方法基于自己研发的模拟接触式探头,该探头由带有光纤球头的的金属丝悬浮机构,二维角度传感器,小型迈克尔逊干涉仪组成。通过空间坐标转换,矩阵计算模型和标定实验的建立,重点描述了一种特定的标定方法与标定了模型的未知参数。实验结果表明三坐标测量机在x、y、z三方向上测量的标定值与实际值的位移误差的标准差小于30 nm,证明该方法具有一定的可行性与有效性。     

A robot hand-eye calibration method of line laser sensor based on 3D reconstruction

In the robotic eye-in-hand measurement system, a hand-eye calibration method is essential. From the perspective of 3D reconstruction, this paper first analyzes the influence of the line laser sensor hand-eye calibration error on the 3D reconstructed point clouds error. Based on this, considering the influence of line laser sensor measurement errors and the need for high efficiency and convenience in robotic manufacturing systems, this paper proposes a 3D reconstruction-based robot line laser hand-eye calibration method. In this method, combined with the point cloud registration technique, the newly defined error-index more intuitively reflects the calibration result than traditional methods. To raise the performance of the calibration algorithm, a Particle Swarm Optimization - Gaussian Process (PSO-GP) method is adopted to improve the efficiency of the calibration. The experiments show that the Root Mean Square Error (RMSE) of the reconstructed point cloud can reach 0.1256 mm when using the proposed method, and the reprojection error is superior to those using traditional hand-eye calibration methods.     

一种雷达和摄像机的空间标定方法

多传感器融合技术已经广泛应用在智能汽车环境感知领域中;雷达和摄像机的空间标定是伴随信息实时融合的道路检测技术的基础;结合智能汽车的实际应用,提出了针对激光雷达和摄像机的空间标定方法;通过特制的标定板来获得雷达数据和图像数据,选取激光雷达坐标系作为世界坐标系,通过参数拟合的方法来求取图像坐标系与雷达坐标系的变换关系,进而实现两种传感器的空间配准;该方法只需要标定板就能够完成激光雷达和摄像机的空间标定,标定精度高,实现了多个传感器世界坐标系的统一,避免了后续处理中数据解释的二义性;实验结果表明这种方法简单准确,满足系统要求。     

加油站储油罐容表自动标定与测量系统

为了能够解决加油站储油罐容表的标定和实时精确测量剩余油量的问题,采用计算机和嵌入式技术设计了容表自动标定与测量系统;系统由计算机、流量计HPLW-80BT和测量终端组成,测量终端采用嵌入式处理器LPC2129作为容表的控制核心,利用液位变送器HGYB-5FY获取油罐内的液位高度;储油罐在投入使用之前,通过流量计预先标定罐内油位高度与储油量的对应关系;根据油位高度实时计算,并修正偏差值ΔV(h)就可以得到精确的测量数据;经过对横截面为椭圆形的储油罐进行数学建模和实验,得出了理论值和偏差值,实现了对储油罐的标定;标定之后,该系统能够在LCD上实时显示油位高度和剩余油量,对加油站的智能化管理起到了积极推进作用。     

Roll‐to‐roll UV embossing process applied for light bar‐based sub‐wavelength gratings for backlight

This study proposes a roll‐to‐roll process‐based sub‐wavelength grating, which is attached on a light bar to turn the side‐lit red/green/blue (620, 520, and 450 nm) incident rays into a uniformly and normally output white light with high illuminance from the light bar's surface. On the basis of the rigorous coupling wave analysis, the relationship between the first‐order transmission/reflection efficiency and the pitch of the gratings with different shapes was analyzed. The optimal design can effectively reduce the coupling length and enhance the white color balance for display applications.