六自由度交流式电磁跟踪系统在医学图像中的应用

在医学图像中广泛采用虚拟现实技术对图像的配准和融合来进行三维重构，虚拟现实系统中的六自由度电磁跟踪系统能够提供空间的六个自由度的信息，用来提供图像之间的三维信息，从而实现图像的三维重构。本文研究现有的各种电磁跟踪系统，分析了其不足，提出了一种采用交流信号作激励源的交流式电磁跟踪系统，设计了系统的结构，推导了六自由度算法和提出了滤波相关算法，在此基础上制作了实验系统。实验的结果表明该系统能够提供稳定准确的空间三维信息，达到了理论计算上的要求。该系统提供的信息给医学图像的三维重构提供了指导性的信息，尤其是对脑部的血管三维重构，从而为手术导航带来实际的应用。     

激光跟踪仪角度采集系统设计及误差修正研究

高精度的角度采集和测量是激光跟踪仪实现跟踪和精密测量的关键。针对激光跟踪仪中采用的圆光栅编码器,本文介绍了一种基于FPGA的数据采集系统的设计与实现方法。该采集系统分为滤波、计数、通信三大模块。数字滤波模块用于消除跟踪控制过程中跟踪头振动、抖动产生的信号干扰;计数模块实现方波脉冲的倍频、辨向及计数;通信模块实现跨时钟域的数据传输。系统通过Modelsim仿真及实验测试验证了方法的可行性与可靠性。采用谐波分析方法对角度误差进行了修正,测量误差由3.5″降低到1.5″。本文设计的角度采集系统及谐波分析误差修正方法具有一定的通用性,可广泛应用于相关领域。     

六自由度交流式电磁跟踪系统在医学图像中的应用

在医学图像中广泛采用虚拟现实技术对图像的配准和融合来进行三维重构,虚拟现实系统中的六自由度电磁跟踪系统能够提供空间的六个自由度的信息,用来提供图像之间的三维信息,从而实现图像的三维重构.本文研究现有的各种电磁跟踪系统,分析了其不足,提出了一种采用交流信号作激励源的交流式电磁跟踪系统,设计了系统的结构,推导了六自由度算法和提出了滤波相关算法,在此基础上制作了实验系统.实验的结果表明该系统能够提供稳定准确的空间三维信息,达到了理论计算上的要求.该系统提供的信息给医学图像的三维重构提供了指导性的信息,尤其是对脑部的血管三维重构,从而为手术导航带来实际的应用.     

六自由度试验台校准装置的设计

给出了六自由度试验台的一种校准方法,介绍了校准装置的设计方案,该方案采用多个角度和位移传感器组成的测量机构感知六自由度试验台的运动位置和姿态信息,经数据采集系统处理后变换为位置参数和姿态参数的实时数据,通过与设定的运动参数比较,实现了六自由度试验台控制误差的校准。     

光电跟踪测量仪器的系统误差的修正方法

对于现代光电跟踪测量仪器来说，为获得较高的实际使用精度，必须对仪器的系统误差进行检测并加以修正。本文是根据从事精度检测工作的实际经验，着重讨论在外场对静态系统误差进行检测和修正的方法，并且指出了采用系统误差修正的方法对于仪器设计和仪器使用的指导意义。     

模块化六自由度机器人运动学标定与实验研究

针对自主研发的模块化六自由度轻载搬运机器人,使用激光跟踪仪并采用直接标定法进行了运动学标定与实验研究。采用D-H法构建了机器人连杆坐标系和机器人运动学模型,并运用微分变换的方法建立误差模型。通过激光跟踪仪测量机器人末端位置,将其与运动学模型求解得到的机器人末端位置进行比较,验证了误差模型的正确性。然后将误差模型计算得到的机器人连杆参数误差在机器人控制系统软件中进行修正。最后利用激光跟踪仪测量机器人的关节转角间隙误差,将误差值转换成脉冲数并在软件中进行补偿。机器人运动学标定实验表明,使用激光跟踪仪进行连杆参数误差补偿和关节转角间隙误差补偿可以明显的减小绝对定位误差,绝对定位误差降低了69.6%,定位精度有了明显的提高。     

阿贝误差实时修正系统

介绍了一种能对机床、坐标测量机等结构的阿贝误差进行实时修正的方法，它能同时测量出导轨的位移、俯仰角、偏转角以及滚转角误差。着重介绍了系统的原理组成和滚转角误差的动态测量方法，给出了系统的可行性验证装置及实验结果，在3．7m的行程内将最大37．0μm的阿贝误差修正到了1．5μm     

一种三轴光电跟踪系统指向误差修正的方法

为了提高三轴光电跟踪系统的指向精度,针对三轴光电跟踪系统的光机结构提出了一种具有明确物理意义的指向误差修正模型。首先,根据四元数的旋转变化方法详细分析了各轴系误差对空间目标指向误差的映射关系表达式,然后,通过这些关系式建立三轴光电跟踪系统的指向误差修正模型。实验结果表明,该方法可以将有效的修正系统指向误差,且外符合修正精度高于球谐函数指向误差修正模型,同时该方法在装配调试阶段对预估指向精度具有一定的参考指导作用。     

对自由度缩聚后的动力模型的修正

自由度缩聚技术是对复杂结构进行精细的动态分析时节省计算机容量的有效方法,但缩聚后动力模型的模态参数会产生一定的误差。本文将介绍一种修正方法,通过对缩聚后动力模型元素的微量修正,使其具有与缩聚前模型精确吻合的模态参数。     

猫眼光学误差的测量与修正

介绍了猫眼光学误差对激光跟踪三维坐标测量系统的影响及猫眼光学误差的主要来源,设计了一种猫眼光学误差的测量原理并构建了相应的测量装置,论述了测量数据处理方法以及在进行激光跟踪三维坐标测量时对猫眼光学误差进行修正的方法.在数据处理过程中,使用了非线性拟合算法来消除半球偏心和安装偏心对测量结果的影响,使用了二维插值算法来获取猫眼在任意入射方位角处的光学误差值.使用所构建的测量装置对Leica公司生产的CER75猫眼的光学误差进行了实际测量并对测量数据进行了处理.实验结果表明,被测猫眼在其接收角范围内的最大光学误差约为4μm.     

长度光栅测量系统的误差修正技术

文章针对长度光栅测量系统的误差来源、特点提出了二次比对、拟合的修正方法。在文章所论述的方法中,通过光电显微镜、线纹尺、数据拟合工具将光栅位移长度溯源到激光波长;将生成的修正公式赋进长度光栅测量系统的程序中完成误差自动修正。文章提出的光栅测长系统的误差修正方法原理简单、实用、修正精度高。对于三坐标测量机、测长机、万工显等精密直线位移平台都具有借鉴和参考价值。     

系统误差的修正在测量技术中的应用

介绍了量具的零位调整不正确时系统误差消除的方法并以游标卡尺和外径千分尺为例具体分析其消除方法。     

滚珠螺母形位误差的CCD测量

亚像素定位精度是影响图像测量精度的关键因素之一.提出一种改进的二次多项式插值法,将Canny边缘检测算子与3×3方向模板相结合确定边缘方向,再利用Sobel边缘检测算子计算边缘的亚像素位置,并推导了定位误差公式,使CCD的分辨率提高40倍.计算测量了滚珠螺母的滚道圆度、圆柱度、径向圆跳动及同轴度等形位误差,误差分别f1=0.013mm,f2=0.016mm,f3=0.022mm,f4=0.014mm.在测量滚珠螺母的滚道圆度误差时,提出了离散点非对称分布在圆周附近时圆度误差的最小区域评定方法.用简单的解析方法论述了算法的实现过程,只需进行数次循环计算即可准确求出最小区域宽度(圆度误差).消除了方法误差,减小了误废率,提高了测量精度.     

激光干涉仪误差修正系统的设计

基于谐波分离修正算法,采用高速可编程器件,构建了一套激光干涉仪误差修正系统.该系统通过校准过程建立误差修正方程,并生成修正相位表.测量时数据采集及处理单元的可编程器件实现定点型移位相减除法运算,得到数字化的正切值,将正切值作为内存地址,通过硬件查表得到修正相位值,极大提高了误差修正速度.并分析了定点型移位相减除法精度以及寻址空间大小对系统误差的影响.     

CCD目标灰度质心算法的动态误差分析

针对传统静态误差分析方法忽略目标运动对测量影响的不足,本文在分析运动对目标形状影响的基础上建立了灰度质心算法误差与灰度噪声、动态目标尺寸的数学模型,该模型表明当曝光时间内目标移动量远小于目标静态尺寸时,动态误差与静态误差接近;而当目标移动量与目标静态尺寸的比值大于6%时,灰度质心算法动态测量误差方差将比静态测量误差方差...     

利用CRC校验实现无线局域网帧纠错

研究了利用CRC校验对无线局域网MAC层数据帧进行纠错的算法。对于物理层纠错方案已经无法纠正的错误帧,分析了MAC帧可能的错误图样,并提出了有效的纠错方法及硬件实施方案。仿真结果表明,在基于802．11协议的无线局域网中应用此纠错算法后,系统误帧率能下降到原来的一半以下。     

长光栅测量系统误差修正方法

针对长光栅测量系统的误差特点提出了一种实用的综合修正方法.通过光电显微镜、线纹尺、数据拟合工具将光栅位移长度溯源到激光波长.提出的误差修正方法简单、实用、修正精度高.对于三坐标测量机、测长机等精密线位移平台都具有借鉴和参考价值.     

光栅位移测量系统的误差自修正方法研究

文中介绍的误差自修正方法是通过光栅位移测量系统中单片机对光栅传感器的多个零位信号进行计数,并根据测量值和系统设定值得到的误差函数自动进行误差修正.实验结果表明,该方法对光栅位移测量系统的误差既可自动进行有效的修正,又可提高系统的测量精度.     

误差偏差修正值

本文主要是通过实例说明对几个术语的理解,共三个部分、8例(除1例外都是温度方面的),内容以计量器具为重点、涉及:①术语的概念、定义的理解;偏差对于不同对象的适用性;②术语间的关系与区别,特别是误差与偏差。在特定条件下、二者在数值或绝对值上相等(但概念不同);③误差与偏差的应用,主要说明误差、偏差检定结果计算(简便的也是常用的)方法的依据。