无人机山区环境激光扫描路径规划方法研究

为了提升山区环境里无人机进行扫描时的飞行测量有效性和飞行效率，提出了一种结合传感器测量特性的路径规划方法，以激光传感器的最大测量距离和角度、飞行效率、巡检目标位置为约束，通过求解规划方程得到飞行的轨迹，从而保证无人机山区环境巡检的安全和效率。结果表明，结合Velodyne VLP-16，RS-LiDAR-16，HDL-32E 3种激光传感器的最大测量距离d以及测量角度θ等特性进行路径规划，规划优化效果分别达到了7.58%, 11.18%, 13.33%。该研究验证了山区激光扫描路径规划方法的有效性和正确性。     

基于圆柱谐振腔结构的接近传感器研究

为满足精密机器人视觉应用中对接近传感器的高精度测量要求,研究了一种新型的接近传感器,该传感器是基于圆柱谐振腔和TE011谐振模而设计的。通过仿真研究了接近距离、谐振腔几何尺寸与工作频率之间的关系,结果表明,该传感器的距离测量精度可达1μm。该传感器不受温度、湿度、尘埃等环境因素影响,可用于精密机器人视觉中。     

URG-04LX2维激光扫描测距传感器的应用试验研究

介绍了URG-04LX2维激光扫描测距传感器的测距原理和功能,采用全速USB和RS232C两种外部接口向传感器传输测距数据命令,读取距离数据并处理。测距试验表明,传感器能准确测量出到平面的距离,地板砖、白色纸、黄色纸和土壤等被测对象在2 m以内的测量误差小于10 mm,但不同材质或颜色的被测对象激光扫描传感器的测量精度存在一定差异。障碍物检测试验表明,传感器的数据能清晰地检测到障碍物,并获得障碍物在传感器坐标系内的坐标值和障碍物尺寸等参数,测量到的障碍物尺寸误差小于10 mm。     

一种基于PIR的对瞄测距定位方法研究

针对目标以不同角度运动时,采用峰峰值时间差法测距所得到误差较大,以及部分角度处的测量值严重偏离真实值的情况,提出了一种利用两个静态红外传感器在对瞄情况下进行目标定位的方法。这种方法首先把两个 PIR 置于同一直线、同一高度上、相距30 m 进行对瞄,当目标垂直和斜切穿过 PIR 的探测视场时,对瞄的 PIR 测得距离值并相互修正。实验结果表明,在对瞄情况下,提高了峰峰值时间差法的精度。     

基于多传感器集成的堆场激光测量技术应用

针对采用体积和密度换算测量大型堆场储量时体积计算精度低、数据获取周期长、堆场类型不能统一测量与计算的问题,提出利用高速激光扫描仪、距离传感器、角度传感器及俯仰传感器集成技术,快速获取堆场三维坐标数据,并推导统一的三维坐标求解算法,建立堆场空间三维坐标系解算堆场三维坐标,准确计算堆场储料体积。同时,提出系统建设架构、组成、数据处理方法和需要考虑的问题。该方法有效解决了大型料场现有测量所面临的问题,提高了测量效率、准确性和安全性。在试验条件下,绝对精度达到0.4%。多个项目实例表明,该方法简洁、高效、准确,普通200m的料场一次测量时间不超过20min,测量体积重复测量误差小于0.7%,具有良好的应用前景和推广价值。     

基于无线传感器网络的角度监测系统

针对传统的角度测量设备体积庞大,测量精度低,实时性差等问题,介绍了一种空间物体三维姿态监测系统,其使用三轴加速度传感器监测空间物体的横摆角和俯仰角,使用三轴地磁传感器,结合加速度传感器对其进行修正,监测空间物体的滚转角,监测数据通过Zigbee无线通信网络传输至监测终端进行数据的实时显示与存储.测试实验证明系统具有使用灵活、测量精度高,实时性好等优点.     

PSD位移传感器测量误差的修正方法

为了提高自制位置敏感探测器(PSD)激光三角位移传感器的精度,提出一种简单、可行的数据修正方法,对传感器所采用的测量原理、敏感器件及自制工艺等进行了研究。首先,对自制的位移传感器的静态精度进行实验标定,分析其位移误差曲线。通过将位移测量误差曲线与敏感器件自身检出误差曲线进行比对,结合自制传感器的组装工艺,分析其误差来源。然后,通过调整激光三角测量原理中位移传递公式的具体参数,达到优化自制位移传感器的静态精度的目的。最后,用反复多次地,不同测量范围、测量步长下的位移数据曲线优化效果,证明这种修正方法的普适性。实验结果证明:经过该方法修正后,自制的PSD位移传感器的测量数据的误差降低约80%,其静态位移精度基本达到1%。这种修正方法能够简单、有效地提高PSD激光三角位移传感器的测量精度。     

基于激光距离传感器的路况识别系统的设计

针对动力型下肢设备存在的运动模式识别率低的问题,设计了一种可穿戴式路况识别系统。通过安装在腰部的便携式激光距离传感器和惯性测量传感器分别采集激光距离信息和地形高度信息,利用小波去噪算法对所采集的数据进行处理,提取特征值,最后选择训练简单、结构清晰的概率神经网络进行路况识别。实验结果表明,该便携式系统能有效识别平地、上楼、下楼、上坡和下坡五种路况并提高识别精度,证明了将可穿戴式路况识别系统应用于假肢或助行器等动力型下肢设备环境感知系统的有效性和可行性。     

无线电／激光高度表复合测高技术研究

无线电高度表和激光高度表是巡航导弹上用于探测地形高度的2种主要传感器,激光高度表具有探测精度高、抗电磁干扰能力强的优点;而无线电高度表不受天气和环境的影响,可全天候使用。因而,将无线电高度表与激光高度表进行复合探测,有利于提高地形探测精度,并增强系统抗干扰能力。在高度表测量方程的基础上,基于卡尔曼滤波公式和简单融合算法,给出了无线电／激光多传感器的滤波及融合模型;并利用M atlab对多传感器融合效果进行了仿真。仿真结果表明：基于多传感器融合的高度测量系统的精度比单个传感器的测量精度要高,且系统的稳定性和可靠性更强,所设计的基于无线电／激光高度表多传感器数据融合的高度测量算法是有效的。     

一种新型激光智能水位测量系统的研制

在港口中测量船舶吃水度时,国内外主要通过人工 读水尺的方法,不仅危险性大,且测量精度不高。激光的高度相干性、高度单色性、方向性 强、亮度高等特性使其在激光测距领域具有广泛的应用前景。本文采用相位法激光测距仪作 为无合作目标激光水位传 感器,研制了一种新型激光智能水位实时在线测量系统。 进行了实验室和现场实验,验证了系统的应用范围及测量精度。结果表明,在水面静止且水 质浑浊度大于 300NTU的情况下,测量精度为±1.5mm;在 水面晃动情况下,测量周期为1min和3min时水位数据的离散性较大,测量周期为5min时 测量精度可达±3mm。系统的最大测量距离可达12m。     

位差超声波传感器在智能玩具机器人中的应用

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器,它在非接触性测量方面应用非常广泛,笔者根据智能玩具机器人的距离感知系统的软硬件设计过程,介绍了位差超声波传感器在智能玩具机器人中的应用,给出了位差超声波传感器与单片机系统的硬件电路接口和距离检测软件的编程思路,并通过实验,得出了其测量精度与测量距离以及与被测物体反射角之间的关系。     

光纤传感测温方法与红外测温的比较

光纤传感是一门新兴学科,利用光纤传感方法进行测温,是现代测温方法发展的必然结果,也是红外测温方法的进一步发展。本文将光纤传感测温与红外测温中采用的探测器,信号处理等进行比较,指出两者的同异。特别指出光纤传感器应用于温度测量的优点,最后介绍了我们研制的瞬态温度测量、连续温度测量、分布温度测量以及点温测量等多种光纤温度传感器,它们既扩大了红外技术的应用领域,也把测温技术提高到一个新的层次。     

基于LabVIEW的湿敏元件性能测试分析系统

为了克服传统的传感器特性测试仪功能单一、专用性强的缺点,利用GPIB卡组建由ZL5型智能LCR测试仪与计算机构成的湿敏元件性能测试系统,并基于LabVIEW开发出系统控制软件。根据存储文件方式的不同,采用不同的图形分析方法。通过将其应用于氧化钛基薄膜的湿敏特性研究实验,结果表明该系统能够方便、直观地分析湿敏元件的性能。     

单片机在车刀角度测量中的应用研究

普通车刀角度测量台测量刀具角度时,存在人为读数误差,测量精度低。利用角度传感器测量刀具角度,以单片机为控制核心,用显示屏来数字显示测量结果和相关测量提示,可有效的杜绝人为因素干扰,并且更便于操作,不但提高了测量精度,更提高了测量效率,在控制刀具测量实验及刃磨质量控制方面具有较高的意义。     

基于激光位移传感器的乘用车前悬外倾角在线检测系统的研究设计

针对现有乘用车前悬外倾角检测方法的不足,提出采用非接触式的激光位移传感器作为测量工具,并结合PLC设计了乘用车前悬外倾角在线检测系统,具体介绍了系统的测量原理、硬件构成及程序设计。经过调试运行证明,该系统有效提高了前悬外倾角的测量精度及效率。     

用于测量液面高度的光纤光栅传感器

提出并实验了一种精密的用光纤光栅作为敏感元件测量液面高度的方法,讨论了传感系统设计的关键问题。该传感器可用于中等深度的液面高度的精密测量,其灵敏度可达0.15mm/pm。     

自由曲面数字化测量中黏性目标识别技术研究

自由曲面数字化测量中,由于传感器单元测量区域较小或被测物体本身遮挡等特性的限制,实现整体测量需要进行多次的图像拼接。黏性目标的应用较好地解决了空间图像拼接中不同坐标系的转换与统一。提出了一种基于不变曲线矩法对多重圆弧平面型黏性目标进行识别的技术。这种方法可以准确地对黏性目标进行识别,同时具有较强的鲁棒性。根据这种方法实现的三维空间距离测量相对误差优于0．6％。     

基于CCD圆柱体压力非接触测量系统的研究

介绍了一种基于CCD圆柱体压力非接触测量系统的工作原理及总体构成，给出线阵CCD驱动电路的设计，并对测量误差进行了详细分析。实验结果表明该系统提供了一种传感器完全不受力、稳定可靠、适应各种测量环境、准确度高、结构简单、携带式的各种圆柱体构件非接触力测量。     

补偿强反光体表面红外测温误差的算法研究

针对运动强反光体表面温度实时测量困难、精度低这一难点,本文从红外测温原理入手,分析并揭示了红外测温精度易受到被测物体反射率、测量距离、测量环境、红外入射角等因素的影响。根据铝板材加工设备轧辊表面测温实际需要设计了一种利用红外传感器实现对强反光体表面温度点对点测量的方案。通过对测量数据的研究分析建立了一种基于斯忒藩定律的红外入射角度补偿算法,以此减小因红外入射角度变化产生的测温误差。实验结果证明本方法能较好地弥补红外入射角度变化产生的测温误差,提高测温精度。该补偿算法运算简单,适应性强,为改善入射角度变化对测温精度影响提供了新的方法。