双目立体视觉在模型姿态监测中的应用研究

风洞试验模型姿态的实时、精确非接触测量对于提高风洞试验的精度和可信度有重要意义。但实现却十分困难,尤其是模型姿态侧滑角的实时精确测量。提出采用双目立体视觉实时、精确测量模型姿态,简要说明了硬件组成和基本原理,深入探讨了技术要点和主要算法。最后给出了测量结论。     

某高超声速风洞模型底压精确测量方法改进研究与试验验证

针对某高超声速风洞模型底压量值低精确测量难度大、底压传感器容易过温超载等问题,在某高超声速风洞中建立了一套可精确测量风洞模型底压的专用装置。该装置采用了小量程绝压式薄膜电容规作为主要的测量元件,并有针对性的设计了传感器过压保护气路、水冷隔热结构和测控程序。该装置布置于该风洞试验段内模型支撑机构上,可大幅缩短测压气路,减少转接环节。该装置在马赫数5～9试验条件下开展了HB-2标模试验验证,试验结果表明：该模型底压精确测量装置达到了设计要求,集成度高,故障率低,系统稳压时间显著缩短,可快速响应模型底部压力变化情况,可适应高马赫数试验条件下模型底压测量要求,系统测量精度优于0.5%,能大幅度提高了高超声速风洞模型底压测量的精准度。     

基于双目立体视觉的风洞模型姿态测量研究

风洞试验中,模型姿态是实验数据修正的重要环节,测量的准确与否对实验结果有着重要影响.从风洞试验实际出发,提出一种基于双目立体视觉的风洞模型姿态测量技术,并介绍了该技术在风洞中的应用.试验表明文中使用的方法与美国兰利研究中心31-inch Mach 10风洞中使用的视觉姿态测量系统精度相当,具有广泛的使用前景.     

手持式天线姿态检测仪表在通信网络优化的实现和应用

在移动通信系统中,天线的位置和姿态直接影响覆盖区域、网络质量和用户感知.本文提出一种基于智能磁方位传感器实现天线姿态的自动采集系统,并创新性的设计成手持式仪表,使该系统同时具备精确测量与便携灵活的特点,实现了天线姿态信息从人工机械测量向自动精确测量的飞跃.     

基于CPLD的三轴转台姿态信号测量板卡的设计

飞行控制系统半物理仿真中三轴转台姿态信号精确测量是实现闭环飞行控制仿真可靠、稳定运行的关键;文章介绍了一种基于CPLD的三轴转台姿态信号测量板卡,采用原理图和VHDL硬件描述语言完成了CPLD内部逻辑电路的设计;板卡上一片CPLD芯片完成了三轴转台姿态信号的实时测量与数据处理,C8051F005单片机实现与上位机的数据通信和指令的接收;测量数据和上位机指令均采用Modbus协议在RS485总线上传输;在半物理仿真中的实测结果表明:姿态角测量误差小于3″,使用CPLD降低了成本,提高了数据处理速度和计算精度,数据传输稳定。     

基于液压感知的带式输送机煤流量检测系统

针对煤矿生产过程中带式输送机煤流量难以实时、精确测量的问题，利用STM32芯片和W5500芯片，实现了采用液压感知技术对矿井带式输送机煤流量进行实时检测的方法。首先，利用液压缸和压力传感器测量得到传送带上的物料负载量并进行处理和传送；然后，利用光电编码器测量传送带带速；最后，依据模型计算得到传送带上的物料流量。实验结果表明，该方法实现了带式输送机煤流量的实时检测，检测精度为90%，证明了基于液压感知和有限元分析计算煤流量的正确性，为带式输送机变带速控制奠定基础。     

基于四元数与卡尔曼滤波的四旋翼飞行器姿态估计

设计了一款基于嵌入式处理器STM32的四旋翼飞行器,利用低成本传感器测量加速度和机体的角速率,提出一种结合算法,从而实现飞行器姿态的精确测量。采用四元数法描述飞行器的姿态,在测量过程中结合互补滤波算法进行测量数据的矫正;同时针对出现的随机噪声干扰,采用卡尔曼滤波算法,实现姿态的准确测量,最终在实际的飞行器平台上得到了验证。     

多气参测量的压力型基准大气数据系统研制

针对某飞行器嵌入式大气数据传感(FADS)系统的飞行试验校准问题,研制了一套压力型姿态角测量的多气参基准大气数据系统。设计了可实现高线性度、解耦的压力型姿态角测量空速管,并配套研制了大气数据计算机。解决了有限空间内多气路之间密封、同时精确取气和压力测量、飞行器机体干扰下的风洞试验标定、多参数拟合修正的气参解算等难题,获得了机体干扰下的空速管测量修正解算公式,实现了基准气参的高精度测量。在完成基准空速管的风洞试验标定和联调试验后,实现了对全系统正常工况下的飞行参数测量精度及系统稳定性考核,最终成功应用于飞行试验中。     

基于可穿戴式惯性测量单元的行人室内定位技术

通过将惯性测量单元系在脚背上,实时测量出人体在行走时的加速度和角速度信息;通过阈值判断和零速校正模型完成对行人步长、步频和方向的解算,绘制出行人的运动轨迹;在搭建的可穿戴式惯性测量单元轨迹监测实验平台中进行模型验证,并将解算绘制出的行人轨迹实验结果与行走时测量的轨迹进行比对。实验结果表明:该方法的准确率均达到在98%以上,实现了对行人在室内环境下的便携式、可穿戴式实时精确测量。     

磁罗盘误差分析与校准

根据磁罗盘的工作原理,在详细分析了磁干扰和仪表误差等影响磁罗盘精度各因素的基础上,首先建立了一个用矩阵方程描述的磁罗盘方位指向输出的精确测量模型;接着证明了目前广泛使用的几种罗盘指向解算模型仅是上述精确测量模型在不同特定条件下的简化或泛化;随后基于不同姿态下的椭圆拟合算法对上述精确测量模型各个参数进行辨识,提出了全面校准磁罗盘方位指向的方法和步骤;最后用实例检验并比较了采用椭圆拟合模型和精确测量模型对罗盘方位解算的效果,验证了该精确测量模型的广泛适用性。