基于激光多边法的坐标测量系统最佳布局

基于激光多边法的坐标测量系统的测量精度受到其布局方式的影响。前期研究中通过对无目标点自标定模型误差传递规律的理论分析,将系统的布局方式优化为直角三棱锥布局。在此基础上,通过对线性化后的系统测量模型进行误差分析,发现当该测量模型系数矩阵的条件数取得最小值时,得到系统的最佳布局方式为直角正三棱锥布局。仿真结果表明,直角正三棱锥布局可有效保证系统的测量精度。     

四路激光跟踪三维坐标测量系统最佳布局

四路激光跟踪三维坐标测量系统的测量精度在很大程度上取决于四路干涉仪的布局。系统地研究了四路激光跟踪三维坐标测量系统的布局优化问题,以被测点的位置几何精度衰减因子(PDOP)最小为目标进行优化,得到了三种系统最佳测量布局。考虑到系统自标定对布局的要求以及目标靶镜接收角范围的限制,得到了一种具有实用价值的系统最佳布局。     

四路激光跟踪测量系统最佳测量区域和系统自标定

研究了系统最佳布局下的最佳测量区域问题,给出了几何精度衰减因子PDOP在三维空间内的变化规律。通过计算机仿真研究了最佳测量布局对系统自标定的影响规律,指出最佳测量布局中的标称配置对系统自标定精度的影响最小,同时这种布局有着最小的几何精度衰减因子。     

双目测量系统目标相对位置误差分析

目标特征点三维坐标的测量精度直接影响目标位姿的解算,准确确定影响目标位姿的误差因素,对各项误差进行合理分配及综合,是提高目标测量精度的关键。目前,像点提取精度、特征点匹配精度根据现有算法已达到瓶颈,而在摄像机内部结构及标定等方面提高测量精度还有较大的研究空间。通过建立成像点坐标测量方程,综合分析各误差因素对目标位置的影响。通过实验分析与仿真,摄像机内部结构误差及标定误差对成像点坐标的影响在一个像素内,当f=0.031 9 m,目标距离为20 m时,目标位置总体测量精度为0.029 4 m。对光学成像系统内部结构的设计及电子器件的选型具有较大参考价值。     

双CCD系统在三维面形测量中的应用

讨论了用于直升机着陆激光雷达地形测量系统的双目立体视觉方法,并利用双CCD系统实现了对激光器照射到固定目标表面上任意单点的三维空间坐标测量.首先应用最小二乘法对既定标定点三维空间坐标的测量进行了分析,提出了标定点列的优化原则;然后分析了正交约束条件对测距误差的影响,并建立了双CCD激光测距实验系统.理论分析和实验结果表明,选择经分布优化的标定点列和采用正交约束条件可以使目标点的各向测距误差在总体上得到优化,从而使得双CCD系统在近距测量中有较高的测量精度,适合于三维面形的测量.     

正交约束下的机器人线结构光手眼标定

为了将传感器局部坐标系下的测量数据转化为机器人坐标系下的全局三维数据,需要确定机器人法兰盘与传感器之间的关系,即手眼标定。为实现机器人与线结构光传感器的现场手眼标定,提出一种正交约束条件下的新方法,该方法标定过程无需人工参与,仅需一块具有空间正交约束关系的平面靶标。标定过程中任意变换机器人位置与姿态,控制激光线与靶标两直角边分别相交,并记录传感器测量坐标值以及对应的机器人姿态数据,再基于空间正交约束建立非线性优化模型,最后采用内点法迭代求得最优解。实验结果表明：该标定方法快速、稳定且精度较高,系统整体测量精度优于0.3 mm,可满足常规测量需求。     

双光纤点衍射干涉投影系统误差校正及优化

条纹投影测量技术为复杂曲面提供了一种大动态范围的非接触式三维形貌检测方式。在基于双光纤点衍射干涉的条纹投影检测系统中,系统结构参数对最终面形检测精度影响较大。通过建立系统结构几何分析模型,对系统结构参数进行了优化。针对双光纤点衍射探头投射角标定误差的影响,传统基于零级亮条纹定位的投射端投射角标定方法由于临近级次条纹光强较为接近难以区分而导致存在较大误差,为此提出了一种基于基准平面的投射角迭代校正方法,在原标定方法的基础上进一步提高了其标定精度,进而有效提高了面形检测精度。为验证所提出方法的可行性,搭建实验系统对不同斜率动态范围的待测物测量比对,结果表明校正前后的测量系统与三坐标测量机的测量结果偏差从0.418 2 mm减小至0.021 1 mm,实现了微米级的检测精度,为各类复杂曲面的高精度检测提供了一种可行的方法。     

光笔视觉测量系统结构参数的自标定与仿真

介绍了光笔式三维坐标视觉测量系统的工作原理，由于系统具有冗余特性，可以实现系统的自标定。重点研究了光笔结构参数的自标定原理，建立了正确的自标定模型，综合运用各种数值算法对自标定模型进行了计算机仿真。仿真结果表明，点光源三维坐标的测量误差对光笔结构参数自标定结果的影响很大。因此，在光笔结构参数自标定过程中，需要保证光笔上点光源三维坐标的测量精度。     

直角棱镜棱脊不平度的检测方法

方位瞄准系统中,通常借助直角棱镜实现对惯性器件方位敏感轴的监测。直角棱镜棱脊不平时将会引起方位瞄准误差,通过建立棱脊不平度对方位瞄准精度影响的数学模型,推导出了精确的矢量表达式,给出了目前常用的棱脊不平度测量原理及其工程实现手段,在此基础上,提出了一种基于斜方棱镜进行棱脊不平度检测、标定的新方法,分析了测量原理及影响测量精度的重要误差源。基于自研斜方棱镜装置,搭建测试平台,实验结果表明,装置沿棱脊方向的水平状态对测量精度影响较大,经标定后的系统,测量精度可以达到10以内,具有操作高效、简便等显著优点,对于提高方位瞄准精度,有着非常重要的现实意义。     

基于光栅投影测量改进的类双目系统标定方法

系统标定是光栅投影测量系统中的关键一步。将投影仪看成相机的类双目系统标定方法具有操作简单、精度高、可靠性强的优势。在此系统标定方法的基础上,提出一种提高测量系统精度的系统标定方法。根据提取的标定板上圆标识的圆心坐标,利用计算机生成含有相对应十字标识的图像,用于相机标定,可避免圆标识轮廓对角点提取的影响,从而提高相机标定精度。同时,推导快速求取投影仪伽马的表达式用于相位校正,可建立投影仪像素与相机像素精确的对应关系,从而提高投影仪标定精度。结合投影仪和相机的标定结果,建立统一的世界坐标系完成整体系统的标定。实验结果表明:采用上述标定方法,可将投影仪和相机标定精度分别达到0.25 pixel和0.15 pixel;同时测量了一个长方体,精度达到0.142 7 mm。     

音响系统的相位、群延迟失真及测量

用复传递函数表示音响系统的特性除振幅响应外还有相位响应，本文从线性系统分析的角度定义了音响系统的相位和群延迟失真，并讨论了所定义的群延迟物理意义。建立了一个具有实用价值的测量系统，指出了基于脉冲测量的要点和注意事项。并给出了各种测量结果和简单分析。     

PON系统测试用光功率计

介绍了一种无源光网络(PON)系统中测试用的光功率计,该功率计通过特殊设计的光路和电路结构来实现PON系统中对信号光功率测试的特殊要求,即要满足线路上3种光信号波长的同时测试、在线测试和1310nm信号的突发测试功能,从而大大方便PON系统的安装、管理和维护。     

一种IP网络带宽和时延的有效测量模型

提出了一种同时测量IP网络带宽利用率和路径时延的测量模型,能够有效降低网络测量的开销。以顶点覆盖和边覆盖的相关理论为基础,证明了以最小代价混合覆盖全网的问题是NP难的。同时提出了一种改进两阶段算法,可以有效地确定最小覆盖集。性能仿真结果显示改进后的算法对大范围的网络拓扑有效。     

双激光位移传感器测厚实验装置的研制

利用2个激光位移传感器搭建非接触在线测厚实验装置,设计编写了厚度测量软件,软件通过串口实时采集传感器数据,输出被测样品厚度。装置的测量范围为0.1 mm~10 mm,测量精确度为±25μm。用厚度标准尺作为样品,对装置进行标定后,采用不同厚度的样品,进行了静态和动态的厚度测量实验。分析了误差来源及解决办法,为后期精密、实用的冷轧钢板非接触式在线测厚系统的研制奠定了基础。     

PON系统测试用光功率计

文章介绍了一种无源光网络(PON)系统中测试用的光功率计,该功率计通过特殊设计的光路和电路结构来实现PON系统中对信号光功率测试的特殊要求,即要满足线路上3种光信号波长的同时测试、在线测试和1 310 nm信号的突发测试功能,从而大大方便PON系统的安装、管理和维护.     

网络测量方法和关键技术

网络性能测量和评价是从事网络理论研究、网络管理和网络工程开发的重要手段。首先,简要回顾了网络测量的发展历程。然后,介绍了IP网络测量的概念并归纳了各种测量方法。接下来,详细论述了网络测量的若干关键技术,包括网络性能测量、网络流量测量和网络推测技术等。最后,对论文进行了小结。     

一种超精密非球面在位测量方法

高面形精度非球面加工,离不开面形测量和误差补偿加工。离线测量容易导致工件装夹误差,并带来非加工时间增加。为解决这一问题,采用一种利用接触式的微小测头与激光干涉位移测量计相结合的在位形状测量装置,直接对磨削后的工件表面进行在位形状误差测量。介绍了该在位测量方法的原理及非球面测量过程,探讨了回转对称轴在半径方向的误差与测头倾角误差对测量误差的影响,并进行了补偿加工实验。对加工后的微小非球面进行了在位测量,并与超精密离线测量系统测量结果进行了比较。     

基于AVR的自适应等精度频率测量方法及实现

根据等精度频率测量原理,分析测量精度、频率测量闸门时间及预置门时间三者之间的关系,并在此基础上提出了一种自适应等精度测量频率的方法.该方法的思想核心是对粗测获得的输入信号频率值进行判断,选择合适的分频因子,动态控制闸门时间,使得精测时,能够满足较宽的频率测量范围,并能够实现高精度测量.     

基于光电扫描的工作空间测量定位系统误差分析

为研究工作空间测量定位系统的误差传递特性,建立了单发射站方位角/俯仰角测量模型及双发射站单元坐标测量模型。提出了以扫描角测量误差为基础的精度评价方法,通过分析扫描角与方位角/俯仰角之间的测量误差传递关系优化了激光发射站的几何结构。推导了双发射站单元坐标测量误差传递函数,并通过对坐标测量误差空间分布规律的分析求出了双发射站单元的最佳测量位置。使用两台发射站测量了某大型夹具顶端平台的位移,并通过与激光跟踪仪进行数据对比验证了所得结构。实验结果表明,当扫描角测量误差控制在5″以内时,双发射站系统可在5m×5m×3m的空间内实现优于0.25mm的精度。     

微粒直径的相干测量精度

本文采用数字分析方法研究了相干照明下摄像机的空间分辨率、数字滤波和离焦诸因素对微粒直径的测量精度的影响,提出了一种简单的判焦方法。实验结果与理论分析一致。