基于实时测量系统的误差离散值修正方法

在测量系统中，采用误差修正，将大大提高测量精度。在动态实时测量系统中，误差实时修正是实现高精度动态测量的重要手段。本文提出了误差离散值修正方法，较好地解决了误差修正精度和修正速度的矛盾，并具有实时性，易于实现。通过一应用实例，证明了其较好的修正效果．     

一种基于人工鱼群算法的微机电系统加速度计静态修正方法

微机电系统加速度计是惯性跟踪系统的一部分,用来获得运动的位置信息。为了对运动姿态进行精确定位,必须对它的误差进行修正。根据加速度计误差来源和产生机理建立了误差模型,通过分析误差模型,提出了一种基于人工鱼群算法修正加速度计静态误差的方法,并与六位置测试法比较。前者在一定程度上降低了误差,提高了测量角精度,使微机电系统加速度计输出能够准确反映出真实值。     

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.     

基于UWB/INS的单兵班组协同定位算法研究

针对单兵作战系统易受室外GPS(Global Positioning System)信号遮挡失锁难以定位与INS自主定位容易发散的问题,提出一种基于单兵之间相互测距信息的EKF(Extended Kalman Filter)班组协同定位算法.利用角速度均方根阈值判别法进行单兵零速修正,UWB(Ultra Wideband)进行相互测距的同时传输协作单元位置估计和协方差信息,通过构造距离量测方程在零速区间协同定位.实测试验对比单兵INS定位算法与基于相互测距信息的EKF班组协同定位算法,试验结果表明:基于UWB/INS的单兵班组协同定位算法明显优于单兵INS算法自主定位,其位置误差减小了一个数量级,有效抑制了单兵INS定位误差累积.该算法可以在我军反恐作战、抢险救灾等极端环境下单兵班组协同定位中使用.     

基于卡尔曼滤波的天文定位算法

针对如何提高舰船的导航精度的问题,提出了一种Kalman滤波天文定位算法。该算法根据天文三角形理论,在确定的时间内,利用恒星的赤经、赤纬以及利用光电经纬仪(或其他测量设备)输出的高度角、方位角等信息实现天文定位,并建立了舰船动力学模型。采用稳健估计对Kalman滤波模型进行处理,解决了滤波模型中非零均值系统白噪声的处理问题。采用该Kalman滤波对恒星的高度角数据进行滤波,实验结果表明,噪声为1′时定位误差由0.041253°降低为0.010394°,该算法提高了测量精度,抑制了测量噪声,有效增强了天文定位的可信度。     

维特比算法的一种室内地磁导航方法

惯性导航系统是目前室内定位和导航领域一项非常重要的技术,但是传统惯性导航系统中是利用算法融合地磁罗盘及陀螺仪等数据,进而提高相对位置的精度,但却无法修正已经产生的误差.所以传统惯性导航系统在内部构造复杂的室内很容易出现走错房间,穿越墙体等错误路径.为了解决这些问题,提出一种基于维特比算法的室内导航方法,利用自建室内地磁数字地图结合维特比算法,动态计算可能路径.利用维特比算法特性提高了输出路径的纠错能力,可有效排除错误路径的干扰.本导航方法能有效避免穿墙错误路径的出现,更加符合实际行走路径.试验结果表明,相对传统惯性导航系统,它在复杂室内环境下进入正确房间的准确率提高了23%.     

一种基于椭球约束的加速度计粒子群优化静态修正方法

研究了微机电系统加速度计基于椭球约束的静态修正法。根据微机电系统加速度计输出数学模型,采用标准粒子群优化算法估计微机电系统加速度计的输出数学模型中的刻度因数、零偏及正交误差。实验结果表明,该方法有效剔除了采样过程中的随机误差,粒子群优化方法的引入,使得微机电系统加速度计输出能够准确地反映其真实值。     

用蚁群优化算法进行误差修正的手臂姿态跟踪的研究

为了提高人体手臂运动姿态跟踪的精度,提出了一种采用蚁群优化(ACO)算法修正误差的手臂姿态跟踪方法。该方法基于对姿态测量单元中加速度计的误差模型的分析,采用ACO算法进行误差模型参数拟合以修正加速度计的静态误差;应用卡尔曼滤波算法对MEMS加速度计、磁力计和陀螺仪数据进行数据融合,得到肢体姿态最优估计;采用了手臂肘关节的几何约束模型,对手臂姿态跟踪过程中因噪声扰动和肌肉变形产生的随机漂移误差进行补偿,得到手臂关节的正确位置估计。试验表明,该方法有效地降低了传感器噪声所引起的漂移,提高了位置测量的准确度和稳定度。     

高空长航时飞行器自主导航系统研究及试验验证

以捷联惯性导航子系统作为主导航系统,天文导航予系统作为辅助,设计了捷联惯性／天文组合导航系统。选取捷联惯导系统误差作为系统状态,高度计和星体跟踪器的输出构造量测,利用卡尔曼滤波设计捷联惯性／天文组合导航算法。试验结果表明,该系统有效修正了纯捷联惯导的漂移误差,可以满足高空长航时飞行器的自主导航。     

胎压监测信号的误差处理及共振频率提取方法

采用频率响应法实现间接式轮胎压力监测,提出了基于弹性BP神经网络分析轮速传感器误差及实现误差匹配的方法,并根据轮速信号的特点构造了BP神经网络,实现了对轮速信号的修正;针对轮速信号非均匀采样插值算法复杂、插值过程耗时较长的问题,提出了应用非均匀采样小波变换直接对BP神经网络修正后的轮速数据进行处理并提取共振频率的方法,并利用道路实验采集的不同胎压状态下的轮速信号验证了算法的有效性和可行性.     

一种适合于月球车的长距离自主导航方法

针对月球车自主导航系统的特殊要求,设计了一种月球车长距离自主导航方法.该方法首先依据惯性导航和天文学的基本原理建立月球环境下惯性导航系统的姿态、速度和位置误差方程,然后针对捷联惯性系统平台失准角较大的问题,引入里程计测量的速度信息与球面天文三角公式,共同构建量测方程,由于建立的系统状态方程和量测方程均为线性方程,所以采用卡尔曼滤波实现月球车位姿信息的最优估计.最后,对这一导航方法进行了仿真研究,仿真结果表明,该方法具有更高的位置和姿态估计精度,同时可有效提高系统的稳定性和可靠性,是解决月球车自主导航问题的一种有效而实用的自主导航方法.     

基于多传感器信息的双足机器人步行系统的研究

提出了一种基于多传感器信息和实时修正算法的双足机器人分级递阶行走控制结构。在系统设计中,充分考虑零力矩点（ZMP）稳定性规则以及机器人行走时所受的其它物理性约束条件。为提高机器人对不平整路面的鲁棒性和克服系统建模误差,行走控制系统中采用了鲁棒地面反力控制器和基于地面反力最优规划的姿态控制策略。     

基于Labview的钢卷尺自动调零系统设计

为了提高钢卷尺零位对齐的效率和精度,本系统采用摄像头,通过图像处理技术实现钢卷尺刻度误差自动测量,利用运动控制卡控制机电系统实现被检钢卷尺与标准钢卷尺零位刻度对齐,同时基于Labview开发的上位机软件完成钢卷尺刻度误差数据采集和分析处理,并反馈控制机电系统运动,最终实现钢卷尺自动调零。试验表明该系统运行稳定可靠,钢卷尺调零效率和精度大幅提高。     

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.     

共平面二维高精度工作台误差修正与实验研究

该文通过采用误差分离与修正技术,对微纳米三坐标测量机x-y平面内存在的各项误差进行全面分析。利用高精密检测仪器和标准件,设计误差分离与修正方案,并对修正过的误差项补偿效果进行测试。然后通过实验测量标准量块平面度、长度等量值,以检验修正后的微纳米三坐标测量机测量精度。实验结果显示,一等量块工作面的平面度测量重复性标准差达到9.5nm,x和y方向长度测量的标准差分别达到了10nm和19nm。理论分析和实验表明,所研制的二维高精度工作台可用于高精度的三维测量。     

智能仪器测量信号功率的不确定度评定模型

针对基于交流采样原理的智能仪器,提出一种新的测量不确定度评定模型。以信号功率测量为例,受硬件条件以及信号频率波动的影响,无法确保同步采样,利用已有测量算法将使测量结果出现误差。将该误差视为系统效应,通过近似处理,提出简单且实用的修正算法。将测量过程中的量化噪声、信号传输中的干扰当作具有已知分布特征的随机变量,利用统计方法,并依据测量不确定度传播定律,评定了经修正算法修正后的测量结果的不确定度。这种先修正系统效应、再评定随机因素造成不确定度的模型,更符合测量过程的实际情况。物理实验和仿真计算均验证了所得结论的有效性。     

电子数显测量器具系统误差的软件修正

介绍了一种以MATLAB为主要算法工具辅以Visual C 为操作界面的软件修正测量器具系统误差的方法以及配合单片机系统的应用实现,给出了修正系统的构架和软件设计思想。该方法能在现有基础上大大提高测量器具的测量精度。     

基于混合粒子群算法的涡旋体快速测量

涡旋中心位置误差的补偿能显著提高涡旋体型线加工精度.基于圆柱度精密测量平台开发了涡旋体型线误差快速测量系统,首先通过精密测量头快速扫描内、外圈型线得到径向误差,然后采用混合粒子群算法优化径向误差序列,优化后得到了涡旋体加工的旋转角度误差、涡旋中心坐标位置误差.实验结果表明:混合粒子群算法能快速得到最优化涡旋中心误差,快速测量系统测量时间为180 s,涡旋型线测量精度和三坐标测量机相当.快速测量系统能满足加工现场的测量空间和测量环境的要求,从而实现涡旋体加工误差的在线补偿.     

基于振速测量单全息面直接声场分离方法

摘 要：为了更精确的分离质点振速,以波叠加法作为声场分离算法基础,提出单全息面测量振速直接声场分离方法。建立了单面振速测量声场分离模型,并推导了理论计算方法,通过数值仿真,分析算法的计算精度,验证了该方法可以有效分离声场。然后对比本文分离方法和单面声压测量声场分离方法分离简单源和脉动声源的误差,结果表明：单面振速测量的直接声场分离方法可以有效分离目标声源,而且可以获得更高的振速分离精度。     

修正声强测量系统设计及实验验证

传统的声强测量系统价格昂贵,有限差分的存在使得测试频域受到探头间距的限制,宽频噪声需分段多次测量。根据互谱声强算法,利用采集卡、传声器和虚拟仪器技术开发出一套便捷、高效、低成本的声强测量系统,包括数据采集、系统声压灵敏度标定、相位失配标定和声强测量。针对算法中存在的有限差分误差进行修正,在半消声室中以宽带白噪声为声源,用开发的声强测量系统分析探头间距为20 mm和50 mm时探头轴线和声源传播方向夹角分别为0°、45°的修正前后声强误差。结果表明该声强测量系统有效,修正后同一探头间距测试频域得到拓展,声强准确度得到提升。