基于位移相位中心算法的合成孔径声纳运动补偿研究

运动补偿是合成孔径声纳（SAS）成像的关键问题，SAS系统一般利用多接收元回波信号的互相关特性进行运动补偿。在深入分析位移相位中心算法的基础上，给出了一种改进的SAS运动补偿算法。该算法首先修正声信号的实际传播距离与采用等效相位中心近似的传播距离之间的偏差，然后基于时延和相位误差估计运动误差，从而在扩大了算法适用的运动误差范围的同时，提高了运动误差估计的精度。文中给出了计算机仿真结果，从结果可以看出改进算法有效地补偿了运动误差，改善了成像质量。     

四步相移法的非线性相位误差补偿方法

在相位测量轮廓术中,测量系统的gamma非线性是相位误差的主要来源.系统gamma非线性使变形光栅条纹图像中出现高次谐波,从而引起展开相位存在周期性误差.对于四步相移法,三次谐波是引起周期性误差的主要因素.通过建立四步相移法的相位误差和主相位的关系模型,在系统gamma值未知的情况下,对非线性相位误差进行了补偿.计算机仿真表明,当系统的gamma值为2.2时,使用本方法补偿前后的相位误差波动幅值分别小于0.006 3rad和0.000 354rad;实验证明,一个平面白板展开相位的均方根(RMS)在误差补偿后从0.035rad降低到0.007rad,相位误差的最大值从0.086 7rad减小到0.030 8rad.     

数字全息相位解包裹方法的适用性分析

相位解包裹是数字全息测量中必不可少的一环,为了更好地应用数字全息测量技术,对常用的三种相位解包裹方法(基于离散余弦变换(DCT法)、四次快速傅里叶变换(4-FFT法)以及两次快速傅里叶变换(2-FFT法)的相位解包裹方法)的适用性进行分析和验证.首先从理论上,分别以三种方法成立的前提为依据,推导得出了三种方法基本公式各自成立的范围和精度,并指出这三种解包裹方法均不适用于解相位跳变大于π的包裹相位.通过peaks函数仿真模拟真实相位,进行包裹和解包裹运算.实验结果证明了当相位跳变小于π时,上述三种相位解包裹方法均适用,其中DCT法和4-FFT法精度较高, DCT法仅存在一个常数相位误差, 4-FFT法的均方差为1.3×10~(-16)rad, 2-FFT法的均方差为2.494 rad.反之,当相位跳变大于π时,上述三种方法均不适用,解包裹失败.总之,三种常用的解包裹方法中, DCT法可靠性更高,精度更高.该分析结果将为数字全息技术中相位解包裹技术发展提供理论支撑.     

简谐波运动理论在物体曲面形貌测量中的应用

在物体曲面形貌非接触式测量中，传统的N步相移技术在实施测量时必须采用精密的移相装置，以获得定步长的相移步进值。当存在相移步进偏差时，就不能够准确的解调出相位．针对这种情况，本文在分析简谐波运动的基础上，提出了一种通过点测量的方式提取相移光栅实际相移量方法，同时提出了一种基于非定步长的相移相位恢复算法；实验结果表明：通过该方法获取的相移步长的精度达到纳米级，利用该非定步长算法能够准确的解调出相位，降低了对移相装置的精度要求，大大提高了测量系统的精度和自动化程度。     

调制模式识别中相位提取算法的精度分析

为了提高调制模式识别的准确率,基于CORDIC原理和流水线结构,介绍了一种高精度相位特征值提取算法.从流水线等级引入的近似误差和有限字长带来的量化误差两方面入手,分析了算法在定点制系统中的实现精度,推导出实际结果相对理论值的误差公式.利用费玛定理和函数极值法分析公式得到,当流水线级数不大于量化比特数时,系统精度随它们各自的提高而增大;当流水线级数大于量化比特数时,增加流水线级数不再能够提高系统精度.仿真试验结果表明,相位特征值提取算法的可靠性很高;由误差公式得到的结果与实际误差非常接近,误差公式能够作为系统设计的参数选择标准.     

光纤连接器端面的显微干涉测试系统

介绍了一种基于显微干涉的光纤连接器端面的测试系统,干涉仪由Mirau干涉物镜和镜筒透镜组成,CCD相机采集干涉图样,经处理后得到相位分布图．采用Carre相位提取算法,无需进行特定步长的相移．对光纤连接器端面的表面形貌、曲率半径、顶点偏移进行测量,测量系统的横向分辨率可达到0．9μm,重复性测量精度为9．5nm．     

相位偏移gamma矫正方法的结构光三维视觉测量技术

为补偿结构光三维测量过程中的非线性gamma误差,提出基于相位偏移的gamma误差矫正算法,对三维结构光视觉测量与重构技术进行了研究.首先,对结构光测量的基本原理和基于正弦条纹光栅的结构光测量方法做了介绍;其次研究了基于相位偏移方法的gamma矫正方法,通过实验对矫正方法的有效性进行了验证;最后通过三维重构实验得到被测量的物体矫正前后的三维重构图像,并且对其进行分析对比.实验结果表明,设计的矫正算法有效降低了三维测量中gamma畸变造成的相位误差的均方根值,提高了测量精度,具有实用价值.     

小波消噪在三维测量轮廓术中的应用

在测量轮廓术中，噪声的影响会给测量得到的光强数据带来误差，通过带有误差的光强数据恢复出来的物体轮廓数据也有误差，而且，较高的噪声会上轮廓术中的相位解包裹算法失效。文中提出先利用小波进行前期处理，消除去噪声，再进行恢复其轮廓。计算机模拟结果表明，和传统的频域滤波相比，应用小波消噪的方法可以使相位误差在为减小，相位解包裹算法的稳健性得到了大大增强。     

激光器不稳定对多步相移算法相位提取精度的影响

实际移相干涉图像因受不同误差源的影响,不同相移算法的相位提取精度不同,导致实际干涉测量系统的检测精度也不同.文中以多步相移算法中的5、6、7、13步相移算法为例,仿真分析比较了不同相移算法因激光器波长不稳定和光强不稳定引入的面形检测误差.研究结果表明:激光器的波长不稳定和光强不稳定均在检测中引入了随机性误差;多次平均下,步数越多的算法因激光器波长不稳定和光强不稳定引入的误差越小但彼此差别不大,各算法对激光器不稳定引入的这两种误差的抑制效果均不明显.     

基于ARM的同步交流采样和误差补偿

导出了电压交流同步采样的准确误差公式,解决了被测信号频率变化时采样精度降低的问题,并提出了误差补偿方法.另外,对采样周期误差也进行了分析,并给出减小周期误差的新算法.本系统采用PHILIPS公司的ARM7TDMI-S系列微处理器LPC2210,外加高速A/D转换器ADS7805,对交流电压采样,以测得电压有效值.理论计算表明,这种误差补偿算法实现简单,能显著地提高测量精度.     

利用回波数据的高分宽测机载SAR运动误差提取方法

为实现高分辨宽测绘带SAR成像,提出一种基于回波数据的高分辨宽测绘带机载SAR运动误差提取方法,有效弥补了基于惯性测量单元/全球定位系统(INS/GPS)提取的运动误差精度低的问题.首先采用一种基于图像对比度最优的方法对SAR回波数据进行相位误差估计,然后利用加权总体最小二乘(WTLS)基于空变相位误差模型反演运动轨迹...     

BP算法应用于标定相移器时的数据处理

提出在相移干涉测量中用神经网络BP算法拟合相移器电压-位移曲线的方法．拟合数据通过相移剪切干涉仪和傅立叶变换得到，对实验数据进行网络训练以后，可以获得很好的输入-输出特性，平均相对误差由最小二乘法拟合的2．16％下降到现在的0．37％．     

基于十项余弦窗插值FFT的谐波相量算法

提出了一种基于十项余弦窗的插值FFT算法,分析了余弦组合窗的特性,从旁瓣特性的优势出发,运用旁瓣峰值较低的十项余弦窗,并用双谱线插值算法推导出其对应的修正公式.仿真计算结果表明,谐波幅值误差小于0.001%,相位误差小于0.001%.新的插值FFT算法与常用的Hannning窗、Blackman窗插值FFT算法的测量结果对比,进一步说明了该算法可以有效提高电力系统谐波测量精度,具备实际应用价值.     

基于全相位FFT的电磁法有效相位信息提取

电磁法的相位相比于振幅,变化的幅度更大,在一定地质条件下具有更高的分辨能力。以往的研究一般采用传统加窗FFT(Fast Fourier Transformation)方法提取相位信息,该方法存在2个方面的缺点,首先是测量精度受频谱泄漏的影响比较严重,其次需要严格的“同步采样”。在实际应用中抗噪能力较差,导致无法获得有效的相位信息。为了提高抑制频谱泄漏能力,同时不受“同步采样”以及频率偏离的影响,采用全相位傅里叶变换方法进行了类脉冲、类充放电三角波、类方波以及高斯白噪声等典型干扰波形的仿真实验,结果表明:在同步采样的情况下,无论是否存在噪声干扰,传统的FFT方法与全相位傅里叶变换方法的相位测量误差均小于1%;而在非同步采样的情况下,传统FFT方法无法获得准确的相位值,而全相位FFT方法无论是否含有噪声干扰均能获得有效相位信息。因此,全相位FFT法具有传统加窗FFT法所具有的优点,能有效地抑制高斯噪声,对电磁法典型的干扰波噪声有着良好的抑制效果。     

针对同步采样误差的电网谐波检测算法研究

讨论了基于FFT的电网谐波检测算法的原理;研究了用于减小同步采样误差的加窗插值FFT法和线性内插软同步采样法,仿真结果表明这两种方法各有优缺点,均可以有效的减小电网谐波检测中的同步采样误差。     

一种改进的相位误差计算法

自聚焦主要由两个重要步骤组成,即相位误差估计和相位误差校正,在现有的相位误差估计算法中,秩一相位估计算法是较好的一种,文中针对秩一相位估计算法存在的缺陷提出了一种改进的相位误差估计器,在低仪器时改时算法性能与秩一相位估计算法基本一致,但在信噪比较高时,改进算法能比秩一相位估计算示估计精度高,改进算法的另一优点是比秩一相位估计算法收敛快,若把改进算法代入相位梯度自聚焦算法的算法结构,对窗长选择的稳健性要好一些。     

扭摆法测转动惯量的误差分析

推导了周期测量精度对转动惯量误差影响的准确计算公式,指出了文献[1]给出的转动惯量相对误差计算公式是在极特殊条件下得到的,且只能给出误差的最小值,因此不宜作为惯量测量误差的计算依据。文中给出误差计算值,比用文献[1]公式计算值更符合实验测量结果。     

油井气液两相流全自动计量技术

为解决稠油计量的准确度、可靠性、耐久性及实时在线等问题,设计出一种通过分离伞和液位自动控制调节器来实现气液两相流计量的装置.采用翻斗式称质量机构计量油井产量,消除油中含气造成的假体积误差;采用G法补偿算法消除稠油残留造成的计量误差;采用以计算机控制电动机起停方式的单路导通多通阀实现全自动选井计量.现场实际应用证明,称质量式油井计量技术较好地解决了各类油井的实时在线计量问题,具有自动化程度高、计量精度高等特点.