一种基于FCS的智能测控仪表的自动标定系统

设计并实现了一种基于FCS智能测控仪表的自动标定系统;该系统是在大连交通大学三合实验室开发的SHCAN2000现场总线控制系统的应用的背景下提出的,利用现场总线进行数据采集处理,通用串行总线(USB)作为与计算机数据传输接口;对系统进行了设计和实现,解决了仪表的自动标定问题;实验表明,在本系统标定下的仪表相比传统智能测控仪表的标定,它具有快速方便、简单易用、精确稳定等特点,满足了工作精度的需要.     

倾角传感器自动标定系统的研究

为了解决手动标定方法效率低、精度低的缺点,采用自动控制伺服电机分度的方法来实现倾角传感器的自动标定,并采用闭环控制系统和角度误差补偿与温度补偿方法来保证标定的精度。自动标定系统中利用单片机技术整合数据和控制系统,并通过软件编程将系统各部分整合起来,不但标定精度高,而且,工作效率也得到了提高。     

一种适用于核电站硼表定期标定的人机交互终端软件开发

为了提高硼表定期标定的准确性和效率,设计一套人机交互终端用于化学滴定人员使用,实现与测量装置进行实时数据和状态交互。该设备软件开发分为人机交互界面设计和远程通讯程序设计。人机界面采用模块化设计方式,分为硼溶液配置、硼溶液滴定和数据处理三个部分;远程通讯采用Modbus通讯协议,实现与测量装置的主从通讯模式。设备运行效果表明,人机交互终端的开发实现了化学滴定过程的人机交互功能,提高了整个硼表标定试验的效率。     

矿井通风安全智能监测监控系统研制

为实现矿井正常生产或救灾时风量自动调节与控制,研制了一种矿井通风安全智能监测监控系统,介绍了该系统的结构、硬件配置及软件开发。该系统实现了通风安全参数——风速、瓦斯浓度、温度、风压和风量的实时监测和显示,为灾害预警及控制提供了依据;在风量不足或富余时可自动调节风门开闭状态和开启程度,以满足用风地点的供风需求和救灾需要。     

多目移动机器人全景视觉子系统标定研究

针对应用于多目移动机器人的单视点全景视觉子系统建立了相对统一的标定数学模型,该模型建立在多项式有限逼近的基础之上。将同一平面标定板置于视觉系统四周不同位置并获取图片,无需了解标定板的移动轨迹或者视觉系统模型,即可实现全景视觉系统的标定。为了测试该模型的可行性,对具有双曲面反射镜的反射折射全景视觉系统进行了标定,标定的结果满足多目移动机器人的设计要求。     

基于参数辨识的时栅转台在线自动标定系统

提出一种在线自动检测时栅转台误差、辨识误差模型系数和误差补偿的方法。该系统由高精度的基准量仪圆光栅、微控制器与上位机组成。在对极点8个待定参数和对极内20个待定参数分别进行傅立叶变换的参数辨识,得到辨识误差模型的系数,实现了实时在线误差补偿。为了检验在线自动标定效果,利用光电自准直仪与基于参数辨识的在线自动标定系统进行对比实验。实验结果表明,采用傅立叶变换的参数辨识,提高了时栅转台标定精度与标定效率,时栅转台的精度达到2.8″。     

基于平面方程的轮对在线检测标定系统设计

在基于光截图像的轮对在线检测系统中,由于现场安装环境的限制,使得摄像机拍摄得到的轮对轮廓曲线畸变严重,所以摄像机的标定方法与精度直接影响到轮对参数测量结果.结合测量现场实际情况,分析设计了整套标定系统,并提出了基于平面方程系数的摄像机标定算法,实现了摄像机参数的标定工作.经验证:该标定系统的标定精度在0.1mm以内,满足轮对在线检测对标定精度的要求.     

反应堆中子脉冲信号预处理系统研制

针对目前反应堆中子脉冲信号预处理系统信号传输干扰大和参数调节稳定性差的问题,设计出一种集成前置放大器、脉冲主放大器和高压电源为一体,具备智能调节控制参数的低噪声反应堆中子脉冲信号预处理系统。采用集成化与模块化技术,系统根据功能不同分为预处理装置和调节控制盒,其中预处理装置包括脉冲放大模块、参数调节模块、低压电源模块和高压电源模块。采用智能化调节技术,设计了基于SPI总线的远程软件参数设置功能,利用数字电位器实现无按键智能调节脉冲放大甄别阈和中子探测器工作高压。试验结果表明,该系统能有效便捷地获取关键工作参数,满足了核测设备的数采装置获取准确中子计数率的要求。     

基于HALCON的全景摄像机标定及应用研究

现有全景摄像机标定算法中,场景的先验知识在很多情况下难以准确获取。提出了一种基于HALCON的双曲面折反射全景摄像机标定算法。通过摄像机或者标定板的相互移动来获取不同位置的标定板图像;通过HALCON预处理后提取角点坐标;通过最小二乘法求解标定点投影方程的展开系数得到相机的内外参数。该算法中摄像机只需满足单视点要求,不需要场景的先验知识,也不需要特殊的装置和设备。实验结果表明能够获得较高的标定精度,并且在足球机器人边线距离的测量中得到了准确的结果。     

基于平面的便携式结构光系统柔性标定方法

对于便携式结构光系统, 该系统必须适合方便使用. 因此, 针对该系统的标定方法也必须采用方便且便宜的设备, 诸如具有两个或三个正交平面或者需要额外固定措施的一些设备则不宜采用. 同时针对快速三维获取的目的, 应该采用估计便携式结构光系统投影矩阵的方法. 本文针对便携式结构光系统的上述应用需求, 提出了一种基于平面的便携式结构光系统柔性标定方法. 该方法需要一个标定模板和一个参考模板. 标定模板被固定在一个平面上, 而参考模板则通过LCD投影仪被投射到该平面上. 通过交比和极几何约束, 可以获得分别对投影仪和相机的世界坐标系和图像坐标系的点对应坐标. 通过这些点对应坐标, 即可完成整个系统的标定. 实验结果表明该方法具有很高的准确性和鲁棒性．     

一种旋转变压器信号截取式采集校准方法研究

传感器和信号采集通道是参数测试过程的两个环节.当传感器精度已知,通过校准操作检查确定采集通道的精度是保证测试数据准确的有效方法.旋转变压器作为角度位置测量元件,它的信号采集方式有直接激励和截取式两种.针对前者的校准方法并不能解决后者的校准问题,通过分析旋转变压器测角原理及其两种信号采集方式,采用标准源法,设计了一种面向旋转变压器信号截取式采集的测试通道校准方法.应用结果表明,该方法简单实用,能够很好地满足校准要求.     

紧急切断阀过流切断性能校验系统研究

为了对紧急切断阀过流切断性能进行高精度、高效率校验,采用三维软件进行夹具设计,传感器进行数据采集,PLC实现控制功能,上位机界面显示实时曲线,设计了一套过流切断性能校验系统。实验与应用证明,使用该校验系统校验紧急切断阀,其校验方法简单便捷,校验精度、校验效率明显提高。所述的校验测试系统在特种设备校验中具有重大的实际意义,值得深入推广和研究。     

电能质量在线校准系统设计

针对电能质量分析仪在传统校准过程中遇到的校准项目和校准点多、耗时长、操作人员需要全程操作和手工记录数据容易产生人为误差等问题,设计了电能质量在线自动校准系统。该系统以 LabVIEW 2012为软件开发平台, Fluke 6100B为标准信号源,计算机和标准信号源之间通过NI USB转GPIB连接,采用VISA函数、SCPI标准命令和功能完善的状态机架构,可实现自动控制标准源的输出,完成可多种厂家、多种型号电能质量分析仪被校准设备的信号采集和显示,并可一键生成报告。程序采用模块化设计,降低了不同功能代码之间的耦合度,当设备或用户需求发生变化时,可以方便地完成软件的更新和升级。电能质量在线校准系统大大减少了由于人工操作所带来的误差,提高了校准的准确性和效率,节约了人员和时间成本。     

储水式电热水器能效自动测试系统的研制

运用计算机控制原理,根据储水式电热水器能效标准规定的24 h固有能耗系数和热水输出率的测试方法,结合能效自动化测试系统的设计要求,设计了一套测试系统方案,该系统进行储水式电热水器能效测试时,能够自动判断试验开始和结束的条件、自动采集数据、绘制测试曲线并计算结果,实现了储水式电热水器能效指标的自动化测试。经与实验室间的比对,证明该系统满足标准规定的试验要求。     

露点仪自动检定系统的开发与设计

基于机器视觉原理和参数自整定的模糊PID控制理论,设计开发了一种新型的露点仪自动检定系统,解决了传统的露点仪检定系统数据量多、误差大、露点温度检定点难以控制、工作效率低等问题。该系统采用模糊PID调节器实现露点发生器露点温度固定点的自动控制,通过机器视觉装置实现了标准露点仪和被检露点仪的数据的自动采集和处理;同时开发了上位机数据处理与管理系统软件,实现人机交互和数据管理,自动采集与处理、自动存储及检定判定,自动生成原始记录和证书等功能。测试结果验证表明,该系统运行可靠,检定精度能够达到要求。该系统采用模块化设计,具备良好的灵活性、可靠性和可扩展性,可根据实际检定需求进行修改或扩展,大大提高了露点仪检定的精确性和工作效率。     

飞行试验脚蹬力测试系统在线校准技术研究

飞行试验中脚蹬力测试系统的校准,常规采用将测试系统拆卸后进行校准的方式,易造成传感器损坏,且所经环节多工作效率低。本文对脚蹬力传感器测力原理及供电电压对传感器输出的影响进行研究,提出一种新的脚蹬力测试系统在线校准方法以解决上述问题。并对该方法进行验证,对多架试验机共6组脚蹬力测试系统分别采用传统方法及新方法进行校准,结果表明两种校准方法下的校准曲线基本一致,最大偏差不超过总测量范围的0.15%,满足飞行试验机载测试精度的需求。最终表明该校准方法准确可靠,可应用于机载脚蹬力测试系统校准。     

基于C形臂的手术导航相机标定方法

针对基于C形臂的手术导航系统中相机标定这一关键技术中存在的过渡环节过多、参数求解过程复杂等问题,提出一种完全忽略相机模型的解决方法。该方法完全忽略相机模型,在映射参数求解过程中简化了过渡环节,使得算法实现变得高效;同时,提出了带有双层金属球的校准靶,通过识别小球的投影数据来实现相机标定。在校准点验证实验中,可以验证经变换后的坐标的残余误差均不超过0.002像素;在导航验证实验中,借助初步搭建的导航平台成功实现了探针取点及穿孔。实验结果表明,该相机标定方法的精度能够满足手术导航系统的精度要求。     

Online robot calibration based on vision measurement

Robot calibration is a useful diagnostic method to improve positioning accuracy in robot production and maintenance. Unlike traditional calibration methods that require expensive equipment and complex steps, a vision-based online robot calibration method that only requires several reference images is presented in this paper. The method requires a camera that is rigidly attached to the robot end effector (EE), and a calibration board must be settled around the robot where the camera can see it. An efficient automatic approach to detect the corners from the images of the calibration board is proposed. The poses of the robot can be estimated from the detected corners. The kinematic parameters can be conducted automatically based on the known poses of the robot. Unlike in the existing self-calibration methods, the great advantage of this online self-calibration method is that the entire process of robot calibration is automatic and without any manual intervention, enabling the robot calibration to be completed online when the robot is working. Therefore, the proposed approach is particularly suitable for unknown environments, such as deep sea or outer space. In these high-temperature and/or high-pressure environments, the shapes of the robot links are easy to change. Thus, the robot kinematic parameters are changed by allowing the robot to grab objects with different qualities to verify the performance of the online robot calibration. Experimental studies on a GOOGOL GRB3016 robot show that the proposed method has high accuracy, convenience, and high efficiency.     

基于机器视觉及三维定标SOPC沉降仪设计

针对沉降仪监测效率和精度低的不足,提出基于SOPC技术设计沉降信息采集仪。首先,建立视场的投影三维旋转矩阵模型,求解摄像头内参和外参矩阵,实现采集仪的标定;其次,为提高检测效率,合理划分硬件和软件功能模块,设计基于NIOS的自定义COM接口模块和数据读写状态机,并在FPGA上实现采集图像的二值化去噪及分割等算法;最后,采用棋盘格实现采集仪的标定。通过与传统水准仪及其他检测方法对比可得,算法在效率上和检测精度上更优,检测精度达到2.1%。