基于计算机视觉的飞机燃油非接触式测量系统

为了实现飞机在任意飞行姿态下燃油量的测量,提出了一种新型的飞机燃油测量 系统。首先采用基于计算机视觉的非接触性液位感测技术,测得油箱中油位高度。然后采用 CAD 技术对油箱建模,实现了飞行姿态误差的修正。实现在油箱外对当前液面进行实时观测和 三维重建,无需对油箱内燃油通电,避免了传统测量方式的电磁干扰、电路磨损问题,提升了 燃油系统的安全性和可靠性。实时精确地测量剩余燃油量,对飞机的加输油控制、系统状态监 控、故障诊断隔离等功能具有重要意义。该油量测量方式与传统方式相比具有数字化、智能化 程度高、抗干扰能力强、可靠性高等优点。     

激光陀螺姿态测量系统便携监控终端设计

车载姿态测量系统是采用激光陀螺和倾角传感器为测量传感器的惯性测量单元，主要在野外动态条件下工作，设计一款便携监控终端十分必要。本文以P89LPC935单片机为控制器，以ZLG7290为键盘扫描与数码管驱动器，采用DS600温度传感器和其它信号调理电路实现监控信号的转换，完成了便携监控终端的设计，实现了对车载姿态测量系统的实时控制与状态监测。文中论述了便携监控终端的控制器、通信接口、显示与按键扫描驱动、监控信号的转换与调理在开发研制中的选型设计，以及开发此类产品的经验交流。     

基于交错卡尔曼滤波的MEMS陀螺测量修正

针对战术导弹上MEMS陀螺测量角速率误差大的不足,提出利用舵面控制量与弹体控制力矩的对应关系,通过弹体姿态动力学方程构建系统的状态方程,从而比低通滤波器更加真实地描述实际弹体的姿态变化;为了避免非线性方程线性化的误差和降低滤波计算量,利用交错卡尔曼滤波器通过对状态耦合项建立状态转移方程实现对原方程的伪线性化,从而有效降低运算量;最后通过对三轴转台上的MEMS惯组半物理仿真试验验证,该算法使低精度MEMS陀螺角速率测量误差降低到一半以下。     

非接触式机器人直线轨迹测量系统

视觉的、造价低廉实用的非接触式机器人直线轨迹测量系统．该测量系统由结构光视觉传感 器、测量轨道、主控计算机及相关软件组成．视觉传感器可固定于机器人末端．当机器人末 端带动视觉传感器沿测量轨道做直线运动时，通过传感器测量相对测量轨道的连续位姿关系 ，就可间接描述机器人末端的运动轨迹．当重复同一直线运动时，可检测出机器人的轨迹重 复性．本文综述了机器人直线轨迹测量设备的研究现状，介绍了轨迹检测系统的测量原 理，重点讨论了该测量系统的两个关键技术：空间特征点的图象提取技术和三维坐标计算方 法，并描述了该系统的结构、性能指标和测量试验结果．     

陀螺稳定系统参数测试仪设计

设计了一种陀螺稳定系统参数测试仪,主要用于对舰载陀螺稳定系统各环节进行参数测试,直观显示参数信息,并可通过网口串口发往其他设备;仪器不仅能多路采集信号,也可采集一些特殊信号如多路接收检测同步机转角信号、旋转变压器转角信号、电平信号、脉冲信号等;仪器检测精度可达2个角分,检测时间由以前的3小时缩短为20～30分钟;经上舰验证,该仪器对于检测设备是否正常,判断精度是否满足技术指标,提高维修检测有很大的帮助作用.     

基于PCI总线的立体视觉系统实现非接触式实时测量

根据利用立体视觉方法来实现非接触式测量方法的原理,提出了利用辅助激光线光源的实现方法,并利用ＰＣ机的新技术,在ＰＣＩ总线上实现了双路图像实时采集,并利用ＦＩＦＯ传输方式、特征点捕获和匹配等实现非接触式实时测量的全过程。     

基于神经网络观测器的卫星姿态控制系统陀螺故障诊断

针对基于解析模型的卫星姿态控制系统陀螺故障诊断方法存在设计复杂、参数求解困难的问题,提出一种基于神经网络观测器的陀螺故障诊断方法。由系统内的冗余关系导出故障诊断逻辑,实现对陀螺故障的检测和隔离;同时利用先验模型知识和神经网络的非线性建模特性对陀螺故障进行估计。仿真结果表明,该方法能够实现对陀螺故障的检测、隔离和估计。     

光电传感器在陀螺修正随动系统中的应用

光电传感器的应用实现了陀螺修正随动系统的高精度，克服了机械摩擦力矩、加速度引起的误差，提高了陀螺的稳定性。     

陀螺壳体旋转角度的测控系统

介绍了一种应用多极旋转变压器和单片机实现的陀螺壳体旋转角度测控系统。给出了多极旋转变压器的测角原理,设计了相应的硬件电路和软件的算法与软件实现,并进行了相关的测角实验。实验结果表明：此系统测量误差小,性能稳定,能够满足整体性能要求,达到了预定的测量效果。     

基于立体视觉的接触式三维测量系统

传统的三维接触式测量方法存在着速度慢、测量范围受限等缺点,而纯粹的非接触式测量方法则存在着特征边缘无法获取的问题。结合两种测量方法,设计了一种新的三维测量系统,该系统采用立体视觉技术对接触式测头的空间位置和姿态进行定位,进而间接计算接触式探针针尖位置来完成空间点的三维坐标测量。实验结果表明:系统测量精度优于0.2 mm,能够应用于工业现场进行复杂工件的典型几何特征检测和模型重构。     

基于重力四元数的陀螺漂移估计与补偿

为提高钻探中的钻具姿态测量精度,提出一种基于重力四元数的MEMS惯性随钻姿态测量方法.采用MEMS惯性器件构建钻具姿态测量系统,把加速度计数据解算的姿态四元数作为观测四元数,陀螺仪数据解算的姿态四元数作为误差四元数;然后将陀螺仪漂移融入误差四元数,建立重力四元数估计陀螺仪误差四元数的模型,采用最小二乘法估计陀螺仪三轴漂移,进而补偿陀螺仪姿态四元数;通过补偿后的姿态四元数解算出钻具姿态.最后设计了转台、振动台实验和钻进模拟实验,实验结果表明,姿态四元数补偿后的井斜角和工具面角漂移由平均10 °/h减小到约0.2 °/h,方位角误差由平均12 °/h减小到约0.46 °/h,实现了加速度计补偿陀螺的三轴漂移,表明该方法能够有效提高钻具的姿态测量精度.     

光电系统中的电子稳像技术研究

在介绍电子稳像技术原理和优点的基础上,对电子稳像过程中图像运动矢量的获取方法进行了分析,分别给出了利用速率陀螺和灰度投影算法获得图像运动矢量的过程,并进行了实验仿真,最后结果表明电子稳像技术在应用中是有效的。     

基于神经网络的二次测爆仪传感器故障诊断方法

在全面分析智能二次测爆仪中传感器主要故障的基础上,提出了基于L-M算法的神经网络诊断方案.通过模拟矿井中各种气体体积分数所占比例的仿真实验证明:基于L-M算法的神经网络故障诊断系统具有良好的故障监测与诊断能力.     

含有平面结构场景的捆绑调整

捆绑调整是计算机视觉中三维结构恢复过程的重要步骤. 捆绑调整通常将空间中点与点坐标的调整视为相互独立的过程,但是在包含有自然物和人工物的场景中,由于存在多余的自由度,这种调整方法会导致优化结果偏离真值. 提出了一种带有共面约束和平面夹角约束的捆绑调整,用于优化带有平面的场景. 借助新的参数化方法,共面约束和夹角约束可以方便地进行表示,并且带有这两类约束的捆绑调整求解过程,仍然是一个无约束的非线性最小二乘问题. 实验结果表明,这种带有先验信息的捆绑调整提供了对结构的更准确估计. 由于先验信息的加入,增强型法方程的维度变高,借助了稀疏的求解技术和预条件子方法,大大降低了求解时间. 最后,为了在实际应用中能够自动寻找出夹角约束,提出了一种基于最大完全图的贪心方法,该方法尽可能多地保留了夹角约束.     

激光陀螺捷联惯导计算机系统的设计

计算机在捷联式惯导中起着重要的作用。介绍了一种激光陀螺捷联惯导的计算机系统，该系统包括了一个PC104工控模块、接口卡和上位机。对工控模块和上位机的软件也进行了介绍。该计算机系统与激光陀螺等惯性器件完成了联调。经过多次实验，结果表明了该系统的可行性。     

Integrated Design and Accuracy Analysis of Star Sensor and Gyro on the Same Benchmark for Satellite Attitude Determination System

As an important sensor in the navigation systems, star sensors and the gyro play important roles in spacecraft attitude determination system. Complex environmental factors are the main sources of error in attitude determination. The error influence of different benchmarks and the disintegration mode between the star sensor and the gyro is analyzed in theory. The integrated design of the star sensor and the gyro on the same benchmark can effectively avoid the error influence and improves the spacecraft attitude determination accuracy. Simulation results indicate that when the stars sensor optical axis vectors overlap the reference coordinate axis of the gyro in the same benchmark, the attitude determination accuracy improves.      

Levenberg-Marquardt算法的一种新解释

Levenberg-Marquard(tLM)算法与最小二乘(Least Square,LS)方法关系密切,标度总体最小二乘(Scaled Total Least Square,STLS)是最小二乘,数据最小二乘(Data Least Square,DLS)与总体最小二乘(Total Least Square,TLS)的统一与推广,但是它与LM算法的关系尚不清楚。给出了一种求STLS解的算法及其子空间解释与拓扑解释,利用矩阵分解揭示了LM算法与STLS的密切关系,结果表明:阻尼因子使得LS解转变为STLS解;噪声子空间的剔除与系数矩阵条件数的控制保证了LM算法的稳健性与收敛速度;STLS的鲁棒性保障了LM算法处理过参数化问题的能力。     

基于正交梯度搜索的动态系统递阶优化辨识

提出了一种辨识线性时不变状态空间系统参数的正交梯度二步递阶优化方法. 通过极小化输出误差目标函数获得了系统参数估计; 提出了正交梯度搜索方法用于解决系统参数的非唯一性问题, 正交梯度搜索的本质是在输入-输出等价类相切平面的正交垂空间更新系统参数; 给出了用 L-M 算法进行参数优化的充分条件; 提出的系统参数递阶优化辨识方法包括两步: 首先用给出的自适应 L-M 算子正交梯度方法确定参数优化方向; 其次由一维搜索方法计算最佳步长. 蒙特卡罗数值仿真实验表明本文提出的方法具有收敛速度快、抗噪能力强以及数值稳定性好等优点.