经济型大尺寸激光自动坐标测量系统

利用手持式激光测距仪和二轴转台,设计了一种经济型大尺寸激光三维自动测量系统,用于船舶等大型工件的现场测量.介绍了系统的测量原理和主要组成部分,系统无需合作目标,在计算机的控制下自动对目标进行测量来获得相对系统的三维坐标数据.分析了系统的主要误差对测量结果的影响,完成了主要误差的提取实验.最后,利用激光跟踪仪对系统测试水平两点间的距离的测量精度进行了评定,并对船分段模型进行了测量实验.实验表明,该系统对水平放置物体的两点间距离的测量精度达到了1.73 mm,对船分段模型的平行平面之间的距离测量精度达到了1.5 mm.由于系统构成简单,硬件成本较低,测量精度较高,测量速度大约为1 point/s,非常适用于船分段的测量.     

GPS与测距法的融合模型在机器人导航中的实现

分析了GPS信号的误差对移动机器人定位精度的影响。提出了GPS信号与测距法的融合模型。即通过计算机器人当前位置估计值与GPS信号值的欧几里德距离d，得出融合系数β，β值的大小反映了此时GPS信号与测距法融合时各自所占的比值。该融合模型保证了GPS信号误差对移动机器人的位置估计的影响降到最低。从仿真结果看出，当GPS信号发生突变时，该融合模型仍能提供相对准确的位置估计。在实验中还采用了不断优化、调整方向角并设置假想目标位置的导航算法，从而使得机器人在接近目标位置时不会迷失方向而达到理想的目标位置。试验结果表明：机器人的定位精度有很大提高，在自动导航时其行驶轨迹控制在5cm～10cm的误差范围内。     

变结构控制方法在转台伺服控制系统中的应用

针对由于被测光电设备与三轴转台连接刚性差而造成的俯仰轴机械特性随滚转轴所处位置变化而变化的问题,在俯仰轴伺服控制系统的校正中采用了变结构控制方法.通过测试分析和调试,确定了俯仰轴伺服控制系统的结构.实验结果表明变结构控制方法提高了俯仰轴伺服系统的控制精度,满足了工程实际的要求.     

激光传感器在大尺寸轴类零件尺寸误差测量中的应用

提出了一种用激光脉冲测距技术实现大型回转类零件尺寸误差的在线测量方法。对激光传感器的测量原理和测量过程进行了分析,给出了硬件结构图和软件流程图。     

激光测距器在立体仓库穿梭车定位控制中的应用

介绍了激光测距器在立体仓库穿梭车定位控制应用中的硬件配置及编程组态,并给出了速定设定值的计算公式及PLC示例.     

基于改进型BP神经网络PID控制器在转台系统中的应用研究

为改善转台系统性能,针对传统的PID控制参数难以获得较理想的控制效果,设计了一种基于改进型BP神经网络的PID控制器。介绍了PID控制器的结构和BP神经网络算法描述,利用最小二乘法和神经网络建立被控对象的预测数学模型,并用该模型所计算的预测输出取代预测输出的实测值,对基于BP网络的PID控制器的权值调整算法进行改进。以某转台模型为对象,建立了转台控制系统的数学模型并对其进行仿真。仿真结果表明,改进型BP神经网络PID控制器具有良好的控制效果,跟踪精度高、性能稳定及鲁棒性强,能更为有效地应用到转台系统中。     

PC机标准并行接口在三轴转台控制系统中的应用

介绍了一种小型三轴转台的控制系统，该系统通过PC机标准并行接口(SPP)实现PC机和单片机之间的并行通讯，采用动态连接库(DLL)使上位机工作于WINDOWS环境下，下位机通过中断方式进行、实时控制。给出了转台控制系统的硬件、软件设计。此系统具有硬件简单、实时性好、控制方便、界面友好等特点。     

双极性PWM驱动在改善伺服系统低速性能中的应用

低速性能是衡量转台伺服系统性能的重要指标之一,提高转台低速性能的方法很多,但都因复杂而影响其在工程中的应用.采用了在工程中简单易行的双极性PWM驱动控制来提高系统的低速性能.经分析和计算,确定了双极性PWM驱动的结构和开关频率.实验结果表明双极性PWM驱动对改善方位轴伺服系统低速性能具有明显作用.     

主动测量技术在机械加工中的应用

主要介绍了主动测量技术的原理、特点及其在机械加工中的应用情况。     

激光跟踪仪高精度绝对测距系统

设计了组合式激光绝对测距系统,实现了激光跟踪仪的高精度绝对测距性能。首先,介绍了激光跟踪仪的工作原理与性能特点,设计了基于双飞秒激光测距与相位式激光测距的组合式绝对测距方案。然后,根据相位激光测距原理设计了相位激光测距光路与信号处理系统设计。最后,进行了飞秒测距系统测距精度比对实验和相位测距系统动态跟踪测量实验。实验结果表明：在60m的测量范围内,飞秒激光测距可达到1μm+0.5μm/m的测距精度,相位激光测距系统能够实现±10mm的动态测距精度,可满足组合式测量对距离大数的测量精度要求。设计的组合式激光绝对测距系统能够满足激光跟踪仪对测距系统测量精度高、测量速度快、可动态测量的性能要求。     

A Laser Ranging System Using Chaotic Light

A novel laser ranging system using chaotic laser as probe light source is designed and presented.The system is made up of five components:chaotic light source,transmitter,receiver,data acquisition unit and data processing unit.Chaotic light is generated by an 808 nm,500 mW,single-mode laser diode with optical feedback cavity.Single target detection and multi-target detection are experimentally realized by correlating the chaotic reference light and the reflected or backscattered probe light.The performances,including the resolution of 18 cm within at least 130 m range and the sensitivity of-20 dB,are achieved and analyzed.     

激光三角法在锥管螺纹轮廓测量中的应用

设计了基于激光三角测量原理的锥管螺纹轮廓测量系统,以非接触扫描的测量方法实现螺纹轮廓的自动测量。系统以ADu C845单片机为核心,采用激光三角位移传感器、精密丝杠和编码器分别获取螺纹垂直(Y轴)和水平(X轴)方向的原始数据,进而得到螺纹轮廓的坐标值。对数据进行相应的滤波和处理后综合得到螺纹轮廓,通过参数的算法模型得出螺纹的牙高、螺距和锥角等参数。     

基于激光测距雷达和机器视觉的障碍物检测

障碍物检测问题一直是移动机器人的研究热点之一,也是机器人实现安全可靠导航的前提。文章利用激光测距雷达和机器视觉对障碍物进行联合检测,首先对摄像机标定,然后进行摄像机和激光测距雷达之间的联合标定,最后通过激光点数据将检测图像划分为几个小区域并进行图像处理。实验结果表明该方法能够有效检测出障碍物的大小信息,将检测图像划分为小区域也提高了图像处理的运算速度。     

高温激光测距传感器自动防护门设计

在高温激光测距传感器的前端,设计了一种自动防护门。测距时门打开,不测距时防护门能很快地自动关闭,以防止水雾、灰尘、氧化皮等进入传感器内影响传感器的正常使用。     

激光对中法在中子照相准直装置中的应用

介绍了利用莱赛L627激光对中仪及有机玻璃对中板建立对中光轴的方法,阐述了利用光轴及辅助对中工装对中子照相准直系统与堆M4孔道轴心的对中的调试方法,该对中方法具有成本低,使用方便、高效的优点.     

薄煤层双电机摇臂新型离合器的开发研制

针对我国薄煤层采煤机双电机摇臂传动系统的特点,研制出一种新型离合器,可以在采空侧方便的控制摇臂传动系统的开启与闭合,保证了煤矿生产的安全,阐述了该产品的功能、工作原理、结构和特点。     

煤矿井下巷道掘进测距闭锁装置的研究

为了避免透水事故的发生,介绍了一种煤巷掘进测距闭锁装置,不仅实现掘进距离的实时监测,而且能够配合掘前探水,在达到探水条件时对掘进机实行闭锁,直到探水结束解除闭锁后,方可继续掘进为煤矿安全生产提供保障。     

激光分析仪在型煤炉制气半水煤气氧含量分析中的应用

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的西门子的SITRANS SL激光气体分析仪在型煤制气中的应用。根据实际情况,对其光路结构进行改造,以满足现场需求。     

激光三角测距中的光斑形状修正

分析了激光三角测距中成像光斑形状不对称的产生原因,采用光学系统建模的方法对光斑形状进行了有效的修正。应用Zemax软件对系统光学部分进行模拟仿真,得到漫反射光斑的最小像差成像点。在建立的三维空间坐标系中利用成像点坐标数据建立一个虚拟光学成像系统模型,应用光线追迹的方法得到实际光学成像系统与虚拟光学成像模型中像元光强的转换关系从而得到相应的修正系数。然后,用修正系数对光斑采样数据进行修正后通过质心法求出光斑中心。实验表明,应用该方法可将外界环境变化带来的光斑中心定位重复性误差减小至原来的50%,测距系统整体的非线性误差达到±0.125%。该方法在基本不改变测距系统测量速度的前提下,有效的减小了外界环境变化带来的误差,提高了系统的稳定性和抗干扰能力。

     

激光三角测距中的光斑形状修正

分析了激光三角测距中成像光斑形状不对称的产生原因,采用光学系统建模的方法对光斑形状进行了有效的修正。应用Zemax软件对系统光学部分进行模拟仿真,得到漫反射光斑的最小像差成像点。在建立的三维空间坐标系中利用成像点坐标数据建立一个虚拟光学成像系统模型,应用光线追迹的方法得到实际光学成像系统与虚拟光学成像模型中像元光强的转换关系从而得到相应的修正系数。然后,用修正系数对光斑采样数据进行修正后通过质心法求出光斑中心。实验表明,应用该方法可将外界环境变化带来的光斑中心定位重复性误差减小至原来的50%,测距系统整体的非线性误差达到±0.125%。该方法在基本不改变测距系统测量速度的前提下,有效的减小了外界环境变化带来的误差,提高了系统的稳定性和抗干扰能力。