天平校准系统中位置姿态非接触式测量与计算方法

针对天平校准中的天平位置姿态的确定提出了一种非接触式测量法。该方法利用了cod激光二维定位图象传感器或者是PSD光电位置传感器等二维测量装置组成三维位姿检测系统，解决了空间的三维测量问题，可以高速准确地确定天平被测物的6个自由度参数，获得天平位姿变换矩阵，从而确定其在空间的位置和姿态。本方法将运动过程分解为平动和转动，通过对空间直线矢量方程的计算，得到空间物体的位姿变换矩阵，数学建模准确，测量快速可靠，最终精度达到10μm。     

视觉测量中光学测头姿态估计方法

基于光学测头特征点成像的单机视觉坐标测量系统具有测量空间大、测量精度高及可进行现场测量等优点,是替代传统的大型坐标测量机的最有发展前途的技术方案之一.为实现该测量方法,必须先解决光学测头姿态估计问题,为此,提取一种利用SVD与矢量观测值的姿态确定方法.首先,通过基于SVD的5点优化算法确定特征点的空间坐标;然后,利用特征点的测头坐标和空间坐标建立关于测头坐标矢量、像机坐标矢量的矩阵方程,优化求解矩阵方程确定光学测头(测头坐标系)相对于像机坐标系的姿态.该算法利用所有数据冗余信息,提高了测量系统的精度和稳定性.实验证明,该算法切实可行,系统的单点重复性及测量不确定度<0.1 mm.     

基于压缩传感的高精度同步相量测量方法

为了消除或减小采用GPS定时的同步相量测量中非精确同步采样所造成的测量误差,提出一种基于压缩传感理论修正离散傅里叶变换估计结果的高精度同步相量测量算法。该算法利用离散傅里叶变换对测量信号进行稀疏化,并采用狄利克雷矩阵为观测矩阵,通过压缩传感重构算法重构测量信号。仿真结果表明:与传统离散傅里叶变换方法相比,该算法在不需要延长测量时间的条件下能够有效消除或减小频谱泄露等误差,并在很大程度上提高了信号的相量测量精度。     

相关测量噪声的多传感器最优融合状态估计

当检测环境中有一个统一的噪声源时，各个传感器的测量噪声是相关的。许多算法都假设各个传感器的测量噪声是不相关的，因为这是保证测量噪声方差矩阵平行解耦的必要条件。基于矩阵相似变换的理论，提出了一种使多传感器相关测量噪声方差矩阵解耦的方法，该方法使多传感器数据融合测量模型转化成测量噪声不相关的新模型，推导了存在相关测量噪声的多传感器数据融合最优状态估计算法。当测量噪声不相关时，算法与以往的具有不相关噪声的最优算法相同。     

基于修正量测的UKF算法

针对Kalman滤波(UKF)不能解决非线性算法的难点,在Kalman滤波的算法上加以改进。由于(UKF算法需要利用无迹变换(UT)求解非奇异协方差矩阵的平方根,但在求解奇异协方差矩阵或滤波计算时会有较大的误差,导致算法的精度无法保证。提出了一种基于修正测量UT变换的修正测量UKF算法来处理奇异协方差矩阵来解决这一问题,,并通过仿真验证了该方法的有效性。     

PUMA机器人逆运动学分析

分析了PUMA机器人位置结构和姿态结构的特点,根据末端执行器位置矢量和姿态转换矩阵,在考虑臂形标志的基础上建立逆运动学算法,在Matlab5.3上建立仿真实验系统,验证该算法的有效性.     

PUMA机器人逆运动学分析

分析了PUMA机器人位置结构和姿态结构的特点,根据末端执行器位置矢量和姿态转换矩阵,在考虑臂形标志的基础上建立运动学算法,在Matlab5.3上建立仿真实验系统,验证该算法的有效性。     

基于旋转矩阵正交性的转向架6自由度平台位姿正解解算

利用齐次变换矩阵中旋转矩阵的正交特性及牛顿迭代实现了转向架空间姿态模拟平台的运动学正解解算。根据旋转矩阵元素之间的正交关系及各液压缸杆长约束条件,建立了以齐次变换矩阵各元素为未知量、方程数等于未知量数的非线性方程组的数学模型,并运用牛顿拉夫逊法进行近似求解,再根据齐次变换矩阵元素与位姿变量对应函数关系求解相应位姿,避免了牛顿拉夫逊法算法迭代求解过程中三角函数反复运算,提高了位姿正解解算速度。本文研究的转向架6自由度平台位姿正解解算方法为转向架空间姿态模拟的实现提供了依据,同时为其余形式的6自由度平台位姿解算提供了理论基础和技术支持。     

基于压缩感知和位平面多重置乱的图像加密算法

提出了一种基于压缩感知和位平面多重置乱的图像加密算法.算法采用二维混沌系统和非线性函数生成测量矩阵,利用该测量矩阵对原始图像的离散余弦变换压缩采样,得到该变换图像的测量值矩阵,将其组合成压缩加密图像.再对压缩加密图像位平面分解,得到压缩加密图像的位平面图.对该位平面图切割重组、置乱和扩散,将压缩加密图像的像素位置置乱,...     

基于地磁场的轨道姿态一体化确定

突破卫星轨道和姿态参数分别确定分而治之的传统模式,提出了利用磁强计和陀螺测量信息同时确定卫星轨道和姿态参数的新方法.利用磁强计提供的地磁场测量值与地磁场模型计算值之间的差值,以及陀螺提供的角速度信息,推导了轨道姿态一体化确定扩展卡尔曼滤波算法.利用局部可观测性理论定量地计算系统局部可观测矩阵的条件数,进而利用该条件数对系统的可观测性进行深入分析.最后对本文算法进行了数学仿真,结果表明该算法的可行性和有效性.     

基于Kalman滤波算法角度测量信号融合技术研究

针对车载激光通信转台姿态角控制中陀螺仪传感器存在漂移误差等问题,提出了以陀螺仪传感器和加速度传感器作为测量元件对车载转台的姿态角进行测量的方法,并在MATLAB软件平台上建立卡尔曼滤波器将传感器采集的信号进行融合,以加速度传感器输出的姿态角信息对陀螺仪测量的姿态角进行修正、补偿,以提高姿态角测量的精度。通过建立试验系统完成测试,结果表明：应用Kalman滤波算法对陀螺仪和加速度传感器信号进行融合后,有效地减小姿态角的测量误差,为准确获得转台姿态角信息提供了理论依据。     

图像处理在车灯清洗器喷射角测量中的应用

针对采用数字图像处理的方法,难以解决喷射角测量的问题,首先使用高速摄像头采集清洗器工作时的图像信息并保存为AVI文件,然后对AVI文件进行解析,得到数字化的图片,再进行数字图像处理,经过Hough变换,最后计算得到清洗器喷射角的大小．实践表明,该方案具有测量准确,操作方便,可记录,可重复．     

角度的激光干涉测量

利用计数装在物体上的激光角度传感器反射回来的激光的干涉条纹,可以确定物体的转角。激光角度传感器由立方角棱镜和全息光栅组成,本文完成了目测条纹下的原理性实验。     

基于太阳矢量的皮卫星姿态角测量误差分析

分别分析计算了皮卫星姿态角测量的两大误差源:太阳矢量实际测量误差和轨道模型演化计算的太阳矢量误差。首先针对皮卫星体积小、重量轻、功耗低的特点,采用设计的微型太阳敏感器测量太阳矢量,与轨道演化计算获得太阳矢量相比,该方法更适合获取皮卫星姿态角度信息。通过分析获得太阳入射角——光电流非理想的余弦特性、光电流的噪声起伏、处理电路非线性、A/D采样非线性、温度测量不确定性等因素导致的太阳矢量实际测量误差为5.74°。由于皮卫星自身的特点不允许采用复杂的轨道演化模型,基于Kepler轨道模型计算获得的太阳矢量误差为0.1°。因此,基于太阳矢量的皮卫星姿态角测量总误差为5.84°。     

基于ARM与Linux的姿态角测量系统的研制

选取旋转矢量算法作为姿态角测量系统的姿态矩阵更新算法.针对三子样算法采样周期长的特点,提出了重复使用采样数据的方案以保证系统的实时性.选取陶瓷静电陀螺仪CG-L53为角速率传感器,设计了以AT89S51为MCU的信号采集板,搭建了以ARM芯片为CPU的计算机平台,完成了系统各模块的软件设计.仿真测试结果表明,系统能较稳定地输出姿态角信息.     

基于（W，Z）参数描述的刚体航天器姿态运动

介绍了刚体航天器姿态运动的（W,Z）参数描述方法和以（W,Z）参数表示的姿态运动学方程,给出了（W,Z）参数描述的方向余弦矩阵。推导出（W,Z）参数与欧拉角、四元数、罗得里格斯参数常用姿态坐标之间转换关系,比较表明,（W,Z）参数描述刚体具有简洁,直观的优点。     

谈服装的设计角度

设计角度是服装设计的一种方法。它侧重于从较具体的方面入手,以不同的视角对设计进行更直接的指导,具有较强的可操作性。     

最小多项式与矩阵的对角化

矩阵对角化一般通过矩阵是否有n个线性无关的特征向量来加以证明,我们试图给出矩阵可对角化的另一个充要条件。     

直线与平面的三维空间角度计算法

运用空间“点”占有三维空间,应用于直线与平面的空间角度计算。求解公式中有三个变量,较之其它民有公式数量要少。应用“点的几何变换”,可建立起“直线与平面”,不但可解出已定空间直线与平面角度,还可写出“特定角度”的平面与直线。     

车刀任意剖面间的角度自动换算

本文通过建立单一的参考系，将不同剖面间的切削角度的换算问题，几何抽象为求解两已知平面（前或后刀面与各剖面）间交线对基面Ｐｒ（Ｈ）的倾角。全部计算工作由所编程序自动完成，大大地简化了换算过程。文中还提供了前刀面上前角的变化规律曲线。