非合作航天器相对位姿的鲁棒视觉确定方法

以非合作航天器的相对状态确定为研究背景,针对无法在目标航天器上安装测量光标的问题,提出利用目标航天器自然特征的单目视觉测量方案.并针对仅利用非合作航天器自然特征而导致的粗大误差增大等问题,提出了基于Randomized RANdom SAmple Consensus(R-RANSAC)的相对位姿单目视觉确定鲁棒算法,该算法首先采用R-RANSAC剔除粗大误差,然后利用基于特征点的相对位姿确定迭代算法消除其他类型的误差影响,以进一步提高算法确定精度.与航天器交会对接视觉系统不同,该系统无需在目标航天器上安装测量光标,而是充分利用目标航天器的自身结构特征,因此更适用于非合作航天器间的相对状态测量.最后对本文算法进行了数学仿真,结果表明该算法的有效性和可靠性.     

航天器交会对接位姿视觉测量迭代算法

针对航天器交会对接过程中利用单目视觉进行相对位姿参数确定问题,利利用由目标航天器上4个非共面设置的特征光标点和追踪航天器上单个CCD相机组成的交会对接航天器单目视觉测量系统,推导了交会对接航天器间相对位姿参数测量的迭代算法,将相对位姿参数求解问题转化为非线性优化问题,在目标航天器像平面空间内推导优化目标函数,利用Levenberg-Marquardt算法求解该非线性优化问题,并选择一解析算法以快速求解迭代初值,仿真结果表明算法的有效性和可靠性,能够满足交会对接航天器测量精度要求。     

新目标构型下单帧图像相对状态测量方法

提出了一种新目标特征构型下基于单帧图像的航天器间相对位置和相对姿态测量方法。该方法利用具有对称结构的目标特征点在物体坐标系中的空间坐标以及它们在像平面坐标系中的图像坐标,根据透视成像理论,解算出目标航天器与图像传感器的相对状态。所设计的目标特征靶适应性强,不仅能保证图像传感器视野内有足够的特征点,而且还可作为基于线特征的算法的目标特征。试验结果表明:在近距离范围内,新目标特征构型下的算法,具有较高的测量精度。该测量方法可直接用于航天器编队飞行以及航天器交会对接过程中的相对姿态的自主测量。     

基于目标特征的航天器相对状态测量方法误差分析

针对提高航天器间相对状态参数测量精度问题,分析了基于单目计算机视觉及目标特征的航天器间相对状态测量方法的误差因素.深入研究了灰度噪声、量化噪声对目标特征图像的影响及其误差模型,并由此建立了目标特征图像质心坐标提取误差模型.利用仿真试验分析了灰度噪声、量化噪声导致的航天器间相对状态参数测量的误差分布.结果表明,相同噪声水平条件下,灰度噪声对测量精度的影响大于量化噪声的影响.     

一种基于目标特征的航天器间相对姿态测量方法

提出了一种基于目标特征的航天器间相对位置和相对姿态单目视觉测量方法。该方法利用目标特征点在物体坐标系中的空间坐标及其在像平面上成像点的图像坐标,根据透视成像理论,采用针孔模型解算出目标航天器与图像传感器的相对状态。提出了一种新的目标靶特征点构型设计方法,该方法适用于较大偏转姿态角的应用环境。仿真结果表明:新的特征点构型适应性好,能提高测量方法精度。该测量方法可直接用于航天器编队飞行及空间站交会对接过程中的相对姿态测量。     

基于IEKF序列图像分析的航天器相对状态测量方法

提出了一种基于IEKF序列图像分析的航天器间相对状态单目视觉测量方法。该方法利用具有正方形几何结构的4个目标特征点在物体坐标系中的空间坐标及它们在像平面上成像点的图像坐标,根据估计理论,采用迭代扩展卡尔曼滤波(iteratedextendedKalmanfilter,IEKF)方法解算出目标航天器与图像传感器的相对状态。试验结果表明:该方法不仅使作用距离大大提高,而且极大地提高了测量的稳定性。该测量方法可直接用于航天器编队飞行及空间站交会对接过程、空间监视、目标拦截等应用领域中航天器间相对状态测量。     

航天器结构总体评价与建模

随着计算机技术与航天技术的不断发展，一方面要求航天装备所完成的任务越来越复杂、体系越来越庞大；另一方面，对航天装备系统的设计也要求更安全、更经济和更可靠。应用现代计算机辅助设计技术，从系统和总体角度对航天装备体系方案进行快速分析与评价，给出优化的体系结构，具有较大的实际意义；对常用的几类航天器结构进行比较、分类，研究了总体评价参数、设计载荷、模型等；给出了相应的软件设计框架，为建立航天器结构快速评价系统莫定了基础。     

基于对偶四元数的航天器单目视觉导航算法

为了估计两航天器的相对姿态与轨道运动,利用对偶数推导并给出了航天器相对动力学方程,该方程一体化描述了航天器的相对运动,考虑了姿态与轨道之间的耦合影响.在对偶代数框架内,基于目标航天器的特征线在视觉相机平面的投影建立了导航算法的测量模型.最后通过对系统动力学模型以及测量模型的线性化,应用EKF滤波算法对航天器的相对运动状态进行了估计.仿真结果表明,本文的算法能对航天器相对运动进行较高精度的估计,且收敛速度较快.     

分布式航天器间距离测量信号处理机的设计

根据分布式航天器小型化要求,采用大容量可编程门阵列（field programmable gate array,FPGA）和数字信号处理器（DSP）设计了一种分布式航天器间距离测量信号处理机,处理机可以对航天器间的相对距离进行高精度测量,实现航天器自主距离解算;根据距离测量对处理机的设计要求,从硬件结构和软件模块设计上讨论了处理机的设计思想和方法;最后在处理机上进行了航天器间相对距离测量模拟试验,证明了处理机的宽带信号处理能力。     

航天器间相对状态光学测量系统焦距动态校准

提出了一种航天器间相对状态光学测量系统焦距的动态校准方法。利用恒星相对于观测点的方位角和高低角实现对焦距的动态校准。介绍了焦距校准方法,推导了夹角测量公式、焦距校准公式、方位角和高低角测量公式。以大犬星座α星为目标星,利用地面原型试验系统对校准方法的正确性及可行性进行了验证。结果表明,用该方法对焦距校准后,航天器间相对状态测量系统对角度的测量精度有大幅度提高。     

光栅传感器测量系统前通道配置与接口设计

介绍了光栅传感器测量系统中传感器输出信号的处理和测量信号的采集电路；给出了两种采集电路的设计方案，并进行了分析．     

基于TC787的三相桥式全控整流电路实验装置的研制

本文介绍了TC787芯片的内部结构、工作原理及各个管脚的功能;详细介绍了该实验装置触发电路的设计原理和主电路部分的结构和特点,最后给出实验结果。该装置采用TC787代替KJ/KC系列集成触发电路,具有设计合理、使用方便灵活,且功耗小、可靠性高等特点,在电力电子技术领域具有广泛的应用前景。     

小型电动机转矩转速动态测试系统的研制

介绍了相位式转矩转速传感器工作原理,论述了采用相位式转矩转速传感器进行转矩转速动态测试的原理及方法,讨论了基于工控PC机的测试系统方案、硬件电路及软件设计思想。在模拟不同负载的情况下,运用该测试系统对小型电机的转矩转速进行了测试,并将测试数据与测功法测试数据进行对比,实验结果表明,该测试系统设计合理,性能可靠。     

便携式数字电子针灸仪的研制

设计一种基于单片机的便携式数字电子针灸治疗仪,其原理主要基于A/D转换器ADC0809及D/A转换器DAC0832实现疾病的耳穴诊断和模拟针灸治疗。重点阐述耳穴诊断电路和高压脉冲产生电路硬件设计以及双电源供电电路。     

泵的流量脉动率对比测试

采用测量压力脉动,通过单片机等组成的测试系统进行数据处理,实现了对两液压泵流量脉动率的对比测试,并给出了该方法的测试原理及电路的软、硬件设计。     

基于全景视觉技术的旋翼共锥度测量系统的设计及实现

在深入分析以往旋翼桨叶共锥度测量手段的基础上,提出了一种基于全景视觉技术的旋翼共锥度测量的新方法。由全景图像球面还原算法原理,推导出了一组用于计算桨叶锥度差的逆投影公式。利用同步电路控制摄像机拍摄实现了对目标桨叶的实时提取,并对全景图像的解算方法进行了相应研究。应用脉冲耦合神经网络(PCNN)对全景图像进行初次分割,重点介绍了在此基础上结合区域标记法对桨叶图像进行特征提取的过程并取得了很好的识别率。实验结果表明,该测量方法对于桨叶锥度差的计算具有较高的精度,可以应用于未来的实际生产过程。     

电容层析成像投影数据的采集系统设计

电容层析系统(ECT)可分为电容传感器阵列、投影数据采集系统和成像计算机三部分.通常的ECI系统中，每个电容极板都有自己的电容检测电路，对应于同一激励源的所有投影数据并行地转换成直流信号.研究了单片机控制的采用串行数据采集方案的ECT投影数据采集系统的设计.各极板共用一套电容检测电路，对应于同一激励源的所有投影数据串行地转换成直流信号，降低了硬件成本，消除了并行测量方式通道差异所带来的误差.论述了设计的整体方案、电容检测电路、极板控制电路、单片机单元电路和软件设计.给出了数据采集系统测试实验和ECT系统成像实验的结果.     

一种交流电机定子绕组温升在线测量电路

基于电阻法测电机定子绕组温升的原理,提出了一种交流电机定子绕组温升带电测试电路。介绍了该测试电路的工作原理,讨论了电路的设计方法,指出了设计和应用中要注意的问题。电路中所设置的保护环节可保证测试时人身安全和测试装置不致受损。电路设计合理、新颖、精度高,且便于应用单片机,实现对温升的自动测试,提高测试精度和抗干扰能力,减轻测试人员劳动强度。     

开关磁阻电动机测速电路的VHDL数字化设计

利用数字电路完成对SRD测速电路的设计，并用VHDL，语言进行描述，经过功能仿真，下载到一片FPGA上制成单片数字化测速电路，并在全数字化的SRD系统中使用了该专用测速芯片，其测速精度优良，测速速度优于单片机测速方法。     

长凹球面曲率半径的微机测量系统

给出了一种ＭＣＳ－５１单片机为核心的对长凹球面曲率半径进行测量的微机系统，介绍了该系统的测量原理，计算方法和计算机硬件电路设计及软件编程。