红外主动式PSD测距系统

主动式ＰＳＤ测距系统是一种远运动机构、结构简单、精度较高的实用型测距系统。介绍了该系统原理,给出了测距系统的计算公式及计算结果。讨论了控制电路原理和电路设计中的关键问题,并应用此电路进行了测距实验,得出了实验数据和结论。     

基于单站单波段的红外被动测距

针对单站单波段红外被动测距问题,对红外被动测距原理及其实现进行了论述;对影响单站单波段被动测距精度的因素进行了分析,提出了一种基于线性预测的被动测距方法.该方法能对测距中出现的奇异值进行有效的抑制,从而降低测距误差.利用外场实测中、长波红外图像对该算法进行了验证,并对测距结果和误差进行了详细分析.     

一种10kv自闭/贯通线路故障诊断方法

在自闭贯通线路故障测距中,利用故障产生的暂态行波实现配电架空线与电缆线混合线路故障测距的方法,众所周知,在混合线路中由于线路的介质的不同导致行波在线路的传播速不同,所以无法采用波速不变的行波双端测距法。针对这些问题,在行波双端测距法的基础上提出基于行波的传播时间相同,距离变量不同的故障搜索算法(对线路进行等效归一),并通过ATP仿真验证方法其有效性。     

异步应答激光测距技术

异步应答激光测距可实现卫星距离及星地时差测量.本文给出的主波时差公式与经典公式,以及一种拟工程实现、且与异步应答激光测距原理相同的无线电测距方法给出的工程应用公式不同.为了探求正确的主波时差公式,掌握这种测距体制的测距精度,进而验证异步应答激光测距体制的工程可行性,本文设计并开展了异步应答激光测距技术验证实验,利用两个地面测距终端对卫星反射测距模拟了星地异步应答激光测距过程.该实验是我国对异步应答激光测距体制的首次实践.实验研究结果表明,异步应答激光测距可用于两终端之间距离和主波时差的精确测量,且本文给出的主波时差公式正确,经典公式与应用公式存在不妥之处.     

被动声传感阵列测距测向分析

为解决兵器实验场实验中炸弹落点测量问题,根据被动声定位的原理设计了一套被动声传感阵列测向测距系统.讨论了被动声传感阵列测向测距系统设计中的器件选型、信号时延估计、定位计算、后处理等方面的技术问题,在此基础上根据具体的工作环境设计实现了-个被动声传感技术阵列测向测距系统并进行了实验.对实验结果的讨论表明,该系统可以有效满足要求.     

药壶体积仪器测量方法的构想

在药壶爆破中,药壶的成形与体积的测量是爆破成功的重要工序之一.分析了常用的药壶体积测量方法的不足,提出了研制药壶体积测量仪的设想.对几种合适的孔内测距方法如激光测距、红外测距、微波和超声测距法等从可行性、经济性、实用性3个方面进行比较选择,确定选用超声波测距传感器测试方法.然后利用超声波在空气中发射和接收的时间差来测距,通过旋转步进电机,逐步测出药壶体积;并阐述了药壶体积测量仪器的硬件设计和软件设计.     

基于PXI总线的实时测距采集系统

为了解决测距系统中有效信号完整性和测距精度的问题,设计了一种基于PXI(PCI extensions for Instrumentation)总线的实时相位测距采集系统,该系统采用PCI9052桥接芯片将PXI总线转化为局部总线, FPGA(Field-Programmable Gate Array)进行实时信号处理和控制局部总线的工作时序与计算机进行通信.设计了相关鉴相法数字逻辑电路实现实时测距,同时采用一种触发技术保证了有效信号的完整性.通过实验证明:改进后的测距算法在该测距采集系统上的测距精度可以达到厘米级别,并且所提出的触发技术能够有效触发,保证了信号的完整性.     

伪随机码超声扩频测距系统设计与算法

针对单脉冲回波方式的超声测距方法存在的缺陷,借鉴雷达中的脉冲压缩技术,介绍了基于伪随机二进制序列(m序列)的超声扩频测距实现方法.伪随机码与超声载波采用ASK(幅移键控)调制方式,介绍了伪随机码超声扩频测距硬件方案和超声测距时延估计模型.针对超声换能器带宽特性和单脉冲回波特点,分析了m序列参数设计方法.提出了一种基于FFT的伪随机码包络相关快速时延估计算法,该算法将信号解调与匹配相关融合,大大降低了运算量.实验表明,本文介绍的伪码超声扩频测距硬件方案和快速算法可在便携式超声测距系统中实现,并可在多基站超声定位系统中推广使用.     

一种明显提高相位测距分辨率的方法

本文从原理和实验两方面提出了一种明显提高相位测距分辨率的方法.应用差频模拟锁相环(APLL)专用集成电路KD080H,作者设计制作出一种环路噪声带宽小于1Hz的晶体分频APLL,并成功用于相位检测频率1.5kHz的相位测距系统.实验表明,在光电信号频率为15MHz,晶体滤波器带宽500Hz,所得信号信噪比仅为40dB的条件下,测距分辨率可优于0.5mm,比应用中心频率1.5kHz带宽50Hz的有源滤波器测距系统的分辨率提高约7倍.该方法还具有结构简单,成本低,使用方便等优点.     

双频超声波测距

本文介绍一种在空气中实时，高精度，大范围双频超声波测距的原理及方法，该方法利用双频超声波，并结合一些简单的信号自理方法，实现在１０几米范围内高精度实时地探测目标距离，该方法可以广泛用于类似于智能机器人定位，建筑工程验收，物资管理等一些需要测距的地方。     

基于固定频段声波共振原理的液位测量方法

已有声共振液位测量方法的量程受限于所获取的初始共振频率,这制约了此类方法在长距离测量中的应用。针对该问题,给出一种基于固定频段内共振频率的液位测量新方法。首先将检测初始共振频率变为检测较高频段内出现的一组共振频率。利用相邻共振频率的等差关系及共振频率液位换算公式得到多个测量值,将它们取平均后作为最终液位值,从而有效地降低测量不确定度。此外,提出的检测算法可以快速获取共振频率,增加了测量的实时性。最后,通过实验验证了所提方法量程更长,受液面泡沫、残渣等障碍物影响小,测量精度可达1‰,优于已有声共振测量方法以及一般超声波液位仪3‰~5‰的测量精度。     

基于光电成像的单站被动测距

研究空间运动目标到机动摄像机的距离的估计算法.通过相邻帧图像中同一目标上四对特征点的匹配,计算相邻采样时刻目标相对摄像机的距离变化量,结合目标的方位角、俯仰角、特征线度和摄像机的空间坐标,求解一个四阶非线性方程,得到前一时刻目标与摄像机之间的距离,随即确定出当前时刻上目标到摄像机距离.阐述了测距原理,推导了测距方程,最后给出了相应的实验数据.研究表明该方案通过两幅图像即可实现对目标的被动测距,缩比模型试验证明了算法的正确性和有效性.该方法适用于能够面成像的刚体三维运动目标.     

利用简谐扭振幅值诊断内燃机故障缸功率损失

依据内燃机曲轴扭转振动的基本理论，提出了一种利用实测曲轴扭振信号单谐次分量的幅值诊断内燃机故障缸功率损失的新方法，该方法能简便地估算出故障缸的停缸率。讨论了引起曲轴扭转振动的激振力矩，给出了简谐扭转振动角位移与对应简谐力矩的关系式。以某6135柴油机为对象进行了仿真计算和实验分析。研究结果表明，利用0．5谐次扭振位移幅值可以判断出内燃机故障缸的停缸率，验证了该方法的可行性和工程应用价值。     

爆炸载荷作用下临界震塌爆距公式研究

坑道震塌破坏机制复杂,是工程中亟待解决的难题之一。为了得到便于工程应用的临界震塌爆距计算公式以及影响临界震塌爆距的主要因素,在常用经验公式的基础上,通过拟合爆距与洞跨比影响系数,将经验公式显化,推导的修正公式不需要反复迭代试算,使用方便。利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对坑道正上方装药爆炸进行数值模拟,得出临界震塌爆距,其结果与修正公式相比较,表明修正公式与模拟结果吻合较好,可用于临界震塌爆距的计算。数值模拟临界震塌爆距随洞室跨度的变化,结果表明:洞室跨度越大,临界震塌爆距越大,且趋于某一极限值;洞室跨度小于15 m时临界震塌爆距随洞跨的增大增幅较快。     

大空间坐标测量网络的现场实时标定方法

大空间坐标测量网络主要由若干测量基站组成,为在测量现场完成网络的构建,并在测量过程中实时重新标定测量基站的空间坐标,通过对网络的测量原理及测量基站的结构进行分析,提出了模拟基站的标定模型。该模型将球形标靶作为模拟基站,并将模拟基站布置在特定位置上,可解决共面布局下测量网络的标定问题。为获取标定模型所需的距离信息,提出了主动扫描和寻心扫描两种瞄准测距方法。仿真标定实验结果表明,当测距精度为0.5 mm时,测量基站的坐标标定误差均值为2.1 mm。瞄准实验结果表明,两种瞄准方法所得测距值标准差分别为0.16 mm和0.34 mm,与测距精度相当。     

乳化炸药空中爆炸冲击波衰减规律的研究

为了研究乳化炸药空中爆炸冲击波的衰减规律,利用空中爆炸测试系统测定了乳化炸药空中爆炸的冲击波超压。根据试验数据,提出了描述冲击波超压峰值与比例距离关系的修正经验式,并将试验数据和经验公式计算值进行了对比分析。结果表明:当比例距离z=L/W~(1/3)≤2.4时,修正公式与除Mills公式以外的其他经验公式吻合得较好;当z=L/W~(1/3)2.4时,修正公式与所有经验公式基本吻合。通过对比,乳化炸药空中爆炸修正经验式可应用于工程爆破实践,对于减少空气冲击波危害具有重要的理论和实际应用价值。     

自由空气中爆炸冲击波的数值分析

为准确模拟自由空气中的爆炸荷载及其特性,采用软件ANSYS/LS-DYNA建立了多组不同药量TNT的爆炸模型,并将结果与TM5-1300、Henrych公式以及Baker公式计算结果进行比较分析。通过多次试算分析,给出了自由空气中建立TNT爆炸模型时由比例距离选用网格尺寸的依据,分析了爆炸相似律立方根表达式的适用性及适用条件,并得到了比例距离为0.1≤z≤3时自由空气中TNT炸药超压峰值的简便计算公式。结果可为自由空气中爆炸荷载的准确数值模拟以及简便计算提供依据。     

自由空气中爆炸冲击波的数值分析

为准确模拟自由空气中的爆炸荷载及其特性,采用软件ANSYS/LS-DYNA建立了多组不同药量TNT的爆炸模型,并将结果与TM5-1300、Henrych公式以及Baker公式计算结果进行比较分析。通过多次试算分析,给出了自由空气中建立TNT爆炸模型时由比例距离选用网格尺寸的依据,分析了爆炸相似律立方根表达式的适用性及适用条件,并得到了比例距离为0.1≤z≤3时自由空气中TNT炸药超压峰值的简便计算公式。结果可为自由空气中爆炸荷载的准确数值模拟以及简便计算提供依据。     

可变摩擦力触感移动终端的汉语盲文编码设计

在智能触屏移动终端上表达盲文是一件具有深刻现实意义但又充满挑战的工作。为了让视障人士能够通过摸读智能触屏移动终端上的盲文来获取信息,提出了3种基于可变摩擦力触感的移动终端通用汉语盲文编码方法,分别为通用盲文编码方法、声调嵌入编码方法及4行2列编码方法。基于压电传感器的超声震荡波可在物体表面产生可变摩擦力触感的原理,在智能移动终端上实现汉语盲文触感编码。通过对12名盲人用户进行2次系统实验,从摸读效率、摸读准确率和用户满意度方面对编码方法进行可用性评估。首先,对3种编码方法进行可用性评估(实验1),然后基于实验1的结果,挑选4行2列编码方法与基于向右滑动摸读方式的振动马达触觉反馈编码方法进行可用性对比(实验2)。实验1结果显示,3种编码方法的平均摸读效率分别为8.82,4.91,4.12 s/汉字,平均摸读准确率分别为98.6%,96.8%,98.6%,4行2列编码方法在用户满意度方面的综合得分最高。实验2结果表明,与基于向右滑动摸读方式的振动马达触觉反馈编码方法相比,4行2列编码方法的摸读效率、摸读准确率及用户满意度更高。综上所述,采用4行2列编码方法能够在移动终端上实现对通用汉语盲文的编码和摸读,可为视障人士在智能移动终端上摸读汉语盲文提供新思路。