面向自动化装配过程的光纤传感调校系统

为了减小装配误差,解决自动装配过程中强迫装配、装配不到位等问题,设计了基于光纤传感的调校系统。该系统由光纤传感阵列、解调模块、调校控制机构组成。提出了应变分布解算模型,推导了波长与位置偏差的函数关系,仿真分析了工件应变敏感区域的分布特征,量化了应变与位置误差的映射关系。实验采用可调施力结构对系统应变监测量进行标定,采用视觉测量对系统位置偏差量进行标定。实验结果显示,位置偏差与波长变化呈线性映射关系,验证了依据波长反演装配位置偏差的可行性。与视觉测量的标准值相比,该系统的位置偏差平均相对误差为8.6%。由此可见,该系统具有实时、精确反演工件应变场的计算能力,在自动化装配中具有很好的应用前景。     

一种可控静电双阱方案囚禁阱深的理论分析

给出了可控制静电双阱方案的静电场分布与几何参数的关系，同时还给出了囚禁中心位置与系统参数的依赖关系。研究表明，我们可通过改变方案的系统参数改变囚禁中心的位置、囚禁势阱的深度及势阱的体积，从而实现囚禁经过Stark减速器得到的冷分子，甚至通过选择合适的系统参数实现温度更高的冷分子囚禁。     

阵列模型误差条件下直接定位性能分析及偏差修正方法

相比于常规的"参数估计+位置解算"两步定位模式，直接定位（DPD）算法具有定位精度高、分辨能力强等诸多优势.但是，DPD算法的性能受到阵列模型误差的影响.本文通过一阶Taylor级数展开，定量推导出模型误差条件下基于多重信号分类直接定位算法（MUSIC-DPD）的定位误差，从定位误差的表达式中可以发现辐射源的真实位置和MUSIC-DPD所得的有偏位置估计之间存在一种非线性关系，但这关系在实际条件下无法精确表示.为此，本文提出一种基于多层感知器（MLP）神经网络的直接定位偏差修正方法，该方法能够直接学习由阵列模型误差引起的定位偏差的规律，有效地修正由阵列模型误差导致的直接定位偏差.     

一种单兵雷达可展结构的误差分析

文章对一种单兵雷达可展结构进行了运动过程的误差分析。首先,将单兵雷达可展结构中销接孔与销钉的间隙转化为剪式单元长度的变化,随后推导了可展结构中线阵天线的位置变化与剪式单元长度的关系式,进而得到线阵天线位置与原来位置的偏差,最后通过单元误差累加得出整体结构中线阵天线位置与原来位置的偏差。分析结果表明:销接误差的存在对于线阵天线位置的偏离有一定的影响,在误差累加之后,偏移量较大。     

随机误差对模块化阵列天线副瓣的影响

推导了相位误差、单元位置误差和子阵位置误差的取值范围与模块化阵列天线副瓣累积概率的关系,以及单元位置误差、子阵位置误差与整体位置误差的关系.通过实例说明,激励幅相误差、单元位置误差和子阵位置误差,对实现超低副瓣都是至关重要的.     

PSD及其在非接触测量中的应用

介绍了一种光电位敏探测器PSD及其在非接触测量中的应用,同时给出测量原理和PSD的前置适配电路.     

基于坐标平移不变性的TOA定位算法

 本文提出了视距条件下利用坐标平移来实现到达时间(TOA)定位的新算法.该算法首先利用基站(BS)与移动台(MS)相对地理位置关系,采用坐标平移方法实现对MS位置的粗略估计;通过对误差分量特性的分析,提出了再次利用坐标平移消除误差分量相关性的方法,使得误差的协方差矩阵变得易于求解,从而实现对MS位置的精确估计.仿真表明,本文算法具有良好的性能.     

A rotor position and speed observer for permanent-magnet motors with nonsinusoidal EMF waveform

A new nonlinear reduced-order observer to estimate the rotor speed and position for permanent-magnet motors, with arbitrary electromotive force (EMF) waveform, is presented. The proposed observer is suitable for the realization of a torque control with minimum torque ripple. In order to implement the observer, the EMF generated by the motor is first obtained experimentally offline. After that, it is approximated by a Fourier series in order to develop the model to be used in the online estimation. From the estimated EMF, rotor position and speed are calculated using the relationship between the EMF and the rotor variables. The proposal is validated with experimental results.     

位置敏感探测器光斑脱靶误差补偿方法研究

为了提高位置敏感探测器(PSD)的位置检测范围,解决光斑在探测器光敏面脱靶时无法准确定位光斑的问题,提出一种光斑脱靶误差补偿方法,分析了脱靶前后PSD检测光斑能量重心变化规律,建立了PSD光强信号与位置检测误差间的函数关系。实验结果表明:当PSD光敏面尺寸为12mm×12mm时,对于半径为5mm的高斯光斑,通过所提出的光斑补偿方案补偿后PSD的X轴检测范围提高了66.7%,位置检测平均相对误差不超过5%,该方法对提高PSD位置检测性能具有重要的意义。     

AGV激光导航中反射板布设研究北大核心CSCD

针对激光导航自动导引车(automatic guided vehicle,AGV)系统中反射板布局质量难以衡量的问题,本文提出了利用水平精度因子(horizontal dilution of precision,HDOP)来表征反射板在空间几何分布质量的方法。水平精度因子反映了定位系统中路标的几何布局与定位精度之间的关系,在相同的测距精度下,待定位置的HDOP值越小,该位置的定位精度就越高。通过定位仿真实验,分析了4种定位方案下HDOP值与定位误差的关系,结果表明,HDOP值较小的位置,AGV的定位精度也越高;在测试点位于反射板所围成的封闭区域内以及合理地增加反射板数目的情况下,测试点的HDOP值较小、定位误差小。基于此,可以通过合理布设反射板的位置、增加反射板的数量,来提高AGV的定位精度。     

基于三维集成成像相机阵列获取的元素图像校正

利用相机阵列获取三维信息实现三维集成成像与显示时,为消除相机阵列空间位置偏差对元素图像阵列的影响,提高再现三维图像的质量,以相机阵列记录系统为基础提出了一种元素图像阵列校正方法。通过特征点位置坐标以及相机位置平移误差和旋转误差的计算,分析了相机阵列位置平移误差和旋转误差与元素图像间的关系,以及校正算法的精度。利用光学实验对该算法进行了验证,结果表明,此方法可有效消除相机阵列位置偏差对元素图像阵列的影响,并且校正后再现三维图像质量明显优于误差图像,峰值信噪比提高了33.6%,实现了基于三维集成成像相机阵列获取的元素图像校正,满足了集成成像的显示要求。     

可自适应位移变化的玻璃厚度激光三角测量方法

传统的激光三角法测量玻璃厚度时,玻璃与测头的相对位置需保持固定,每当玻璃位置移动时,均需重新标定才能进行准确测量。针对这一问题,提出可自适应位移变化的玻璃厚度激光三角测量方法,玻璃在不同位置时均可以直接对玻璃厚度进行测量。首先分析当玻璃位于基准位置时,其前、后表面反射光的成像光斑间距与玻璃厚度之间的关系;其次分析当玻璃位移变化时,成像光斑间距与玻璃前表面位置、玻璃厚度之间的关系,建立数学模型,并相应地提出修正算法来消除玻璃位移变化对厚度测量的影响;最后设计了基于激光二极管-互补金属氧化物半导体(LD-CMOS)的激光三角测量系统,并采用多块已知厚度的玻璃样本进行标定和测量实验。实验结果表明,当玻璃位置在1~4.5 mm的范围内变动时,不同位置处玻璃厚度测量的绝对误差小于0.010 mm,并且相对误差均在0.5%以内。该方法实现了玻璃在不同位置时对玻璃厚度的高精度测量,无需重复标定,具有很好的实用性、灵活性和通用性。     

天波超视距雷达海面目标定位方法研究

对单基地天波超视距雷达目标定位精度不高的原因进行了分析,通过仿真计算,给出了电离层虚高和目标方位角所引起的单站目标定位误差,提出了一种利用多基地天波超视距雷达发射站、接收站、电离层与目标之间几何关系,构建非线性定位方程组,实现对目标高精度定位的方法。由于非线性定位方程组中不涉及目标方位角,仅包含电离层虚高和目标位置等未知量,所以通过解方程组能够获得精确的目标位置,消除目标方位角和电离层虚高测量误差所引起的定位误差。通过仿真,验证了该方法的正确性。     

Feedback regulation of hand grasp opening and contact force duringstimulation of paralyzed muscle

A fixed-parameter, discrete-time, first-order, feedback control system is described for regulating grasp during electrical stimulation of paralyzed muscles of the hand. The stiffness of the grasp (relationship between grasp force and grasp opening) is kept constant by linearly combining force and position feedback signals. Thus, a single continuous command signal can control the size of the grasp opening prior to object acquisition and both grasp force and opening after contact. The controller achieves this change in controlled variables by scaling and summing the force and position feedback signals, rather than by a discrete switch in control strategy. Experimental tests of the control system in quadriplegic subjects show that control can be obtained over conditions ranging from unloaded position regulation to isometric force regulation, as well as in the transition between these conditions. The robustness of the control system was evaluated during force regulation with isometric loads. Step response rise time and overshoot were much more dependent on system gain than on the location of the controller zero. Responses with rise time less than two seconds and overshoot less than 30% were obtained over a gain range up to ten, indicating good robustness to muscle gain reductions such as might be caused by fatigue.     

Learning dynamic relationship between joints for 3D hand pose estimation from single depth map

3D hand pose estimation from a single depth map is an essential topic in computer vision. Most existing methods are devoted to designing a model to capture more spatial information or designing loss functions based on prior knowledge to constrain the estimated pose with prior spatial information. In this work, we focus on constraining the estimation process with spatial information adaptively by learning the mutual position relationship between joint pairs. Specifically, we propose a dynamic relationship network (DRN) with dynamic anchors. The preset fixed anchors are employed to estimate the position of each joint initially. Then, each joint is considered a dynamic anchor, which plays the role of a dynamic regressor to adjust the initially estimated position of each joint. The final estimation of each joint is the weighted sum of the results from all the dynamic anchors. Extensive experiments on benchmarks demonstrate that our method provides competitive results compared with state-of-the-arts.     

Cross-coupling position command shaping control in a multi-axis motion system

A new structure of a cross-coupling position command shaping controller (CPCSC) for precise tracking in multi-axis motion control is proposed in this paper. This controller feedforwards the cross-coupling terms, based on the geometrical relationship between the tracking and contouring errors, to compensate for the contouring error in real-time. Compared with the conventional multi-axis cross-coupling control (CCC) system, this new structure has the advantage that its compensators in CCC have a simpler design process than conventional ones, as does its stability analysis. The proposed controller is evaluated and compared experimentally with a traditional uncoupled and a conventional CCC controller on a multi-axis positioning system controlled by microcomputer. The experimental results show that the new structure remarkably reduces contour error. In addition, this new controller can be implemented easily on most current systems by reprogramming the reference position command subroutine.     

基于计算机视觉的热物理激光光斑位置精确测量方法设计

为了缩短热物理激光光斑位置的测量周期,提高热物理激光光斑位置的测量水平,提出了基于计算机视觉的热物理激光光斑位置精确测量方法设计.利用计算机视觉技术计算热物理激光光斑的初始位置,根据热物理激光光斑位置特征的提取流程,完成了热物理激光光斑位置特征的提取;利用热物理激光光斑质心位置与解算值的关系式,得到了热物理激光光斑的估...     

平视显示器的装机工程设计研究

介绍了平视显示器的装机工程设计过程中应遵循的一般设计准则,以保证平显安装定位后有较大的下视角和合理的总视场与瞬时视场位置关系.     

基于单目双焦及SIFT特征匹配的深度估计方法

提出一种基于单目双焦及SIFT特征匹配的深度估计方法.根据空间景物的深度在不同焦距下其成像的矢量位置和对应的焦距形成几何关系的原理,通过单相机获取两幅不同焦距下的图像后,运用SIFT算法对两幅图像进行特征提取和特征匹配,得出同一景物像素点距中心点的偏移位置比,从而通过几何关系公式计算出像素点的深度值,以此获取深度图.经实验验证了该方法的可行性,实验结果表明,使用该方法获取深度值仅需单台相机这一设备,方法简单易行,且成本低,具有广阔的应用范围.     

双基地线性FMCW雷达信号模糊函数及分辨特性

该文通过对双基地雷达几何结构和线性调频连续波(FMCW)信号的特点分析,推导了双基地线性FMCW雷达信号的模糊函数,表明模糊函数形状受目标位置的影响;从模糊函数推导出的距离分辨率、速度分辨率、距离速度耦合斜率均是关于目标双基地角的函数,从而导致目标的分辨特性与目标位置有关。该结论可为这种雷达体制在信号处理和波形设计上提供理论依据。