高轨遥感卫星光轴指向误差夹角测量系统标定方法研究

针对空间环境应用中航天器结构形变夹角测量系统因系统误差导致测量精度较低的问题,提出一种基于自准直对比系 统的夹角测量系统标定方法。 通过该方法对夹角测量仪进行标定后得到标定系数,并应用仿真数据对系数进行验证。 验证结 果表明,夹角测量系统量程可达到±25′,测量分辨率可达到 0. 1″。 使用标定后的夹角测量系统进行角度检测,并将测量结果与 自准直仪进行对比。 结果表明,该标定方法简单方便精准度高,计算测量结果与标准值的差值的绝对值,夹角测量仪测量精度 达到±0. 2″,标定后夹角测量仪精度满足卫星使用要求,该方法的应用将为卫星在轨结构微形变研究提供技术支撑。     

透射法粉尘浓度测量标定技术研究

粉尘浓度测量系统的测量精确度一方面取决于系统本身的设计,另一方面取决于标定技术。分析和研究了几种标定方法的优缺点,结合实际测量需求,提出了一种适用于光透射法粉尘浓度测量系统的标定方法。并经过分析计算及实验数据分析,验证了该标定方法的可行性。     

电容式叶尖间隙测量系统标定技术

基于电容式叶尖间隙测量系统原理,对该系统标定方法进行讨论,设计了用于系统静态标定的标定台,并对标定中的误差进行了分析探讨.     

基于成像光线空间追踪的摄像机标定方法研究

摄像机测量模型和标定方法是视觉测量的关键,直接影响视觉测量系统的测量精度。针对这个问题,借鉴非成像模型的摄像机校准的思想,提出了基于成像光线追踪的摄像机标定方法。分析测量点经摄像机镜头成像的规律,通过空间直线确定摄像机图像坐标与测量空间的映射关系。使用像平面和两个空间平面的映射关系,建立空间直线表达方式,完成基于成像追踪方法的摄像机测量参数标定。通过噪声分析和精度测量实验对基于成像追踪的摄像机标定方法进行精度验证,实验结果表明该方法可以有效抑制标定数据噪声对测量结果的影响,提高摄像机标定精度。     

影像测量仪快速标定方法

为满足汽车生产线上大量使用的光滑规的定期检测需求,需要找到一种提高影像测量仪现场测量精度的快速标定方法。通过对影像测量仪标定方法进行分析,提出了影像测量仪标定要利于消除光滑规表面质量和仪器误差对测量结果影响的观点。在此基础上,提出了基于光栅的影像测量仪快速标定方法。该方法直接利用待测光滑规作为标定物,克服了光滑规表面质量对测量结果影响的缺点。在介绍这种方法的标定原理基础上,归纳了该方法的优点,并对其进行了误差分析,误差分析结果说明这种标定方法可以达到使用要求。按这种标定方法对两种不同精度的影像测量仪进行标定,并分别对?6~?40mm之间4种光滑规实测,经过对各组测量数据的方差对比表明,采用光栅和待测光滑规进行标定能获得更稳定的测量结果。     

采用互扫描法自动标定工作空间定位系统

针对工作空间定位系统(wMPS)现有标定技术效率低,标定程序复杂且须依赖外部测量设备等问题,本文在在研究wMPS测量原理的基础上提出了一种采用互扫描技术的自动标定方法。该方法结合该系统的扫描激光平面测量原理及使用特点,通过在基站上安装已知坐标的接收传感器,采用互扫描技术完成自动标定。文中以两台基站为基础,详细阐述了该方法的数学原理,并给出了基于几何约束的平差模型及其迭代解法。依托天津大学研发的wMPS实验平台对本方法进行了验证,并与基准尺标定法进行了比对。实验结果显示,采用本方法可以实现系统的自动标定,在距离基站5m内的测量空间内可获得0.6mm的坐标测量精度。该方法在保证系统测量精度的同时大大提高了系统的测量效率。     

双目立体视觉测量系统的标定

考虑传统的自标定方法虽然无需场景信息即可实现摄像机标定,但是标定精度较低,故本文提出了一种新的大视场双目视觉测量系统自标定方法。该方法无需高精度标定板或者标定物,仅需利用空间中常见的平行线和垂直线建立摄像机参数与特征线间的约束方程,即可实现摄像机的内参数与旋转矩阵标定;同时利用空间中距离已知的3个空间点即可线性标定两摄像机间的平移向量。通过标定实验对本文提出的方法进行了验证。结果表明:该方法标定精度能够达到0.51%,可以较高精度地标定双目测量系统。由于避免了大视场测量系统标定中大型标定物制造困难,以及摄像机自标定过程中算法冗杂,标定精度不高等问题,该方法操作简便,精度较好,适用于大视场双目测量系统的在线标定。     

基于电子经纬仪的双目CCD测量系统的标定研究

介绍了一种实验室里使用电子经纬来进行双目CCD摄像机交会测量系统的内外部参数的标定方法,这种方法精度较高、较为方便.并给出了交会测量的数学模型,并对该姿态测量的仿真系统的测量精度进行了计算与分析.试验证明如果合理布站测量系统坐标点的提取精度可以达到0.5mm以内.     

基于椭球拟合的三轴陀螺仪快速标定方法

陀螺仪是惯性导航系统的核心器件,其测量精度直接影响惯性导航系统的姿态解算的准确性,对其准确、快速地校准显得至关重要.目前陀螺仪所采用的位置标定和速率标定方法,存在测试条件苛刻,需要精密的标定测试设备和高精度的北向基准,且标定时间长等问题.在分析了三轴陀螺仪误差模型的基础上,提出了一种基于椭球拟合算法的三轴陀螺仪快速标定方法.该方法通过对三轴陀螺仪在不同姿态下对同一角速度矢量的测量数据进行椭球拟合,可快速标定出该三轴陀螺仪的零偏、灵敏度、不正交等静态误差,进而对角速度矢量测量数据进行补偿,以提高测量结果的准确度.实验结果表明该方法可有效提高三轴陀螺仪的测量精度.     

小型精密谐波转台角度定位精度标定与补偿

为了解决应用于关节型三维激光传感器的小型谐波转台角度定位精度标定的问题,提出了一种基于Renishaw双频激光干涉仪的单自由度小型谐波转台旋转角度测量和补偿方法。首先依据干涉仪角度测量原理和光路调节方法,建立了测量光路系统,分析了回转台装配误差对角度测量精度的影响并进行了有效调整,而后提出了小型谐波转台360°范围角度标定的实验方案,最后通过曲线拟合的方法分析了转台转角误差的测量数据,总结转台转角误差随位置改变的变化规律,并将误差补偿函数嵌入控制器中,对转台的每次运动进行实时有效补偿。实验结果表明:使用该标定补偿方法能够将小型谐波转台的定位精度提高85%以上,补偿后的定位误差小于10″。采用该方法能够对小型谐波转台进行小间隔360°标定,标定后转台满足激光传感器空间精确定位的要求。     

一种高精度在线测量大外径的方法和装置

基于弓高弦长法直径测量原理,设计开发了一套大外径高精度在线测量装置。该装置由测试系统和标定系统两部分组成。测试系统主要由3个高精度激光位移传感器组成,标定系统主要由2个已知直径尺寸的大圆盘组成。由标定系统完成测量系统弦长和初始弓高的标定,相对弓高由测试系统测出。该装置结构简单、操作方便。对装置的直径测量精度进行了仿真分析和实际测量实验分析。所得结果表明,大外径的测量精度小于5μm。     

基于结构光测量系统的误差传递分析

结构光系统作为视觉测量中常见的技术之一,其测量精度直接影响了该系统的应用范围。针对交比不变原理的结构光光平面标定方法,利用误差分析理论和矩阵扰动原理分别从系统的测量误差和光平面标定误差进行分析,提出了结构光测量系统的误差传递模型。并给出了一个特例情况下的精度要求,即满足在1000mm的测量距离上获得±0.5mm的测量精度情况下,各标定参数所需要满足的精度要求,以及标定样本提取的精度要求。通过实测实验结果验证了误差分析的有效性。该误差分析为提高结构光系统的测量精度提供了理论依据。     

基于B样条的高频比动平衡机的永久标定实现

提出了一种基于双三次B样条插值对刚性转子动不平衡测试系统进行系统标定的方法,该方法可以避免和减少硬支承动平衡测量系统中由于忽略了惯性力和系统阻尼带来的测量误差,实现硬支承和软支承动平衡测量中系统的永久标定。在德国申克ST590平衡电测系统中采用0.5kg、1.6kg、5kg、16kg转子分别在180～1423r/min转速范围内进行标定实验,实验结果表明,该方法的标定结果与状态标定的标定结果具有同等的标定精度和测量精度。     

一种高频相对压力传感器的标定及应用

压力传感器在使用时难免受时间和地域的影响而产生一些漂移。介绍了一种高频相对压力传感器的标定方法,分析了相对压力传感器的测量原理和误差来源,详述了实验的标定方案,验证了标定后的相对压力传感器的重复性。实验结果表明,标定后的相对压力传感器的重复性5min的3σ均值为0.128 Pa,能很好地应用于双频激光干涉仪测量系统,该方法可被广泛应用。     

机器人工具坐标系自动校准方法

摘 要：为了实现工业现场中快速高效的对机器人工具坐标系进行标定,同时提升坐标标定的精度,提出了一种机器人工具坐标系快速标定方法,搭建了标定传感器系统和实验平台。对标定系统的标定测量速度和标定精度进行了测量和研究。该标定方法使机器人按照预定圆周和直线的轨迹进行运动,运动时统计该系统在光电标定传感器中出现的时刻,得到工具坐标系偏斜的位置。本文分析了由于光电标定传感器可能由于装配的原因坐标系不能形成直角坐标系而造成的误差,同时根据坐标系转换的关系,从而排除此项误差。实验结果表明：机器人工具坐标系的标定精度为±0.5mm,标定及恢复时间为15s。该结果满足汽车生产线的精度和效率的要求,能够快速有效的对机器人工具坐标系进行标定。     

基于自由靶标的线结构光视觉测量系统标定研究

针对现有的线结构光视觉测量系统现场标定方法存在效率低、操作复杂等不足,提出了一种基于自由移动平面靶标的标定方法。该方法以平面靶标作为标定对象,首先采用张正友的方法标定出了摄像机内部参数,然后引入了线结构光和自由移动平面靶标,以各种位姿下靶标内的激光条纹与棋盘格角点边线交点作为特征点,求取了特征点在摄像机坐标系下的坐标,并拟合出了结构光面平面方程,从而完成了整个测量系统的标定。试验结果表明,采用上述方法标定后的线结构光视觉测量系统测量误差小于1%,达到了较高的标定精度,能够满足使用要求。     

激光 ICF 聚变靶丸轮廓测量系统标定方法

针对激光惯性约束聚变靶丸轮廓高精度测量系统的溯源标定问题,提出一种基于激光差动共焦测量原理的标定溯源方法。该方法基于激光差动共焦靶丸测量系统轴向响应曲线过零点精确对应测量系统焦点的性质,首先利用激光差动共焦靶丸测量系统测量经中国计量科学研究院计量检定的标准椭圆块的圆度,其次通过比对测量值和标准椭圆块圆度计量值,得出该系统测量传递系数为1.03,最后通过多次检定验证测量的方法,完成系统的高精度标定。实验结果显示,利用标定完成的系统进行激光聚变靶金属球比对测量,其标准差为37 nm,该标定方法的测量重复性为17 nm,其为靶丸表面轮廓的高精度测量奠定了坚实基础。     

基于OpenCV的车体覆盖件视觉测量的摄像机标定

以车体覆盖件视觉测量系统中的摄像机标定为研究对象,分析了开源计算机视觉库OpenCV中的摄像机模型,并考虑了镜头的畸变及求解方法,得出基于OpenCV的摄像机标定方法.该方法利用了OpenCV的函数库,简化了标定求解过程,提高了标定速率,并具有良好的移植性,并适合于其他视觉测量系统.     

激光跟踪仪在摄像机标定中的应用

使用激光跟踪仪标定摄像机的方法主要解决2个问题:(1)如何生成传统标定方法需要使用的控制点;(2)如何精确测量控制点的三维世界坐标。在摄像机的视场中安放一块表面平整的标定板,然后把激光跟踪仪的测量光束直接投射在标定板的表面上,在标定板表面生成的指示光斑被用作标定摄像机的控制点。用激光跟踪仪测量出标定板平面的方程,然后将测量光束看作一条直线,由测量光束和标定板平面的方程求解控制点的三维世界坐标。通过实验对该方法做了验证,实验结果表明:该方法适合标定视场较大的摄像机,而且可以获得较高的测量精度。     

基于扭摆测量系统的微冲量测量方法

为了评价脉冲微推力器的性能,设计高精度量级冲量测量系统是亟待解决的问题。利用扭摆测量系统对冲量进行测量,需要对振动方程的相关参数进行确定。论文通过叠加参考横梁对转动惯量进行标定,采用脉冲响应方法标定振动频率和阻尼比。利用瞬间冲量作用模型提出了冲量计算方法,并建立理论模型对标定的系统参数进行验证。实验结果表明标定数据确立的模型与测量数据吻合得很好,标定的系统参数可信度高。该冲量计算方法可应用于脉冲微推力器的冲量测量。