基于立体机器视觉的动目标空间位姿测试研究

针对动态目标振动位姿测试问题,研究平行光轴立体视觉测试及标定模型,建立非接触动态目标空间位姿测试系统。通过双CCD拍摄目标靶振动图像,据目标点像素位置信息获得目标点空间坐标,再由像素始末位置变化求解点偏移量,进而求出动目标空间位姿。通过静、动态试验验证,测量精度约为0.1 mm,相对误差小于5%,满足工程测试要求。结果表明,测试系统结构紧凑,测量精度高,适用性强,能实现位姿测试智能化及数据分析处理自动化,可用于测量三维空间中目标的运动参数及空间姿态等。

独立卡尔曼滤波器全加速度计复杂振动角速度解算

对于运动体的多自由度振动测试,准确的振动角速度是复杂振动参数解算的关键。针对目前解算角速度单一方法测试精度不理想的问题,分析由4个三轴加速度计组成传感器阵列,测试角速度解算算法,设计一种独立的卡尔曼滤波器用于角速度解算。通过仿真及实验证明:该方法解算结果的误差最大值和标准差相对于单一方法可提高1个数量级,其得到的角速度幅值准确性和曲线平滑度也优于其他单一解算方法。

考虑轮径影响的履带式车辆振动分析

在车辆垂向振动的研究中往往把路面不平度直接作为路面对车辆的位移激励,未考虑车轮与路面间的几何关系对位移激励的影响。针对这种情况,分析了履带式车辆负重轮的轮径对车辆垂向振动的影响机理,推导了考虑履带滤波效应和负重轮轮径的车辆等效路面位移激励的计算方法,建立了描述车辆竖向振动的状态方程及其仿真模型,并针对正弦路面波形、周期性矩阵脉冲波形、单位冲击波形以及实际路面波形下车辆的振动进行了仿真分析。结果表明,路面位移激励只有考虑轮径的影响才能反映出车辆冲击、振荡、"平滑"等在行驶过程中与路面的真实相互作用情况。试验结果证明了所述等效路面位移激励算法和正弦路面下车辆的振动特性的正确性。

垂直光轴模型的双面阵CCD振动测试研究

针对动态目标振动位移测试问题,研究垂直光轴双目视觉测试及标定模型,推导了相机的布阵结构及其与目标位置关系,建立非接触动态目标振动测试系统。系统通过双面阵CCD拍摄目标靶振动图像,根据目标点像素位置信息解算目标点的空间坐标,再由像素始末位置的变化得出目标靶在X、Y、Z三个维度的位移变化量。实验结果表明,测量精度约为0.1 mm,最大相对误差为1.73%,满足工程测试要求。测量系统结构紧凑,测量精度高,适用性强,实现了位移测试的智能化及数据分析处理的自动化,可推广应用于工程测试中测量三维空间中目标的运动参数和空间姿态等领域。

基于双面阵CCD的动态目标振动测试研究

针对动态目标的多自由度振动测试问题,建立了基于双面阵CCD交汇测量技术的动态目标振动测试系统。通过两台相机拍摄目标靶振动图像,对所得图像进行图像处理后提取目标点像素位置信息,根据目标点像素始末位置变化解算出目标靶X、Y、Z三个维度的位移变化量。实验结果表明,测量精度约为0.1mm。测量系统具有结构紧凑、测量精度高、适用性强等特点。