基于定位、速度双误差的物流无人机碰撞概率分析

物流无人机(UAV)批量运行会存在一定的碰撞风险,为量化UAV之间在空中的碰撞概率,针对物流UAV空中运行阶段开展建模分析其碰撞风险。基于冲突区域理论,建立定位、速度双误差的UAV碰撞概率模型,分析不同夹角情况下物流UAV碰撞概率变化情况。分析识别美国联邦航空管理局官网中关于民用小型UAV的事故/事件数据中的关键风险因素。结合2万飞行小时的物流UAV故障数据建立UAV安全飞行间隔模型,给出可接受安全水平下的最短飞行间隔。探究在给定飞行间隔前提下不同航迹角以及不同风向对UAV之间碰撞概率的影响。结果表明:当物流UAV之间最短安全间隔大于90.71 m时,所有飞行场景下UAV的风险水平均在可接受范围之内。当航迹角为30、60、90°时,碰撞概率随风向变化的波动范围较小,其中,航迹夹角为90°时最稳定。而当夹角为140°时,碰撞概率的波动范围较大,UAV安全飞行对环境因素更为敏感。

基于响应面模型和BP-神经网络模型的机器人定位误差及验证分析

机器人定位精度是衡量工业机器人工作质量的一项重要指标,对零件加工质量有着重要影响。为满足现代工业的制造精度要求,机器人重复定位精度需要进一步提升,因此,通过响应面模型与BP-神经网络模型对机器人定位精度误差进行拟合,对比研究提升机器人重复定位精度的方法。首先建立响应面模型,采用中心复合设计方法,对机器人定位精度误差进行实验仿真,接着用BP-神经网络对机器人定位精度误差进行拟合。经过比对得知,BP-神经网络的拟合精度高于响应面模型,但响应面模型拟合效率高于BP-神经网络。最后借助激光跟踪仪对机器人进行误差补偿验证实验,结果表明,误差模型预测得到的误差值是合理的,验证了仿真的正确性及补偿的可行性。

星载测向系统的测向误差及其定位误差计算方法

针对星载测向系统可通过单次测向实现对地面/海面辐射源瞬时定位的特点,基于星载测向系统的定位模型,推导任意二维阵型的相位干涉仪测向误差表达式。分别从方位角与俯仰角以及空间夹角详细推导了单星测向定位误差公式,并结合球面约束推导单星直接定位的误差表达式。数值仿真表明,基于测向角度的定位误差计算方法结果逼近理论误差值,从而可基于任意二维测向阵型,快速评估卫星观测区域内的测向误差及其定位误差,而单星直接定位相较于测向定位,定位误差显著降低。

数控机床工作台DSP定位误差系统设计及分析

为进一步优化数控机床对于测试误差的补偿功能,开发通过DSP硬件系统对误差进行准确预测并设置补偿措施。建立的定位误差模型预测补偿系统包含数控系统进给轴反馈结构、DSP建模预测系统以及数控系统。研究结果表明,采用Matlab软件运行得到的优化权值与阈值建立的GA-BP网络进行误差预测共需251μs;采用GA-BP网络构建的模型进行预测时达到了更高精度。该研究有助于提高数控机床加工精度,对提高加工参数的优化起到很好的指导意义以及控制效果。

基于QAR数据的导航台定位误差分析

随着民航业的持续发展,空中航路日益拥堵,安全问题日益凸显。民用航空器主要依靠陆基导航设备定位,以确保准确航行在预定航路,故而导航设备的可靠性和准确性显得尤为重要。为航空器能够及时准确识别故障导航台,评估导航精度,实现精准定位,可以充分利用机载QAR数据对导航台进行间接校验。文章对机载数据进行卡尔曼滤波去噪,通过坐标转换、样条插值、航迹推测和数据融合,得到平面标称航迹。对导航台定位误差及相应的影响因素进行相关性分析及共线性统计,建立岭回归模型,量化各因素对误差的影响程度;基于动态时间规整的方法提出一种导航台可用性度量方法,实现导航台可用性和导航精度的度量。通过实际案例,证明了模型的可行性。

考虑空间位置差异的机床直线轴定位误差快速辨识方法

机床直线轴在空间不同位置处的定位误差难以全面快速测量,而机床加工过程中工件安装位置各异,单一位置的定位误差测量结果难以全面客观反映机床直线轴和工作空间的真实精度;同时,空间体对角线误差测量需长时间的光路调整,亦大幅降低了测量效率。为此,本文提出考虑空间位置差异的机床直线轴定位误差及空间体对角线误差快速辨识方法。该方法基于多站分时测量原理,采用激光跟踪干涉仪测量三轴机床的空间误差,根据空间误差差异辨识不同位置处的直线轴定位误差;同时,通过测量点与初始点理论距离与真实距离偏差计算空间体对角线误差,进而全面评估机床空间精度。相较于传统测量方法,该方法可快速辨识不同空间位置处的直线轴定位误差和工作空间体对角线误差,为机床直线轴和空间精度的快速测量和综合评价提供了一种新的思路和方法。

一种适用于多列车虚拟编组控制系统的列车定位误差估计方法

[目的]虚拟编组技术对列车定位精度和准确性的要求极高,传统定位技术手段难以满足虚拟编组SIL4(安全完整性等级为4级)的安全需求,因此有必要对定位算法进一步研究,估算出更加精确的定位误差包络,缩短虚拟编组追车距离,提高编组安全性。[方法]基于传统列车定位技术,将定位过程拆分为列车测速、测距与初始定位3个部分,基于定位过程各部分中所存在的误差因素,提出一种新的列车定位误差包络计算方法,采用数理推导的方式,分别对各类误差因素进行推导计算,得到定位过程各部分的上下界包络。[结果及结论]所提方法充分考虑了列车测速、测距与初始定位中的误差因素,使得定位误差上下界包络更加精确,降低传统定位误差计算的保守性,同时所提方法能够满足SIL4要求,满足虚拟编组控制系统在近距离追车场景下的安全需求,并进一步缩短追车距离,提高运输效率。

基于GA优化BP神经网络的机床转台定位误差分析

为了提高数控机床转台误差补偿效果,设计了一种通过遗传算法(GA)来完成BP神经网络优化过程,并加入坐标参数、运动速度指标建立了转台定位误差模型。通过Matlab软件构建GA优化BP模型,得到优化权值与阈值后,将结果移植至DSP内开展建模与预测,促进预测速率的大幅提升。研究结果表明:机床转台处于各空间位置与速率下形成了不同定位误差,总体呈现较为复杂的变化特征采用GA优化BP神经网络构建的模型预测时达到了更高精度,误差残差范围在-0.5~0.5μm,满足实际需求。该研究有助于提高机床转台定位精度,增强加工精度。

基于坡度检测与点密度自约束调整的LOLA地理定位误差校正

月球轨道器激光高度计(Lunar Orbiter Laser Altimeter, LOLA)是目前月球探测中获取数据量最大、精度最高的激光高度计,可为其他月球产品提供地理控制。然而由于定轨不确定性和激光指向偏差,部分激光剖面存在地理定位误差。针对这些异常轨道数据,提出了一种改进的激光自约束调整方法。首先基于坡度将与周围地形差异过大的激光剖面识别为异常轨,并使用其余轨道作为参考对其进行基于点密度的自约束轨道调整(根据参考点密度自动选取合适的调整策略),最后合并两类轨道数据并进行最终调整,再将其作为改正后的结果。交叉点分析结果表明,该方法能有效校正异常轨道,从而提升数据精度。

基于GA-BP网络的数控机床工作台定位误差分析

为了提高数控机床对测试误差的补偿效果,开发一种通过遗传算法(GA)来完成BP网络的优化过程,并加入坐标参数、运动速度指标,建立工作台的定位误差仿真模型。先通过Matlab软件构建得到GA-BP模型,得到优化权值与阈值后,再将结果移植至DSP内开展建模与预测,由此促进预测速率的大幅提升。研究结果表明:以DSP构建的预测系统对各定位误差残差分布进行预测得到的范围是-0.69~0.51μm。采用GA-BP网络构建的模型进行预测时达到了更高精度。

五轴机床旋转轴动态定位误差影响因素的分解讨论

五轴机床定位精度通常采用激光干涉仪配合高精度回转装置测量,该方法能够检测静止后的定位误差,但是无法检测运动过程中的动态定位误差。当存在较大的机械误差时,即使其定位精度合格,在运动过程中仍会出现很大的动态误差波动,从而影响机床联动精度。文章基于球杆仪的旋转轴动态定位误差检测方法,通过多种测量路径,对影响定位误差的因素予以分解,为消除几何误差对定位误差造成的影响提供优化的方向。

BP神经网络补偿并联机器人定位误差

分析了6-DOF精密并联机器人末端位姿的误差来源及以往误差补偿方法的局限性。通过测量末端位姿,提出了基于BP神经网络在精密定位的局部工作空间内对机器人关节空间进行误差补偿的方法。确定了BP神经网络模型,建立了误差补偿的数据样本,并对数据样本进行了标准化。用实验对比的方法确定了隐层神经元的个数,同时对网络的推广能力进行了验证。经过误差补偿,6-DOF精密并联机器人的平移定位误差下降了80%,转角定位误差下降了60%。实验结果表明,基于BP神经网络的误差补偿方法对机器人局部工作空间的补偿具有明显的效果,能够满足精密并联机器人工作的精度要求。

雷电定位系统定位误差分析

利用广东省电力系统线路雷击故障定点数据分析了雷电定位系统的定位误差 ,运行 7年、90 3次线路雷击故障杆塔的数据分析表明 ,该系统定位误差算术平均值为 0 .93km ,定位误差存在明显的地区差异。

工业坐标测量机器人定位误差补偿技术

由通用工业机器人和视觉传感器组成的柔性坐标测量系统是视觉检测技术在工业在线测量领域的重要应用。工业机器人的机械结构和控制过程复杂,因此其定位误差成为影响系统测量精度的最主要因素,但可以通过修正连杆参数的方式加以补偿。以MD-H运动学模型为基础,建立机器人工具中心点(Tool center point,TCP)的基于相对定位精度的定位误差补偿模型,避免坐标在不同坐标系转换过程中产生精度损失。对与机器人测量姿态有关的柔度误差进行针对性补偿,通过建立柔性关节的弹性扭簧模型,将柔度误差分解为外加负载柔度误差和机械臂自重柔度误差分别进行补偿。标定过程中使用激光跟踪仪作为外部高精度测量设备,只需在单点测量模式下就能实现对TCP的三维坐标采集,大大简化数据采集过程。经过补偿后,标定点处的方均根误差由之前的1.230 2 mm降至0.428 8 mm,验证点处的则由0.723 6 mm降至0.505 4 mm。

数控机床定位误差的软件补偿

提出了基于“华工Ⅰ型”数控系统数控机床的定位误差的软件补偿方法 ,该方法克服了等间距定位误差补偿的缺点 ,使定位误差补偿的位置可随机设定 .建立了数控机床定位误差软件补偿的数学模型 .在XK713加工中心上进行的补偿实验表明 ,采用本补偿方法能使机床的定位误差减小 70

机载光电跟踪测量设备的目标定位误差分析

光电跟踪和测量设备用于测量飞行器在空中的飞行轨迹,作为飞行器飞行性能的评价。随着现代技术的发展,对飞行器性能提出愈来愈高的要求,从而也对跟踪和测量飞行器飞行轨迹的光电跟踪和测量设备提出了相应的技术进步要求,特别是对其测量精度指标。如何做好和完善误差分析、误差分配和误差综合,成为研制更高性能的光电跟踪测量设备总体设计中的一个重要问题,贯穿从可行性论证、方案论证、方案设计、设计、制造、装调、直到试验等整个研制过程。就这一类设备中最为复杂的机载光电跟踪测量设备的目标定位误差(即3轴上的测量误差),通过建立从被测目标到地面中心测量站9 个坐标系,进行31次线性变换,构造35个变量的统一测量方程;进行测量误差因素的分析和分配,以及用蒙特卡洛法来分析和计算系统的目标定位误差。

GPS定位误差分析与状态估计

通过分析GPS定位误差的统计特性,可将GPS定位误差作为二阶Markov随机过程处理。该文结合载体的Singer模型,利用扩展Kalman滤波算法,对系统状态进行估计。试验结果表明,利用扩展Kalman滤波算法比标准Kalman滤波算法在定位精度上有较大程度的提高,对于低动态用户消除相关误差的影响具有一定应用价值。

弹载合成孔径雷达成像处理及定位误差分析

论文基于弹载合成孔径雷达(SAR)空间几何关系,描述了雷达信号数学模型;给出了弹载SAR成像方法;详细分析了弹载SAR水平初始方位角、载体速度的测量误差对于成像定位的影响;推导了各种误差影响成像结果的数学表达式;给出了非直线运动大下冲角情况下,误差分析的计算机仿真和在匹配制导中的实验结果。

BP网络在进给系统定位误差预测中的运用

针对机床进给伺服系统定位精度预测的难点,分析了进给伺服系统机械传动系统定位误差增长的原因,提出了一种定位误差预测的方法。在Adams中建立进给伺服系统动力学仿真模型,得到不同初始状态下的定位误差值,基于BP神经网络建立工作台与螺母座间隙、滚珠丝杠倾斜度、工件负载与定位误差之间的映射模型,根据映射模型提出对定位误差预测的方法。利用所建立的精密运动可靠性试验平台进行验证,证明了该方法的正确性和有效性。

水平式光电望远镜目标定位误差的预测

为了确定水平式光电望远镜的各主要误差对观测精度的影响,提高望远镜的指向精度,对它的目标定位误差进行了分析。针对水平式望远镜的结构特点,通过分析从被测目标到望远镜相面产生目标定位误差的光、机、电等各种误差因素,建立了水平式望远镜目标定位测量方程。应用蒙特卡罗法进行误差仿真,预测出水平式望远镜的目标定位误差,并对各误差的敏感性进行了分析。选取敏感性高的误差项建立误差补偿模型,对实拍星体误差进行补偿实验,结果表明:补偿后经轴转角误差标准差从66.4″降低到3.3″,下降了95%;纬轴转角误差标准差从49.4″降低到5.6″,下降了89%。所用方法和模型能够对主要误差进行分析和预测,可为水平式光电望远镜的总体设计提供参考。