基于椭球拟合的三轴磁传感器快速标定实验设计

为满足导航与测控专业对实验教学的要求,该文结合三轴磁传感器的测量原理,采用软硬结合的方式设计了基于椭球拟合的三轴磁传感器快速标定实验。首先,分析磁传感器的测量机理,构建测量误差数学模型;然后,使用蓝牙通信接口采集三轴磁传感器的数据,并进行串口数据解码;最后,采用基于RANSAC改进的最小二乘椭球拟合方法求解磁传感器的标定参数。该实验能够在不借助外部参考信息的情况下快速、有效地提高三轴磁传感器的信息质量,结合传感器理论与工程应用,软硬紧密结合,能够提升相关专业学生的理论水平和综合实践能力。

野外大视场双目视觉物体定位监测系统的单参数快速标定

提出了一种只对相机水平偏角进行现场校准的标定方法用于野外远距离、大视场、双目视觉物体定位监测系统的快速标定。该方法通过合理考虑视觉传感器的调平装置,结合现场使用过程中相机焦距值固定的特点,简化了测量模型,减少了待标定参数;只需要测得监测中心和相机在大地坐标系中的经纬度坐标及监测中心的图像坐标即可完成系统标定。由于不需要高精度靶标,从而克服了靶标移动及摆放对标定过程的影响。在实际使用中,对2km以外400m×800m的区域进行监测时,相对定位误差小于0.25%,其中由焦距值误差引起的相对定位误差不超过0.07%。该摄像机标定方法在保证测量精度的同时,具有易实现、用时少等优点,适用于野外大视场环境下物体的快速定位监测。

高动态范围图像合成中相机响应函数的快速标定

针对高动态范围图像合成过程中相机响应函数标定速度低的问题,提出了一种快速有效的相机响应函数标定的方法.首先根据不同曝光度的图像在成像过程中场景照度保持一致的特性,提出构建一种新的最小平方代价函数,以降低相机响应函数标定方程组的维数;然后在保证标定方程组求解效率的前提下,根据不同曝光度图像的噪音分布,引入高斯加权函数,有效减小多曝光图像在高亮或过暗区域成像过程中引入的噪音,并利用稳健的QR分解算法提高标定方程组的求解速度;最后采用查表的方法,利用高斯加权函数完成场景照度的合成及相应的色调映射,得到能表现整个场景亮区和暗区细节的可视化图像.实验结果表明,与传统方法相比,本文算法在保证相机响应函数标定准确度的同时,具有计算量小、速度快的优点,可实现相机响应函数的快速标定,而且所获得的可视化图像主观效果有所提高,在便携式摄像设备上具有广泛的应用前景.

野外空间坐标测量中的任意姿态多目相机快速标定

针对野外复杂地形环境下,对于多个监测区域进行野外坐标测量的情况,提出一种利用双目立体视觉原理对相机3个姿态角及焦距同时进行现场校准的快速标定方法。该方法对传统的标定方法进行改进,可用于相机焦距、姿态未知的情况,对现场环境条件要求低,避免了传统标定方法中相机架设姿态受限的问题。首先通过选择合适的统一世界坐标系和坐标系旋转顺序,使标定得到的相机外参与相机姿态角对应。然后通过GPS测量得到两个标定点的世界坐标,将两个标定点的世界坐标和图像坐标代入成像模型,用最小二乘法解出相机的焦距和姿态角。在现场对其中一个监测区域进行实际测量验证,结果显示直径200 m的圆形监测区域内,相对误差优于0.38%。该方法工程应用性强,灵活度高,适用性广。

微机械陀螺温度系数的快速标定方法

微机械陀螺温度系数的标定通常是利用温控转台在每个温度点经过长时间的保温达到温度平衡后进行,费力费时。为了提高标定效率,提出了一种快速标定方法。使用温控转台产生正弦角速度激励,利用温控转台的同步脉冲触发MIMU采集数据,然后通过相关分析技术分离出陀螺的刻度因子、零偏以及相位延迟,分别建立刻度因子与温度,零偏与温度的模型。根据得到的相位延迟结果,采用曲线拟合方法还可以同时分离出零次项系数(即零偏)、一次项系数(即刻度因子)、二次项系数。实验对比显示:两种方法得出的刻度因子温度模型、零偏温度模型一致,从而验证了两种方法的正确性。提出的方法不需要在每个温度点长时间保温,比传统方法节省了大量时间,而且还能够快速标定出存在温度梯度情况下的温度系数。

野外大视场单相机空间坐标测量系统的快速标定

针对靶场现场监测范围大,相机焦距不固定,相机空间位置及角度各不相同的情况,为实现对弹落点空间坐标位置的高精度自动测量,提出了一种在野外大视场环境下使用的基于单相机空间坐标测量系统的快速标定方法。首先,在小孔成像模型的基础上,通过GPS测量获得视场内两个标定点及相机在大地坐标系中的坐标;然后读取标定点的像素坐标,根据对角相等及最小二乘法实现焦距与旋转矩阵的分步标定;最后在保证标定精度前提下,略去主点的标定过程,确定相机主点为理想主点位置。实验结果表明,在测试距离1km以外,对视场宽度为200m的区域进行监测时,校验点相对定位误差低于0.25%。该相机标定方法不需要高精度靶标,操作简单,适用于野外大视场环境下单相机空间坐标测量系统的快速标定。

数控机床误差的快速标定及补偿技术

数控机床误差的快速标定及补偿是数控机床机电联调的重要内容 ,是实现数控机床精度升级的重要途径。本文开发了一套简便快速的数控机床误差检测、评价与补偿系统。试验结果表明 ,应用此系统不仅能大幅度提高了精度检测的效率 ,而且能显著提高数控机床精度。

宽频带地震计的快速标定

在满足一定测试精度的前提下,提高地震计标定的效率在地震计的批量生产中十分重要。讨论了宽频带地震计三点正弦波标定和阶跃标定,并将两种方法结合起来形成快速标定新方法,该方法具有一定的实用价值。

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。

亚硫酸钠标准溶液的快速标定

亚硫酸钠标准溶液的标定是测定大气中二氧化硫的一个重要步骤，通常先在酸性条件下，用碘酸钾标准溶液定量析出碘分子，从而标定出硫代硫酸钠溶液的浓度。然后待标亚硫酸钠溶液与碘定量反应，过量的碘再用硫代硫酸钠标准溶液标定出其浓度。这种方法虽能得到较理想的结果，...

针对射频相对测量敏感器的快速标定方法

在卫星编队飞行系统中,射频(radio frequency,RF)相对测量敏感器能够完成两颗卫星的相对位置和姿态的测量,为了验证其测量精度,提出了一种基于激光跟踪仪的快速标定方法.在标定过程中,针对拟合坐标原点和坐标轴产生误差较大的问题,提出了一种基于最小二乘拟合球体和圆的方法,分别确定坐标系的原点和坐标轴;利用坐标系间的固有关系设计了相对坐标系的快速转换方法.在飞行器模拟平台进行验证,实验结果表明,拟合坐标系原点均方根误差为0.120 764mm,拟合坐标轴轴向的均方根误差为0.157 138mm,坐标系转换误差的范围为0.30~0.75mm,能够满足敏感器毫米级定位精度的标定要求.

切削温度快速标定装置及标定精度

为了真实地模拟切削过程,提高切削温度的标定速度和精度,并使标定的操作简单快捷,研制了一种切削温度的快速高精度标定装置新结构。通过标定试验证明,只要选择热阻较大的硬质合金刀片结构、电阻值较大的碳硅棒电极和尽量大的加热电流就可使冷端温升减小,提高标定精度。

L形特殊测笔快速标定方法研究

针对测量环境定制的L形特殊测笔,建立了一种快速标定方法。该方法引入带自身坐标系的编码标志作为测笔标志点,省去了建立测笔坐标系的过程,可以实现测笔的自动识别;标定时采用近景摄影测量的方法,在测头上粘贴人工标志,可以对两个以上的测笔进行同时快速标定。实验结果表明:该方法具有可靠的稳定性和实用性。

基于椭球拟合的MEMS倾角仪现场快速标定系统

针对由倾角仪核心模块MEMS加速度计的偏值和标度因数会随时间推移而产生变化,造成倾角仪倾角测量误差变大、准确度降低、对精密标定设备依赖性强的问题,设计一种基于STM32结合椭球拟合算法的倾角仪现场快速标定系统。该系统以STM32单片机为核心处理单元,内嵌椭球拟合算法,修正MEMS加速度计的偏值和标度因数;配合自编程的上位机程序实现对倾角仪的现场快速标定,保证其测量准确度。试验结果表明:该倾角仪现场快速标定系统操作方便,标定后降低测量误差且使测量准确度提高一个量级,具有一定的工程应用价值。

一种适用于单轴MEMS倾角仪的快速标定方法及实现

针对单轴倾角仪核心元件MEMS加速度计零点电压和标度因数在反复上电后会发生改变,且在外场环境下,不能通过转台对其进行修正的问题,本文根据MEMS加速度计的安装误差、输出模型推导了单轴倾角仪的标定模型,提出了一种适用于单轴倾角仪的快速标定方法,并利用实验室研制的MEMS单轴倾角仪及LABVIEW软件编写的上位机对该方法进行了试验验证。实验表明,该快速标定方法可快速、准确地修正MEMS加速度计零点和标度因数的漂移,从而保证倾角仪的测量精度,具有良好的工程实践意义。

一种弧焊机器人熔池图像的快速标定方法

为了获得弧焊机器人焊接过程中熔池的几何尺寸,须在焊接过程中采用摄像机采集熔池图像,并完成系统的标定.将摄像机模型考虑为理想针孔透视模型,采用固定角度和高度对熔池图像进行采集,使标定模型参数缩减至8个,和传统标定方法相比,大大降低了计算量.采用同一平面4个目标点进行了系统标定和实验,理论和实际熔宽平均误差为0.031 mm,因此应用该方法对弧焊机器人熔池图像进行标定是可行的.

车载相机自动标定和快速标定技术研究

针对车载相机的测距问题,利用小孔成像模型及透视投影原理实现车载摄像头外部参数的自动标定并给出一种快速标定模型。利用车道线本身平行的特性,使用车道线作为标定参考,实现车载相机在线自动标定,通过自动标定可以修正车辆动态行驶过程中带来的误差。根据透射投影定理和三线标定原理,给出一种利用标定板替代平行线的快速标定法,该标定方法灵活准确,可以用于车载相机的后装标定。对比试验表明快速标定法和传统方法标定结果误差小于2%,在可接受范围之内。

陆用车载组合导航系统里程仪快速标定

为减小里程仪刻度因子误差对组合导航精度的影响,分析了安装误差以及轮胎内外温度与里程仪刻度因子的关系,提出组合导航系统中里程仪快速标定法,推导出组合导航系统卡尔曼滤波方程,进行系统仿真。结果表明,将里程仪刻度系数进行标定后,里程仪刻度系数误差明显提高两个量级,里程仪测量输出数据的准确度也明显提高,同时组合导航的定位精度也得到了提高。

捷联惯测组合快速标定方法

结合现行捷联惯测组合标定时间长、操作复杂的实际,针对目前几种捷联惯测组合快速标定方法中存在的问题,提出了一种"12位置+速率"标定的快速标定方法。在粗调平免对北的条件下,将速率标定与位置标定结合进行,大大缩短了标定时间。进行了更为合理的位置编排,使得标定结果精度更接近精确调平对北条件下的标定结果。进行了误差系数分离的推导,并给出了标定流程。采用该方法使得快速标定的精度得到了进一步改善。

FTP法三维轮廓测量系统的快速标定技术

在 FTP(Fourier Transform Profilometry)法三维轮廓测量过程中 ,系统的结构不同 ,测量高度所引起的相位差与高度的对应关系也不一样。本文应此问题进行了详细的分析 ,并提出了一种适用于不同结构的快速标定技术。