地铁隧道车载融合定位系统及精度校正算法研究

地铁隧道安全隐患综合检测车可实现隧道衬砌及表观隐患的快速检测。受限于地铁隧道封闭的地下环境及隧道内外部复杂的结构环境,当前隧道内单一定位技术仍存在定位精度低、累积误差大、多源采集不同步导致的定位信息“打架”等难题。本文开发了一种地铁隧道车载融合定位系统及精度校正算法,包括车载高精度编码信息采集和视觉图像采集系统、融合定位算法、精度校正算法、多源信息坐标转换矩阵等内容。相较已有定位方法,该融合定位系统可实现在直道和弯道条件下检测车车载装备和隧道安全隐患的快速动态融合定位。室内室外测试结果表明,区间的定位精度可达10 cm,地铁内直线测试区间300 m内和曲线测试区间100 m内相对误差控制小于等于0.06%。室内模型试验和现场试验结果验证了该融合定位系统及精度校正算法的有效性和稳定性,为地铁隧道安全隐患的快速检测定位和隧道安全运营提供了技术支撑。

三维障碍空间场景重建下的变电所巡检机器人运动轨迹精度校正方法

为解决变电所巡检机器人移动存在的遮挡、互相交叉的问题,该文提出三维障碍空间场景重建下的变电所巡检机器人运动轨迹精度校正方法。以三角网格模型构建方法为基础,对变电所模型进行错误三角网格修正、三角网格填充操作,结合材质贴图、纹理映射操作获取变电所三维障碍空间场景重建结果;采用惯性原理预测变电所巡检机器人被遮挡和交叉时的运动轨迹,计算巡检机器人测量数据的监测、随机传输误差,完成变电所巡检机器人运动轨迹精度校正。实验证明,该方法可以在变电所三维障碍空间场景重建下有效校正变电所巡检机器人运动轨迹精度,可以达到较好的路径规划效果。

高速公路勘测中车载激光点云高精度校正可行性分析

目前车载移动测量系统在公路勘测方面的用途日益显著。本文阐述了车载激光点云数据的获取原理,对车载移动测量系统的误差进行了估计,并分析了一定时间和距离内误差传播的规律,论证了利用靶标控制点对车载激光点云数据进行高精度校正的可行性,最后通过高速公路改扩建项目实例对可行性进行了验证。

32位高性能数字信号处理器内部AD的精度校正方法

分析了ADC转换器误差产生的原因,提出了TI公司的TMS320F2812内部AD精度校正的方法,该方法通过消除实际增益和失调误差对转换结果的影响,提高了F2812的AD的转换精度。实验结果证明,该方法在不增加成本的条件下有效地减小了转换误差。

L形区域特征值问题的九点差分近似的误差估计与高精度校正法

讨论了L型区域Laplace算子的各个特征函数在凹点邻域的性态,得到九点差分格式的各个近似特征值的误差估计,并证明了除第一特征值外,其余特征值皆可使用已有的校正法取得更高的精度.所得结果不仅更正了对L型区域第一特征值的渐进展开之猜想,而且解决了其数值解为何是振荡的这一难题.

工业机器人离线编程位置精度校正关键技术研究

提出了一种基于现场示教作业的离线编程位置精度校正计算方法,并进行了模拟验证。计算分析了机器人绝对原点偏差对校正后离线编程位置偏差的影响,并通过搭建实际生产点焊作业机器人工作站进行了验证。旨在提高工业机器人离线编程位置精度,解决当前机器人离线编程应用过程中核心的校正关键技术问题,为实际生产准备过程中的机器人自动化编程提供技术支撑。

一种大型相控阵雷达外场高精度相位校正方法

针对大型相控阵雷达外场相位校正受风影响无法保证校正精度的难题,本文提出了一种外场高精度相位分级校正方法。采用激光标定法测量标校源风载条件下的晃动曲线和最大晃动速度,根据雷达工作频段及校正精度要求,计算出标校源最大晃动速度条件下的最小保精度校正时间,以最小保精度校正时间作为分级子阵规模划分的依据,通过多级校正完成全阵外场校正。仿真测试结果表明:在5级风载条件下,X波段相位校正精度均方根小于5.8°,最大栅瓣电平降低了9 dB,达到模拟移相器可以实现的精度要求。

视觉辅助的激光振镜加工畸变校正及精度分析

为了解决激光振镜加工畸变校正过程中人工测量效率低、精度差的问题,提出一种视觉辅助的畸变校正和精度测量方法。该方法分析了误差来源,建立了畸变数学模型,采用螺旋式填充圆标刻配合最小包络圆检测获取振镜系统误差特征描述,用曲线拟合或线性插补算法补偿误差,最后采用误差标准测量点阵进行精度标定。实验结果表明,该方法可以消除86%图形畸变,平均相对误差为7×10^(-4),提升了校正精度和校正效率。

地形图实时高精度几何校正方法探讨

针对手工地形图校正效率低下问题,提出地形图实时高精度自动几何校正方法。该方法使用快速直线检测算法保证了校正的实时性;根据直线检测的结果,通过模式识别和Hough变换方程实现交点位置的高精度获取,其结果既包括原图绝大多数方里网交点,也有部分误匹配点;根据方里网空间特性,对交点在水平和垂直方向分别建立Hough变换方程,滤除所有错误交点;最后通过人工输入任意一个交点的投影坐标,对其他交点坐标自动计算,从而对原图实现自动校正。研究表明,该方法不仅运算效率和空间精度高,而且整个过程只需要少量的人工干预,使地形图实时高精度校正成为现实。

一种合并单元的精度自动校正系统的实现

为了提高合并器精度、简化通道校正的复杂度,研发了一种电力系统合并单元(MU)的精度自动校正系统。该系统主要包括上位机和合并单元装置。上位机需要实现各种自动校正指令的发送、校正结果的计算和检测等功能。装置需要完成各个通道有效数据的采集和控制,并根据上位机命令对各通道数据备份区内的数据进行校正。校正过程是通过调取相应的校正算法模块实现的。与传统的通过手动修改参数的通道校正过程相比,自动校准系统极大地提高了通道的校正效率和校正精度,减小了校正误差,且校正过程更加简单易行。

基于多源水文数据融合的GRACE水储量精度校正

全球水储量的时空变化研究,对理解全球水循环过程、安排农业生产、防治洪涝灾害等具有重要意义。GRACE重力反演与气象实验卫星为获取全球水储量变化提供了直接观测手段,但不同解算模型和方法导致最终水储量产品之间存在差异。针对现阶段GRACE水储量数据产品中所存在的不确定性,拟结合全球水文模型以及陆面模型数据,采用三角帽方法对现有水储量数据产品进行不确定性分析;选取不确定性最低的GRACE和全球水文模型数据产品,引入点面融合思想,利用卫星观测和模型模拟数据互相约束来选取训练点,基于BP神经网络、深度置信网络建立GRACE精度校正模型,对GRACE月尺度水储量数据进行校正。以美国加利福尼亚州为例,从产品不确定性定量评价、水储量异常长时序变化及空间分布定性分析和地下水井站点实测验证等方面对校正结果进行分析验证。结果显示:①校正结果相比原始卫星观测数据产品及模型模拟产品在不确定分析中具有更低的不确定性(GRACE CSR:25.32 cm,PCR-GLOBWB:33.10 cm,DBN:13.85 cm);②在长时序变化和空间可视化分析中,校正结果相较于原始数据减少了异常的波动;③地下水位监测水井站点验证中,校正结果在相关性、均方根误差以及平均绝对误差上均有提升。

整体式翅片管换热器的精度自校正模型

为提高换热器性能的计算精度和速度,建立了整体式翅片管式换热器的精度自校正模型。该模型中带了两个神经网络,一个用于补偿简化模型与分布参数模型的差异,另一个则用于自适应地学习试验结果,提高模型的精度。用该模型计算整体式翅片管冷凝器和蒸发器性能,并与试验结果相对照。对于冷凝器,换热量误差的平均值和最大值分别为0.63％和1.72％,过冷度误差的平均值和最大值则为0.9℃和3.2℃。对于蒸发器,换热量误差的平均值和最大值分别为1.56％和11.0％,过热度误差的平均值和最大值则为1.5℃和9.8℃。对于冷凝器和蒸发器,计算速度较分布参数模型均提高两个数量级。

分离式调控的高精度光束指向稳定系统

光束指向稳定系统基于对光束位置和角度的控制,能够实现对光束指向的高精度主动控制,在微纳光刻及超分辨成像等领域中发挥着重要的作用。为了实现光束的长时间指向稳定,提出一种分离式调控的小型化光束指向稳定系统,消除了传统方案中双反射镜校正带来的耦合误差,大幅度提升了光束指向精度的控制性能。对比测试结果表明,基于该方法的光束指向稳定系统对光束位置的稳定精度(RMS值)可达0.3μm,角度稳定精度(RMS值)达到1μrad;施加一定幅度的主动扰动后的测试结果表明,该系统在较大的光源抖动下仍能保持同一量级的稳定精度。相比于同样测试条件下的两种商业化光束指向稳定系统,其位置抖动与角度抖动性能可提高50%以上。

基于频率测量的自校正高精度湿度仪

在基于频率测量的湿度仪测量电路中,采用多基准源实时自校正,通过对多基准源信息的数据处理,将测量电路的整体精度、稳定性转换为基准源的精度、稳定性。此外,采用硬件同步方法消除了频率计算时由于计数器和定时器不同步而引起的计数固有误差,从而提高了计算精度。实际测试结果表明,设计产品各项指标达到预计要求,目前已进入批量生产。

红外焦平面阵列非均匀性校正精度的研究

定标校正法是目前人们实际使用较多的一种红外焦平面阵列非均匀性校正方法。该方法采用的算法简单,易于用硬件实时实现,但也存在校正精度低的缺点,针对这一不足,首先通过实验得到了红外焦平面探测器的实际非线性响应曲线,然后在此基础上进一步分析了定标点的数量及选取对红外焦平面阵列非均匀性校正精度的影响,为提高定标校正法的校正精度提供了依据。

高精密多极磁感应角位移传感器校正方法的技术研究

高精密多极磁感应角位移传感器精度通常为±(3~5)″,很难达到±1.5″以内,这限制了其应用在一些高精尖的精密测试及制造领域,为实现更高精度则需对系统进行软件校正,目前常用的软件校正方法有查表法、神经网络法、小波分析法等,但这些校正方法需要采集大量连续的误差标定数据,而满足此精度等级、能实现连续化误差标定的测角装置极难获取,而23面(或24面)棱体与光电自准直仪组成的测角标定装置虽可满足精度要求,但它只能实现360°内离散化误差标定,基于多面棱体与光电自准直仪有限离散的误差标定数据,在此基础上提出一种二次精度校正技术以实现对角位移测量系统的软件修正,实验证明,应用此方法后,角位移测量系统精度由±3.1″提升到了±1.35″,从而验证了所提出的误差校正技术。

基于变差函数的高精度静校正融合技术及其应用

地震反射波时距曲线受复杂地表地质结构的影响产生畸变而不能同相叠加,需要对地震资料做静校正处理。不同的静校正方法都有各自的适用条件:高程静校正无法消除低降速带的影响;模型静校正受限于追踪的深度和排列的长度,难以全面反映低速带底界的形态;折射静校正仅适用于地表较平缓、表层速度横向均匀性较好且有明显折射界面的地区;层析静校正适应任意表层模型的反演,但是反演结果不稳定。在地震勘探地区地貌日益复杂的今天,优选的某一种静校正方法无法有效解决所有的问题。鉴于上述问题,提出了一种适用于多种地表类型复杂区域地震资料处理的基于变差函数拟合重构的高精度三维静校正方法,该方法能够实现不同静校正量的拟合和重构,并很好地解决复杂地表条件下不同静校正方法优势拟合的难题,从而可有效提高复杂地表地形条件的三维地震资料的成像质量,保证构造形态的可靠性。

多功能变送器及其校正系统的研究

变送器是工业现场最常用的监测、计量设备之一,介绍了基于MSP430FE427单片机的多功能变送器,能够实现电压、电流、电阻、频率和各种热电阻、热电偶等物理量的测量,并具有RS-485总线通信和高精度PWMDAC的功能。重点讨论通过软件测量、通信协议流程及其校正系统的配合,补偿器件精度和温漂等因素引起的误差,完成变送器的校正和检验。实践证明,该变送器具有高精度和高稳定性,精度优于0.01%,功耗小于3mA。

多关节机器人电液伺服系统动态测试与校正

在分析多关节机器人电液伺服系统构成的基础上,推导出该系统的传递函数,提出了电液伺服系统的动态测试方法,同时就电液伺服系统的精度校正给出了具体步骤,保证了电液伺服系统的传动精度。

三维资料中的剩余动校正量的拾取与消除

对于动校速度不准而产生的三维剩余动校正客观存在，从而影响叠加效果这一事实。提出了一个新的解决办法。首先在叠加结果上，利用向前向后预测的办法来求准过某一点某一时刻的地层倾角方向，然后在此方向上，对一个局部面积求和，并以此作为该点该时刻的准确位置。再在CDP道集上求出该CDP道集内的各道与之相对应的时差，且认为该时刻为该点该时刻的剩余动校正量，最后采用高精度校正的办法来消除之。实际资料处理表明，这是一种克服三维剩余动校正量的一种好办法。