流管实验装置传声器阵列的校准方法

发展了一种应用于流管实验装置的现场传声器阵列校准方法.该方法利用两支标准传声器的测量结果计算管内声场,然后比对待校准传声器的测量信号得到其灵敏度.与传统校准方法相比,该方法具有实时快速、能提供相位校准等优点.在流管装置上进行实验,用模态匹配方法对校准结果进行校核,显示该校准方法得到的声压与计算结果吻合得更好.使用本方法,利用高精度传声器对低精度传声器进行校准并应用,可有效降低测量实验成本.      

阿里安运载火箭飞行试验用的C波段雷达的卫星校准

在欧洲阿里安运载火箭试射以前,法国国家航天研究中心对设置在法属圭亚那库鲁发射场和巴西纳塔尔站的雷达组织了一次校准会战。本文首先介绍校准用的设备并说明选择这些设备的理由。我们用了以下设备: (1)美国GEOS-3卫星上的三个有关设备;C波段雷达应答机、激光反射器、供多普勒测量用的162-324兆赫发射机; (2)设在库鲁、纳塔尔和图卢兹的多普勒接收机; (3)美国的激光测量结果; (4)法国国家航天研究中心的计算设施(图卢兹和库鲁的计算中心)。其次介绍一下在初校、设备同步和操作协调等阶段所遇到的各种问题。接着介绍所做的处理工作: ——用多普勒测量值求得质量好的当地轨道根数集; ——将此轨道同激光测量值进行比较; ——鉴定各种雷达误差模型(垂直度、正交度、对准度、偏倚……); ——在同一处理过程中分离出雷达模型和轨道根数; ——进行自校准文章的最后部分介绍了处理的结果和这次校准会战的经验教训。所达到的鉴定精度为:对误差模型的参数来说为10-20微弧度,距离为几米,角度约几微弧度(此为最后处理所得的精度)。主要的经验教训有: ——做好校准会战的准备工作——做好设备的同步——选择一种好的雷达参数和轨道根数的处理方法(求解法) ——建议用精度较低但便于实现的简便的自校准方法。     

风洞分布式支撑天平测力试验技术研究

采用双尾支撑测量形式的加工、装配误差会使系统内应力过大,影响测量精度。针对某“双机身”飞机CTS 风洞试验气动力测量需求,发展基于多维力天平内置的风洞分布式支撑天平测力试验技术;研制具有消除系统内应力功能的双支撑系统,提出两种6 分量双支撑天平校准及测力方法,并对数据处理和双支撑系统可靠性进行检验加载、对比分析和验证。结果表明：风洞分布式支撑天平测力试验技术能够有效消除双支撑天平系统由于过约束而导致的固有装配内应力,双支撑天平系统各部分连接、测量可靠;两种校准测力方法测量精度相当,均能达到单台应变天平测量误差水平,可满足风洞试验测量精度需求;综合考虑现有校准设备校准能力,最终采用“合成式校准测力”方法进行的风洞试验,获得了满意的试验测力精度。     

基于非线性扫频的频率特性校准研究

在动态频率特性测量和校准应用中,传统的线性调频信号频谱均匀分布、可设计参数单一,难以同时兼顾测量精度与测量效率。本文提出了一种基于非线性扫频方式的动态频率特性校准方法,可广泛用于传感器与仪器仪表的频率响应校准与标定。非线性扫频信号可以实现激励信号能量在频域内的非均匀分布,从而在某些重要频段内实现较高精度测量的同时,在其他频段通过牺牲一定的测量精度来保证测量速度,从而进一步优化频率特性测量的整体性能。仿真结果表明,在相同的扫频时间内,非线性扫频方法相比于线性扫频方法,能够将特定频段内的测量精度进一步提高。     

基于计算机视觉的智能燃油测量技术

为了实现飞机油箱燃油油量的智能测量,文中提出一种新型的基于计算机视觉的飞机燃油智能测量技术。首先通过先验试验得到H-V曲线;然后进行计算机视觉解析照片,识别参照物,再计算像素比例;最后基于像素比例,测量并计算图像上的物体尺寸或特定距离,查找H-V关系曲线求得对应的油量。该测量方法与传统测量方式相比,可有效降低飞机自重,具有更高的油量测量读数精度和准确度,提升了燃油系统的安全性和可靠性,为燃油测量提供了另一种形式。     

基于隐式温度修正的二维热线风速仪校准方法

热线风速仪主要用于湍流流场测量。热线测量的主要误差来源是由环境温度变化导致的热线校准参数的变化。Brunn提出的传统温度效应修正方法在环境温度变化较大的情况下会带来明显的误差。本文经过理论推导,提出了一种新的基于隐式温度修正的二维热线风速仪校准方法,并开展了热线校准实验研究。结果表明:当环境温度变化在4℃范围内时,本文提出的方法与Brunn方法的测量精度相当;当环境温度变化超过4℃时,本文提出的方法的测量精度远高于Brunn方法。     

双刀口扫描法测量可见光CCD调制传递函数

介绍了一种新型的刀口扫描法测量可见光CCD的调制传递函数(MTF),首次采用1∶1的无像差光学系统,消除了测量光学系统MTF所带来的较大不确定度分量;采用双刀口方法和动态定焦扫描法,提高了测量效率和精度.     

汽车碰撞试验测量系统中定标墙的校准方法研究

碰撞试验是综合评价汽车碰撞安全性能的最基本、最有效的方法。定标墙是碰撞车辆变形测量分析系统(DMAS)重要的组成部分,是由10万多个编码点和标识点组成的一种测量空间网络,为测量系统提供标准值,从而获得汽车车身的形变。本文提出了一种汽车碰撞试验定标墙的现场校准方法,利用摄影测量系统与标准尺,通过合理布局实现定标墙的高精度校准,用该方法可将定标墙的标识点的坐标校准误差控制在0.05 mm。     

喷管模型试验器六分量天平校准技术

为了提高喷管内流试验台六分量测力天平的静态和动态校准的精度和准度,采用了理论计算与标模试验相结合的方法,开展了天平校准技术研究.对静校的原始数据进行1次项与3次项对比分析,得出了天平在安装、调试阶段的经验模型,重复性标模试验表明完善的数据处理方法可以极大地提高天平动校精度和准度,试验结果与四分量天平比较,证明了天平性能的可靠性以及以喷管落压比为基准修正测力系统附加力、附加力矩的正确性.该六分量天平校准方法可对其他多分量测力系统的校准提供参考.      

外切角测量尺

在机械加工过程中,测量零件的外切角和半月形零件的半径及划圆形零件的中心线,是常遇到的工作,一般需要使用多种量具和附加设备才能完成.为提高工作效率,我们设计并制造了如图1所示的外切角测量尺.该测量尺可根据生产中常遇到的不同产品,将其V形α角制成60°、90°、129°等多种大小不同的规格.经使用证明,方便、效果良好.     

星点图像的目标提取算法研究

对于星点灰度重心法等亚像素提取算法来说,需要提取星点区域内的每一个像素。基于扫描的边界搜索法只能获取目标的边界像素,文中对其进行了扩展,通过判断边界像素中最大最小行列数来确定目标区域的具体范围,从而提取目标区域内的每一个像素。针对大视场星点图像目标范围小、相互间距离远的特点,为减小计算量,提出了基于视框搜索的目标提取算法。通过实验证明,基于视框的算法在计算量上比基于边界搜索的算法减少3/4。     

基于标准差加权的色偏图像校正方法

针对色偏图像校正问题,提出了1种标准差加权的色偏图像校正方法。首先,利用灰度世界算法计算色偏图像红、绿、蓝各通道的校正系数;其次,对色偏图像进行超像素分割,利用像素平均值和方差计算每1个超像素的颜色一致性,从而计算各通道的校正系数权重;最后,对校正系数进行加权处理,并进行色偏图像校正。实验表明,算法能够对色偏图像进行有效校正,并克服单一色块和校正后图像变亮问题。相比于灰度世界、完美反射和动态阈值3种算法,该算法的峰值信噪比平均提升36.46%,色差均值平均降低3.12%。     

高速数据采集和CCD数据变换技术

本文讨论的是高速数据采集技术问题,其中重点阐明利用 CCD(电荷耦合器件)作为模拟一数字变换器(ADC)的中间暂存器,把高速变化信号采样后的信息按顺序快速输入 CCD 中暂存起来,供给低速的 ADC 变换,变成二进制数字量。这种利用 CCD 器件采用快入慢出(FISO)工作方式是解决高速模拟量变换成相应数字量的最新技术。它可以把 ADC 变换率提高到100MHz,而成本却提高很小。     

基于卡尔曼滤波的星敏感器在轨校准方法

根据星敏感器光学镜头以径向畸变为主的特点,采用一阶径向畸变模型,利用摄像机标定中的径向排列约束(RAC),对其外部姿态和内参数进行在轨校准。以采集到的星点的图像坐标和对应导航星在天球坐标系下的赤经、赤纬信息作为滤波器的输入,外部姿态和内参数作为输出,构造相应的状态方程和观测方程,进行两次卡尔曼滤波迭代,结果作为校准参数的最优估计。仿真实验表明:本方法能消除内部参数与外部参数的耦合,校准过程不依赖外部姿态,且状态方程和观测方程均为线性方程,满足卡尔曼滤波迭代的最优条件,能够精确估计出星敏感器内外参数,在星点成像位置噪声标准差为0.05像素时,校准后x、y方向上的平均误差分别为0.044像素和0.049像素。     

基于多传感器信息融合的物体位姿检测方法

 提出了利用摄像机和超声传感器信息融合对机器人操作对象进行位姿检测的方法。该方法通过单幅图像获取目标点在图像中的理想坐标,求得投影矢量的方向,然后通过机器人末端的运动,导引超声传感器坐标原点与未移动前摄像机坐标系的原点重合,而其Z轴方向与求得的投影矢量方向相同,再由超声传感器测出投影矢量的长度,从而确定目标点在摄像机坐标系中的坐标,并可进一步转换到机器人基坐标系中。通过测量操作物体上两点的空间坐标,就能够确定物体空间姿态。该方法简单易行,计算量小,精度较高。     

基于ICT图像的航空发动机涡轮叶片壁厚尺寸精密测量方法

为保障航空发动机的可靠性,要求精确测量发动机叶片不同界面处的内、外表面法线方向的厚度。为此,研究了一种基于ICT图像的叶片壁厚尺寸亚像素级精密测量方法。它采用边界提取技术确定叶片内、外表面法线的方向;应用亚像素级边界定位技术,在该法线方向,定位壁厚的起始边界点和终止边界点;然后,计算两个边界点坐标位置差,获得以像素为单位的壁厚尺寸;最后,对像素尺寸进行标定,获得以毫米为单位的壁厚尺寸。试验结果表明,本文方法实际测量精度达到0.2个像素和0.042mm。     

无人直升机视觉着陆中的运动状态估计算法

对无人直升机(UH)视觉着陆中基于视觉图像处理的运动状态估计问题进行了研究。介绍了视觉着陆原理,分析了运动估计、特征图像处理与着陆控制间的关系,推导并建立了UH相对着陆平台位姿估计算法、线速度与角速度估计算法。相邻两帧图像对应特征点像点位置为位姿估计算法提供数据,一帧图像特征点像点位置及其对应像点平移速度为线速度与角速度估计算法提供数据。利用UH着陆控制仿真数据模拟UH着陆运动过程中像点位置及其对应平移速度的视觉图像处理结果。仿真验证了运动状态估计算法,结果表明所提出的运动状态估计算法能有效地利用视觉图像处理结果数据估计出UH的位置、姿态、线速度和角速度。     

基于码分复用的超空间分辨率成像技术

在遥感类光电成像系统中,光学镜头可实现较高空间分辨率,而光电探测器件空间分辨率不足,焦面图像的采样不满足Whittaker-Shannon抽样定理,频谱之间的混叠导致实际分辨率下降。基于此问题,提出了一种通过编码技术标识来自物空间的不同频率,再通过像空间的解码来消除频谱混叠的影响,进而实现超分辨率成像的方法。该方法在光路中没有微镜扫描等机械运动部件,同时具备在一定程度上降低噪声的特点。文中对频谱编码实现超分辨率的机理进行了仿真,依据仿真模型和结果对影响频谱编码效果进行了相关分析。     

一种采用行列聚类并行的星像坐标提取方法

为了提高星敏感器的数据更新率,必须减少星像坐标的提取时间。在提取星像坐标的过程中,现有基于FPGA的方法虽然避免了星图保存和读取过程,然而需要高性能的FPGA才能实现。为此提出了一种采用行列聚类并行的星像坐标提取方法,将逐个像素聚类的方式优化成像素队列聚类的方式,实现了对恒星星像坐标的实时提取,可以解决现有的实时提取星像坐标方法中像素输出时钟与处理时钟不匹配的问题,达到1个时钟周期处理完1个像素的目的,从而减少了星像坐标的提取时间,提高了星敏感器的实时性。最后把该方法嵌入到某星敏感器系统中,实验结果表明,与现有基于FPGA的实时提取星像坐标方法相比,在相同工作频率且不降低星像坐标提取精度的前提下,提取时间仅为现有方法的21.1%,数据更新率提高了近5倍。因此,该方法不但具有实时性,而且具有较好的鲁棒性。