偏振光/地磁/GPS/SINS组合导航方法

为了提高微小型飞行器导航系统姿态测量性能，提出偏振光／地磁／GPS，SINS组合导航方法。推导了三维空间中应用偏振光／地磁辅助测姿原理，并证明了系统具有完全能观性，指出了观测结构具有退化现象和退化条件。采用联邦卡尔曼滤波方法实现了组合导航算法，利用Madab仿真方式对单独使用偏振光和同时使用偏振光／地磁辅助的组合导航系统的测姿修正效果和能观度改善效果进行了检验和比较。结果表明偏振光／地磁／GPS／STNS组合对测姿的修正能力优于单独使用偏振光辅助的情况。由此可以得出该方法能够改善导航系统能观性和精度的结论。     

基于偏振光的导航定姿自适应滤波算法

针对小型无人机三维空间内姿态解算问题,基于惯性测量单元与偏振光传感器组成的航姿参考系统,提出了一种自适应滤波姿态估计算法。在常规互补滤波算法基础上,为解决实际飞行过程中存在的运动加速度干扰以及天空中水汽分布异常等问题,建立了相应的自适应调节框架结构。实验结果表明:提出的算法能有效抑制外界干扰因素对姿态解算精度的影响,提高了偏振光组合导航系统的稳定性与可靠性,增强了系统对外界复杂因素的抗干扰能力。     

基于大气偏振光的载体姿态参数提取方法

大气偏振模式是地球自有属性,可为大气层内的生物和载体提供导航信息.提出一种利用大气偏振模式矢量性特征获取载体姿态参数的直接方法,首先利用图像法从单反相机获取的180°全天域灰度图中重建出大气偏振模式,然后对该模式进程进行分析和处理,确定出天空每个测量点的E-矢量信息,接着利用这些E-矢量建立载体的姿态变换矩阵,最后引入奇异值分解的经典方法最小化误差函数,获取到载体的姿态参数.该方法的有效性通过模拟飞行器控制台得以验证,最大解算偏差不超过0.5°.     

热色液晶在检测和显示上的应用

对热色液晶在表面温度测量,微波、激光、超声等场分布的检测,以及国内外的应用实例作了简要叙述。介绍了热色液晶在微波场强分布、微带天线方向图、物理教学中电磁场图像的直观显示、金属表面热传递系数的测量。以及在医学中的广泛应用。指出了热色液晶在无损探伤,热控液晶字母数字显示,各种传感器、广告、玩具、装饰等方面的发展前景。最后给出了热色液晶的检测参数。     

熊猫型单模保偏光纤偏振轴的方向测定

用光弹法对熊猫型单模保偏光纤的截面应力状态及外加应力对其偏振轴方向的影响做了理论分析与实验测量,绘出了测试曲线,演明了光弹法可以快速准确地测定该光纤的偏振轴方向。     

部分偏振光分解的研究

采用部分偏振光分解的方法,求解得到了部分偏振光相干矩阵和斯托克斯矩阵的一般表达式。通过计算不同描述形式下部分偏振光的偏振度,得出了光学教程上定义偏振度公式P =(Imax -Imin ) / (Imax +Imin )适用于部分偏振光,且此公式和由“总光强中完全偏振光所占的百分比” 计算得到的偏振度是相等的,从而也验证了部分偏振光分解方法的正确性。     

多云天气条件下的大气偏振光定向方法

针对多云天气情况下传统的偏振光定向算法精度下降的问题,提出了一种用于多云天气条件下的大气偏振光定向方法。首先,根据已知信息建立任意一个像素点的偏振光定向模型;然后,基于上一步得到的定向模型,利用随机抽样一致算法筛选出符合要求的内点,并根据筛选出的这些内点得出最符合要求的定向模型;最后,利用选取出的最优的定向模型解算出航向角,实现了基于大气偏振光的定向。通过实际数据证明了该方法的有效性,解算出的航向角误差在少云情况下小于0.5°、多云情况下小于1°。     

纳米激光偏振干涉仪

纳米激光偏振干涉仪采用线偏振光干涉,并用偏振面的旋转角对干涉条纹进行细分,得到干涉条纹小数,因此有很高的分辨率.在结构设计中采用了线胀系数很小的特种铟钢并采取光程对称分布措施和保温措施,提高了仪器的稳定性.在细分机构中,选用光电转换的正弦信号3V 点做为瞄准点,使仪器的瞄准精度得到提高,在微进给系统中采用多片压电陶瓷叠加使用的方法,不但能产生微小位移,提高仪器的灵敏阈,而且能满足测量范围的要求.此外,文中还采用精度分析的方法计算了仪器的不确定度.     

基于惯性/偏振光/光流的六足步行机器人自主导航方法研究

针对惯性/卫星组合导航系统易受干扰或自主性不足等问题，引入偏振光传感器和光流传感器，分别建立航向角和速度量测方程，以辅助惯性导航系统，提出了一种基于惯性/偏振光/光流的自主导航方法。同时，为实现惯性传感器、偏振光传感器和光流传感器等多传感器的融合，设计了无迹Kalman滤波器。为验证该方法的有效性，以六足步行机器人为对象开展仿真和实验验证。结果表明，在没有卫星信号源的情况下，仅依靠机器人自身感知，可实现较高精度的机器人位姿估计，实现了不依赖于卫星导航信号的自主导航，提升了导航系统的自主性。