基于数据融合的全舰统一姿态基准测量系统

为测量大型舰船甲板的变形,对甲板变形引起的局部姿态误差进行补偿,设计了基于多IMU数据融合的全舰统一姿态基准测量系统．提出了甲板变形测量方法,建立了IMU布局优化数学模型,并运用遗传算法对IMU的布局进行了优化求解．仿真结果表明,建立全舰统一姿态基准测量系统是测量舰船甲板变形的有效办法,利用布局优化后IMU的输出信息进行全舰甲板变形估计,估计精度优于2.3arcmin,并能减少舰载武器系统所需IMU的数量．     

利用多台GPS测量运载平台三维姿态的方法研究

传统的光学测量目标姿态的方法,易受到摄影距离的限制和环境条件的影响,应用局限性较大。基于高精度GPS测量系统的优点,研究在运载平台上安装三台GPS接收机确定目标三维姿态的方法,并给出精度估计方法。目标姿态测量在外测事后数据处理中有重要的实际应用价值,为目标测量的跟踪部位不一致的修正提供了支持。     

测姿GPS系统在测量船上的应用

针对测量船姿态确定方法中惯导航向存在误差累计、静电低纬度无法正常转导航、经纬仪受天气条件限制等问题,提出了依托GPS系统为基础的组合测姿技术。从基线矢量解算和姿态确定分别介绍船用测姿GPS系统的原理。最后通过实际应用数据精度对比,分析展望了船载测姿GPS系统的应用前景。     

基于医学图像的三维交互测量技术研究

三维测量技术在机器视觉、自动加工、工业检测以及生物医学等众多领域都具有重要意义和广阔的应用前景。但利用传统的测量方法,许多三维测量工作只能在基于面绘制的基础上进行表面点的测量,无法测量其内部结构组织。对此,提出了一种在体绘制基础上可对任意部位进行测量的方法;并以可视化类库VTK为基础,在Windows平台上,以VisualC++为开发工具,研究实现了一个三维医学模型测量系统。主要讨论了三维观察的具体过程和三维交互拾取技术,系统对诊断具有参考价值,为虚拟手术及远程医疗打下了良好的基础。     

高速三维数字图像相关系统及其动载三维变形测量

基于双目立体视觉、高速摄影和数字图像相关方法,用两台高速相机搭建了可用于观测结构动态三维变形的高速三维数字图像相关测量系统.介绍了测量系统的原理及实验过程中需要注意的细节,用该测量系统进行了两个动载下三维变形观测的实验:摆锤冲击铝板实验和霍普金森杆冲击石墨圆柱实验,得到了受冲击铝板的动态离面位移场演化和石墨圆柱试件横向变形的三维位移场.     

激光船模轨迹仪误差分析和最佳工作区域研究

激光船模轨迹仪是自航船模航迹和二维姿态的激光自动测量系统。它是采用激光扫描测角和三角方法求出船模轨迹和姿态数据。由于测角系统的随机误差使所测船模上固定点的位置产生了偏差。本文着重分析一定概率下测角误差和船模位置偏差之间的关系,给出误差公式和一定区域上误差分析等精度曲线,最后讨论最佳工作区域问题。所得结果为激光船模轨迹仪的正确使用提供了依据。     

用四面体结构磁偶极子对内窥镜定位探头微型化的研究

介绍使用磁场方式来测定微型内窥镜探头在人体内三维位置及姿态角的一种方法 .根据位于正四面体上的六对极性相反的磁偶极子线圈在其周围空间产生的磁场以及附着于内窥镜探头上的磁场传感器在该磁场空间任意点以任意姿态感应磁场时所获得的信号 ,建立以空间位置 (x ,y ,z) ,姿态角 (α ,β)为未知数的五元非线性方程组 .求解该非线性方程组 ,就可以由磁场传感器所获得的测量数据计算出对应的一组位置和姿态 (x ,y ,z,α ,β) 信息 ,从而实现微型内窥镜探头的三维定位和跟踪     

基于磁场方式的内窥镜体内三维定位方法研究

介绍使用磁场方式来测定内窥镜探头在人体内三维位置及姿态角的一种方法 .根据 3个互相正交的圆环线圈在其周围空间产生的三维磁场以及附着于内窥镜探头上的 3个相互正交的磁场传感器在该磁场空间任意点以任意姿态感应磁场时所获得的信号 ,建立以空间位置 (x、y、z) ,姿态角 (a、b、c)为未知数的六元非线性方程组 .求解该非线性方程组 ,就可以由磁场传感器所获得的测量数据计算出对应的一组位置和姿态 (x ,y ,z ,a ,b ,c) 信息 ,从而实现内窥镜探头的三维定位和跟踪 .     

A New Measurement System for Static and Dynamic Clothing Pressure

This study aims to develop a system and measurement method for investigating the static and dynamic pressure behavior of compression products.The self-designed measurement system,named "cloth-press" ( LLY-56B).is a direct measurement method,which is based on a rigid hemisphere with three pressure sensors distributed on its surface.The static pressure is measured at predetermined press depth,and the dynamic pressure is measured under the processing of fabric 3D deformation.The pressure distributions at the basic three sites are accepted as the measurement results.The measurement results provide much information in the field of compression fabric assesment,and the measurement system can be used in scientic research institutes and factories,contributing to optimize process parameters and quality control of compression garment.     

基于PSD和光源调制的合作目标位姿探测方法

空间目标的相对位置与姿态探测是航天器对接领域的研究重点,探测方法主要分为遥测法和光学测量法两大类.其中,后者依靠其速度快、稳定性高、信息量大等优势,成为了近距离位姿探测的主要方法.我们通过双目视觉模型可计算出空间合作目标上特征光点深度信息,再根据特征光点间已知的结构、尺寸等约束信息,实现对目标姿态的解算.本文依据PSD相较于CCD和CMOS传感器,有无需图像特征提取过程、响应速度快、位置分辨率高等优势,且双目立体视觉系统的仿生学结构可直接获取到探测目标的深度信息,提出了采用双PSD视觉模型,并配合特征光点的亮度与顺序联合调制实现对空间合作目标的位姿探测方法.实验结果表明,当光标靶姿态调整±30°时,系统的平均测量误差为2.541°,当姿态角小于15°时,俯仰角和偏航角的平均偏差分别为0.923°和0.563°;大于15°时,受限于光源发散角度的影响,俯仰角和偏航角平均偏差分别增加至4.566°和4.106°,系统能够快速、稳定解算光标靶的空间位姿.     

卫星姿态测量系统的故障诊断技术

以挠性陀螺仪、红外地平仪和太阳敏感器组成的对地观测卫星的姿态测量系统为对象,研究了该系统传感器硬件故障的诊断技术．在给出系统方程的基础上,对传感器的故障作了假设,并对该系统进行基于广义简化滤波器（多重滤波器）故障诊断方法的应用．该方法利用测量系统自身的卡尔曼滤波器,故只需增加有限的计算量．结果表明,这一方法有较好的实时性和较高的故障检出率,有利于卫星姿态测量系统可靠性的提高和高精度卫星的研制．     

飞行器归算误差分析及解决方案设计

某空中拖靶为被试系统精度试验提供目标,拖靶位置测量系统的观测点与被试系统对拖靶的观测点安装在不同位置.由于该靶没有姿态测量系统,两观测点间的归算误差严重影响对被试系统的精度鉴定.首先导出了归算误差的计算方法,并对归算误差进行分析,然后根据该飞行器特点,提出归算误差解决方案.计算表明,该方案不增加靶上设备,易于实现,大大降低了归算误差,可满足被试系统精度鉴定要求.     

大型舰船上子惯导速度的精确计算方法

针对大型舰船上,子惯导速度精确计算的需求,提出了利用杆臂长度、载体角速率构造主惯导在子惯导安装位置处伪速度观测量的算法.针对杆臂效应力学补偿法中需要已知杆臂长度的要求,并结合大型舰船挠曲变形带来的杆臂长度时变特点,提出将杆臂长度误差增列为系统状态向量,通过在线补偿的方法准确获取杆臂长度.仿真结果表明,杆臂长度在线补偿方法对杆臂长度的估计可以精确至厘米级,从而有效提高了伪速度观测量的精度,使得子惯导3个方向的速度均值可以精确至厘米级,均方差可精确至分米级.     

三维仿真技术在航标管理中的应用

分析近年来国内外高新信息技术在航标领域的应用情况,并结合航标日常管养的实际业务需求,开展了基于三维实时仿真技术的航标管养研究工作.运用船舶操纵模拟器的三维视景仿真功能,开展了航标配布模拟检验应用研究工作.简要介绍了三维仿真技术在航标管理中的研究情况,从检验航标布设间距及航道转向点航标布设的应用层面,介绍了三维仿真技术在航标管理中的应用.     

水火弯板成形因素对角变形的影响

对于采用完全水火弯板方法成形双曲度船体板的情况,探索水火弯板成形因素和角变形之间的关系是必要的.利用数值模拟方法研究了热输入量、加热线距离板边的位置和钢板尺寸对于角变形的影响.为了描述钢板的热输入,提出了综合考虑火焰速度、火焰有效功率、火焰作用半径和钢板厚度的热源体功率模型,它可以更好地反映这些热输入影响参数所引起的综合作用.     

基于面结构光的飞机舱门间隙测量技术与应用

针对复杂试验环境下,战机舱门间隙非均匀变形动态测量难度大、精度要求高的问题,提出了基于面结构光的飞机舱门间隙测量方法,研究了条纹投影结构形面测量方法,包括在不需要空间相位展开过程或任何先验信息的情况下搜索包裹相位图中每个有效像素的立体对应和绝对条纹顺序,生成初始视差图和绝对相位图并进行了视差优化;建立了立体结构光模型,利用视差图和绝对相位图计算三维坐标。对得到的数据进行处理,包括建立被测件的物理坐标系,曲面截取以及对间隙位移量提取。设计了两种标准间隙,对本文方法的合理性和有效性进行了验证,可以对任意曲面和动态场景进行快速、准确的间隙和阶差的测量。将本方法应用于某飞机舱门间隙变形的测量中,获得了实际的变形位移量。     

基于双目立体视觉的目标空间坐标计算及姿态估计

基于双目立体视觉的目标空间坐标计算及姿态估计方法、双目立体视觉系统标定和双目视觉系统校准技术,构建了三维场景中目标的空间坐标与图像中点像素坐标的对应方法.通过双目立体视觉系统采集目标图像,采用基于半全局立体匹配(SGBM)方法,实现了目标中心点三维坐标的计算,并通过背景差分的手段获得目标轮廓,获取目标在水平面的旋转角度,配合焦点所处的坐标位置标示,即可提取目标姿态信息.采用以上方法对电力仪表的姿态进行估计和验证,结果表明:设计的方法可以完成电力仪表的空间坐标计算以及姿态估计,可实现对电力仪表的准确抓取,为机器人在电力系统人工智能领域的应用提供参考.     

三维空间Doppler夹角的测量与流速校正方法的研究

超声血流测量系统往往由于无法确定声束 -流速夹角 (Doppler夹角 ) ,因而只能检测真实血流速度的轴向分量。为了解决这一问题 ,该文提出了一种新的基于电磁式定位机构的三维空间 Doppler夹角和速度的测量方法。它借助电磁式定位机构的定位信息重构出血管的三维形状 ,并利用几何关系求出声束与血流的夹角 ,从而得到三维空间中的血流速度估计。实验证明 ,这个方法具有较高的测量准确度     

基于立体视觉的直升机旋翼桨叶三维动态变形测量

针对直升机旋翼桨叶变形测量难度大的问题,构建了一种随旋翼旋转的立体相机系统;设计了一种快速精确组网测量旋翼桨叶变形量方案,提出了桨叶三维动态变形量测量方法。理论分析和仿真实验表明,提出的直升机桨叶摄像测量方法具有精度高、速度快、便携式特点,同时通过地面实验验证了该方法的可靠性和鲁棒性。在直升机定型试飞中,可以高速率、高精度获得直升机旋翼桨叶三维变形量和表面结构,具有较好的应用前景。     

海洋倾倒实时监视系统设计

本文提出一种海洋倾倒自动监视系统的设计方法,采用高速单片机C8051F020,配合霍尼韦尔943系列超声波传感器,通过高性能滤波算法消除船只摇摆和波浪的影响,得到准确的船舶吃水线高度值。测量数据包含GPS信息、船舶状态等信息,经过特殊加密算法处理,通过DTU实时发送至岸站接收系统,作为倾倒管理和执法的依据。