精密平面定位技术

针对精密平面定位影响因素多、控制复杂及定位困难等问题,提出了一种新的精密平面定位方法,该方法采用激光莫尔技术,以上下2组100 μm的衍射光栅作为定位标记,通过微机闭环控制,可实现X-Y-θ三自由度的全自动精密平面定位.2组光栅相位相差180°,构成差动光栅技术,可有效提高位置检测信号灵敏度及定位精度.系统在软、硬件方面采取的一系列抗干扰措施,确保了较高的定位精度及工作可靠性.实验结果表明,基于激光莫尔信号的精密定位装置可获得亚微米级的平面定位精度,对精密加工工程等领域具有重要的实用价值.     

基于极坐标特征的改进模糊C-均值虹膜定位算法

针对非理想情况下虹膜图像定位失败的问题,提出一种新的虹膜定位算法.该算法先使用基于极坐标特征的改进模糊C-均值算法对虹膜外圆半径进行粗定位,再采用圆周差分法对外圆参数进行准确计算.该算法通过使用极坐标作为聚类特征及放宽模糊聚类的聚类条件,提高了虹膜定位算法的鲁棒性.实验结果表明,该方法有效提高了非理想情况下虹膜图像的定位精度.     

一种5G辅助地磁匹配的室内定位方法

针对地磁匹配存在误匹配、定位误差较大等情况,提出一种5G信号辅助地磁匹配的定位方法,利用5G的CSI粗定位约束地磁匹配范围,从而获得较高的定位精度。分析了5G信号和地磁匹配定位的不同特点,并利用BP神经网络对5G信号进行粗定位,再以该结果作为约束条件筛选地磁匹配区域,然后在该区域利用动态时间规整算法进行地磁匹配,实现5G辅助下的高精度地磁匹配定位。实验结果表明,基于5G的CSI的单基站定位方式的精度约为2～3 m, 5G辅助地磁匹配的组合定位可有效解决地磁误匹配问题,平均误差在1 m以内,能够满足大多场景下室内定位的需求。     

光栅刻划机超精密定位系统定位控制研究

对光栅刻划机超精密定位系统的定位控制以及实验进行探索研究.鉴于控制模型和实验分析验证出光栅刻划机超精密定位系统具有较强的非线性和时变性,提出将基于BP神经网络的PID控制方法用于光栅刻划机定位系统控制,利用神经网络的自学习实时调节PID控制参数,实现精密定位的自适应控制.通过控制实验,稳定地获得了5nm以内的定位精度.     

基于双目视觉的水泥混凝土路面错台检测方法

针对水泥混凝土路面错台测量手段的不足,提出了一种基于双目视觉的错台测量方法.该方法根据双目摄像机的成像特点和水泥混凝土路面的图像特征,对接缝位置进行定位和错台计算.定位分为2个主要步骤,一是基于灰度投影的粗定位,二是在粗定位的基础上提取接缝附近图像,利用灰度投影和边缘投影精定位.由双目视觉测量系统计算相邻2块水泥板在错台附近点的三维坐标,利用这些坐标计算错台量,其中关键环节是在双目图像匹配时提出了一种基于匹配点位置估计的匹配算法.试验表明,与直尺测量结果吻合.     

基于模糊控制的离岸风机法兰无线遥控对中设计与研究

使用4个精定位液压缸进行精定位.解决离岸风机下塔筒法兰与过渡段法兰对接安装问题.针对无法使用位移传感器反馈位移信号控制液压缸运动至某一标定位置对中法兰螺栓孔的问题.提出先根据行程开关信号进行粗定位,再根据法兰螺栓孔图像反馈闭环控制精定位的方法.针对离岸风机安装现场线缆布置困难的问题,提出基于无线通讯ZigBee协议和CAN总线构建混合网络的控制方式.精定位闭环控制系统具有精确建模困难的特点,采用模糊控制算法可不必精确构造复杂的数学模型,只须根据实际操作经验选择合理的控制参数,控制简单、有效、鲁棒性好.模拟实验表明基于模糊控制算法的控制方法具有对中精度高、时间短的优点,可为其他大型机构法兰螺栓孔对中提供参考.     

微装配系统中精密定位装置的研制

介绍了一种微型装配系统中的精密定位装置 ,该系统利用了外形尺寸为 2 mm的电磁型微电动机制作了 5mm× 6mm的微型机器人小车作为粗定位的执行器和装配机器人 ;利用压电晶体的压电、电致伸缩特性实现了微工作台的精密定位 .系统还利用了图像采集系统来实现位置反馈和实时系统状态显示和控制 ,微型定位装置的研制使构造真正的微型装配系统成为可能     

最佳观看距离可调的光栅3D显示

提出了一种基于后置式视差光栅的3D显示器,用于实现最佳观看距离位置的调节。这种显示器包含了一个后置式视差光栅和一个2D显示面板。后置视差光栅用于在不同方向上显示2D显示面板上的合成图像,并实现3D显示。后置式视差光栅的透光条由多个像素构成,通过调节发光像素的个数可以改变透光条的宽度与节距,从而改变显示器的最佳观看距离。详细叙述了这种显示器的设计原理和相关参数的计算;并完成了显示原型的制作。实验表明,透光条的宽度和节距可以调节显示器的最佳观看距离。     

基于旋转立体视觉的元件针脚精密定位方法

目前自动插件机大部分采用底部相机的视觉定位方式,常会有元件针脚与本体难以区分的情况.为此文中提出了一种基于旋转立体视觉的元件针脚精密定位方法:首先提出一种利用棋盘格标定板的旋转轴标定方法,进行系统标定;接着获取多个角度元件针脚侧面图像,并提出了一种基于空间矩算法提取元件针脚亚像素特征点的方法;然后优化多个角度图像中的特征点,计算针脚的空间位置.搭建了基于背光源的视觉定位系统进行实验,结果表明:文中方法的针脚定位精度随着成像次数增加而提高并收敛,且元件抓取的位姿对针脚定位精度无影响;与现有定位方法相比,文中方法能更稳定地获取针脚图像,因而能获得更好的定位精度,此外其在飞行中取像的方式也节省了插件机的拍照时间.     

芯片封装立针微孔加工视觉定位技术研究

针对立针加工中微孔加工位置定位问题,提出了一种基于模板匹配粗定位和基于边缘检测精定位的两步视觉定位方法。在粗定位阶段,提出了一种基于形状模板匹配和支持向量机的粗定位方法,首先建立了带掩膜的模板,在形状模板匹配的基础上,通过提前终止策略、图像金字塔,以及减少搜索面积的方法对匹配过程进行加速,在对匹配结果提取方向梯度直方图特征后,基于支持向量机进行分类从而防止误匹配。在精定位阶段,提出了一种具有角度约束的边缘检测算法定位外轮廓边缘,并采用二次函数拟合梯度极大值实现亚像素边缘定位,利用最小二乘法拟合轮廓边缘后定位微孔加工位置。在实验阶段,首先通过少量样本对支持向量机进行训练,准确率达到了99.76%,在此基础上本文粗定位方法交并比达到82.9%,而传统的模板匹配方法仅为36.5%;将立针以不同姿态放置在不同位置,在不同光照强度下加入高斯噪声后进行精定位实验,发现本文精定位方法的最大定位误差为2.20μm,而基于Canny边缘检测方法的最大定位误差为5.99μm,本文算法总耗时仅需328 ms。     

用压电陶瓷实现精密工件台的微定位控制

以压电陶瓷微位移原理为基础，对精密驱动技术在精密定位工件台上的应用作了实验研究。设计了一个包括高压精密可调电源、压电微位移驱动器、作为反馈元件的光栅干涉仪、以及由ＩＢＭＰＣ机和单片机组成的控制系统。     

基于温度积分方法的大型数控机床光栅定位热误差建模及实时补偿

为了提高大型数控机床的光栅定位精度,提出了基于热特性分析的光栅定位热误差建模理论及补偿方法.阐述了光栅受热膨胀产生热伸长从而导致定位偏差的机理,并对光栅定位误差产生的影响及表现形式进行了说明.建立了光栅热伸长量和温升量的线性关系表达式.在光栅尺上均匀布置多个温度传感器,实时采集光栅尺多点温度,通过插值运算,拟合出光栅尺各点的温度值.由于在机床运动过程中,光栅尺各点的温升量不尽相同,采用对光栅尺各点温升量积分的方法,求出光栅各点热伸长量,建立了光栅定位热误差模型.利用自主研发的数控机床误差补偿系统,应用光栅定位热误差模型,对落地镗床TK6920进行光栅尺定位热误差补偿.结果显示:光栅定位热误差模型对运动过程中的光栅定位误差进行准确的预测,补偿后残差控制在15μm以内,定位精度提升90%以上,显著提高了光栅的定位精度.     

船舶吃水线定位分析及算法研究

对船舶水尺视频图像的特点进行分析,设计吃水计算算法。采用纹理谱方法,提取相应的视频帧图像对比度和方向度特征,通过聚类算法进行分类,实现对船舶水尺图像的分割,从而确定出船舶吃水线的吃水准确数值。实验表明该方法速度快,精度高,可以解决港口船舶自动计重的吃水数值准确确定问题。     

一种改进的Adaboost算法的人脸检测分类器

针对人脸检测中单一分类器检测非常耗时,而且没有考虑到检测后提取标准人脸对后续工作(如识别)等问题,提出了运用Adaboost算法,采用正面人脸和人眼两个特征作为分类器,首先用Cascade算法筛选出输入图像中最有可能是人脸的区域,然后根据以正面人脸和人眼为特征的分类器检测人脸区域,并根据检测出来的人眼距离和角度对人脸进行精确的定位.同时针对实际的图像中人脸常常存在一定倾斜,从而影响后续的人脸的识别率这一问题,采取了根据人眼的位置对倾斜图像进行修正.实验结果表明改进的算法能够在保持一定运算速度的基础上取得准确的人脸,具有较好的实用性.     

倍频光栅的莫尔条纹研究

用傅里叶频谱分析方法研究了横向莫尔条纹中一个光栅倍频时莫尔条纹的变化，论证了倍频光栅形成的莫尔条纹方向与等周期两RoncK光栅形成的莫尔条纹方向相同，其周期与两小周期光栅的莫尔条纹周期相同，其对比度随倍率的增加而减小的特点，呈现莫尔条纹效应的主要是等栅距光栅和二倍频光栅，介绍了产生倍频光栅的一些方法，如采用滤波的方法，消去光栅的0级衍射波，形成倍频光栅；采用球面波照明光栅，形成倍频的光栅的自成像等，举例说明了其应用，这些应用表明二倍频光栅莫尔条纹可使结构紧凑，测量简单，或使分辨率提高一倍。     

基于电子地图和激光捷联惯组的运动基座初始对准方法

基于捷联惯导系统动基座初始对准对速度和路线要求较高,粗对准方位角失准过大影响精度等问题,提出引入电子地图对算法进行辅助修正的组合对准方法.通过地图匹配进行位置修正提高载车定位精度,最大限度减小第二次停车所带来的定位误差,提高对准精度.实验结果证明,动基座初始对准方法与电子地图匹配算法的有效组合,降低了对载车速度及路线的要求,极大提高了系统对准精度.     

基于室内照明区域人员定位的探讨

首先根据照明灯的照明光路构建照明模型确定定位区域并且建立定位向量,然后通过对室内照明灯场景的分析,将定位场景分为三大类,在第一类和第二类中分别采用定位向量的方法实现目标的区域定位,在第三类中采用常见的三边定位方法实现对目标的定位,最后针对实际环境对实验结果产生的误差,尝试采用线性最小二乘法精确计算方法进一步优化定位结果。     

Application of adaptive filtering by selecting the parameter weight factor in precise kinematic GPS positioning

A new method of adaptive filtering by selecting the parameter weight factor is introduced in this paper. Based on the theoretical analysis and research, this method is firstly used for precise kinematic GPS positioning with single frequency double-differenced (DD) carrier phase observations. Two numerical examples are given to illustrate the feasibility and validity of the method. The preliminary results show that precise positioning results can be obtained by using only the GPS single frequency DD carrier phase measurements for short baselines with the new method.     

一种改进的多模图像自动配准方法

针对目前不同尺寸的多模态图像自动配准方法存在速度较慢的问题,提出一种改进的多模态图像的自动配准方法。对两幅不同尺寸的多模态图像进行小波变换,以分解后得到的概貌图像为待配准图像,以对齐度为适应度函数,利用遗传算法进行迭代搜索,寻找两幅多模态图像的最佳配准位置。实验结果表明,该方法能实现不同尺寸的多模态图像的自动配准,速度较快,准确性高,鲁棒性强。     

基于小波变换的光栅投影图的压缩

研究了基于小波变换的光栅投影图的压缩．首先介绍了三维形貌测量的光栅投影图及其需要进行压缩的原因;简介可用于图像压缩的小波余弦变换技术,利用haar小波和db7小波对光栅投影图进行小波变换．按照不同的压缩比保留最大的小波系数．实验结果表明此方法能有效地压缩光栅投影图,使用压缩后还原的位棚图解调出来的物体形貌信息能得到有效的保留,而且使用不同的小波进行压缩变换的效果有着很大的区别．