Kalman滤波在匀速直线运动目标跟踪中的应用研究

在工程实践当中,对一维直线运动物体的实时位置和速度需要精确估计,而观测位置的传感器往往因为高斯白噪声的干扰,导致观测数值会有一定的偏差.任何高斯白噪声激励下的平稳的一维随机过程和非平稳的、多维的随机过程,在经过Kalman滤波估计后的精度都可以得到提高.本文以物体做一维匀速直线运动为例,基于预测位置的状态变量和观测信号是一维的特点,构造适合位置预测的Kalman滤波数学模型,通过仿真实验验证了应用Kalman滤波算法后,一维直线运动物体的实时位置和速度测量会更加准确.     

基于主动视觉系统的转动模糊图像测量方法

针对摄像机拍摄过程中由于目标的转动会使生成的图像模糊,提出了一种利用单帧旋转模糊图像进行转动测量的方法.该方法对旋转模糊图像应用准极坐标变换,将二维的旋转运动转化为一维直线运动,并通过分析直线运动模糊在空间域和频域上的数学模型,证明在直线运动模糊图像的频谱图上会有一系列由于sinc函数零点的存在而形成的暗条纹.条纹的位置可以通过图像处理技术提取,利用条纹位置与位移、转速之间的数学关系可以实现旋转角位移和转速的视觉测量.利用设计的主动视觉系统采集单帧旋转模糊图像,根据所提出的测量方法对旋转模糊图像进行处理.实验结果验证了频谱图上暗条纹的存在.计算结果表明,利用单帧旋转模糊图像实现转动测量具有可行性和较好的测量精度.     

一种提高匀速直线运动参数辨识精度的方法

为找到一种基于匀速直线运动模糊的单帧图像,准确辨识成像点扩散函数中模糊参数的方法,对现有文献提出的倒谱、Radon变换、图像微分、图像自相关性以及检测函数等算法进行了仿真和比较.仿真结果表明,倒频谱算法能够更准确地辨识精度运动方向;像素相关性方法能够更准确地辨识模糊长度.对匀速直线运动模糊的单帧图像进行模糊参数辨识时,结合倒谱辨识运动方向和像素相关性辨识模糊长度的算法,能得到更高精度的辨识结果,利于更好地复原图像的质量.     

大型旋转曲面智能精密磨削原理与系统设计

摘要： 分析了球面、非球面等大型二次旋转曲面精密磨削原理,提出了一种只需2个直线运动和1个摆动运动就可以实现球面、非球面等大型二次旋转曲面精密磨削加工的方法.在此基础上,提出了一种基于法线跟踪的面形精度在位实时检测方法,并设计了大型旋转曲面智能精密磨削系统.结果表明,采用所提出的方法能够使砂轮主轴旋转中心线与二次曲线上磨削点的法线重合,从而提高磨削精度和磨削效率.     

力学相对性原理在中学物理解题中的应用

力学相对性原理告诉我们,对于一个相对于惯性参照系作匀速直线运动的参考系,它的内部所发生的一切力学过程,都不受参照系本身匀速直线运动的影响,也就是说,不能借助任何力学试验来判断这样的参考系是静止还是作匀速直线运动.可见,在所有的惯性参照系中,力学规律都是相同的.     

匀速直线运动模糊图像的恢复技术研究

根据运动造成图像模糊的特点详细分析了匀速直线运动模糊图像的退化模型和恢复模型,由此推出了匀速直线运动模糊图像的退化模型和恢复模型的数学模型.并进一步通过分析相应的数学模型,探讨了匀速直线运动模糊图像的恢复技术问题.最后依据相应的数学模型用计算机进行模拟得到效果良好的恢复图像.     

移动机器人里程计系统误差的校正方法

为提高系统的定位精度和减小系统误差,针对低运动控制模型精度移动机器人,基于3个主要的系统误差来源——"左右轮子直径的不相等"、"轮距的不确定"和"左右轮子直径实际的平均值与标称平均值不相等"所产生的位置误差和方向误差,提出了校正里程计系统误差的方法,并设计校正实验来校正系统参数——左右轮子的直径和轮距.该校正方法分别考虑了系统误差对机器人直线运动和旋转运动的影响,通过直线运动和旋转运动的实验数据校正系统参数.实验结果表明,校正后的系统参数更接近其实际值,系统误差更小,系统定位精度更高,并且实验简单,容易操作.     

匀变速直线运动实验的微机计时法

在匀变速直线运动的实验中，利用可编程定时／计数器8254来记录运动小车过测点的时刻值，可使计时精度达到万分之一秒。该实验系统可取代传统的计时方法。     

一种基圆差动式展成磨齿机及其数控系统设计

针对现有磨齿机存在传动链复杂、齿轮磨削加工精度低等实际问题,设计了一种新的高精度基圆差动式展成磨齿机.其核心内容是通过在工件主轴上设置一个附加旋转运动和工作台直线运动伺服驱动环节,来实现齿轮的高精度展成磨削,并利用工业控制计算机开发了该机床的数控系统及控制过程.实践证明,由此构成的数控磨齿机传动链简单、加工精度高、机床成本低,具有一定的实用价值.     

视在航路中跟踪误差滤波的新方法

在独立射击方式下,对目标的运动状态可有多种假设。文章假设目标作匀速直线运动,采用视在航路法求其射击诸元,提出了一种利最小二乘的方法对跟踪误差进行滤波,提高了对目标运动参数的估计精度。     

四旋翼飞行器全局动态鲁棒性跟踪控制

针对带有模型参数不确定和风微扰状况的四旋翼飞行器轨迹跟踪问题,提出了一种全局动态鲁棒性控制策略. 基于牛顿-欧拉形式化方法解耦得到飞行器直线运动部分和旋转姿态控制部分. 设计了模型预测控制器来实现直线运动部分的动态实时控制. 并在模型参数不确定和风微扰情况下,为了稳定四旋翼飞行器的旋转姿态行为和直线运动,引入全局鲁棒滑模控制方法. 仿真结果表明,设计的全局动态鲁棒控制策略具有实时快速稳定的跟踪效果.      

提高轮廓加工误差联机检测精度的一种方法

在数控机床或加工中心上采用联机检测轮廓加工误差的方法,不同价值昂贵的坐标测量机,具有简单、省时、经济的特点。分析了数控机床或加工中心的直线运动误差对轮廓加工误差联机检测精度的影响,提出了消除机床几何运动误差影响。提高轮廓加工误差联机检测精度的方法。实验结果表明,所采用的方法可以明显提高轮廓加工误差联机检测精度。     

多传感器数据融合与航迹预测的模型设计

文中建立了功能完整的多传感器数据融合模型,使用最邻近数据关联(NNDA)算法提取目标航迹,采用三次样条插值实现时间配准,并将传感器性能作为权重应用到航迹对的融合中,使用加权平均的方法融合航迹对.引用回声状态网络(ESN)技术实现航迹的预测.基于雷达数据在不同运动场景中测试模型性能,对于匀速直线运动和机动转弯的目标,模型具有较高的跟踪和预测精度.     

匀变速直线运动的判断

以物体做匀变速直线运动的判断方法,对利用位移差相等(△S=aT~2)来判断物体是否作匀变速直线运动进行分析,论证了位移差相等只是判断物体作匀变速直线运动的必要条件,给出了该判断的充要条件是△S=aT~2 V_0=(S_1-(1/2)△S/T).对验证匀变速直线运动的实验提出了采用频率可调打点计时器和对运动物体增系一个速度计等改进意见.     

大齿轮齿形误差在位测量系统的研究

介绍一种基于采用测量头直线运动轨迹做基准在位检测大齿轮渐开线齿形误差方法而开发的测量系统的原理,结构,特点及精度分析等,并简要介绍了大齿轮齿形误差在位测量的仪器与方法的现状。     

超精密气浮平台的定位精度分析

针对超精密定位平台的高精度要求,以及气浮轴承的刚度和阻尼相对于气膜厚度的变化存在明显的非线性特性,在分析超精度气浮定位平台的基础上,建立了气浮定位平台直线运动的数学模型和基于滑模控制器(SMC)的系统控制模型,并进行了参数分析和实验研究.结果表明:气浮刚度的增大和阻尼的存在有利于改善平台的定位精度,SMC具有较好的鲁棒性,在受外界干扰较大且存在较大非线性情况下,定位平台仍能达到较好的定位精度.     

欠驱动2DTORA基于部分反馈线性化的非线性控制设计

具有旋转激励的两自由度平移振荡器(2DTORA)由未驱动的具有2个自由度直线运动的小车和安装在小车上的驱动旋转小球组成,针对这一新型的欠驱动系统,分析其动力学,研究其稳定控制方案.基于拉格朗日方程,建立系统的动力学模型,通过分析动力学的耦合,说明旋转小球目标转角设定在小车2个自由度直线运动方向上时系统是不可控的.采用部...     

主动控制空气静压精密直移工作台系统的研究

基于伺服控制理论,介绍一种新型超精密直线运动工作台。精密工作台的底部和四周共设置九个主动空气支承,普通机械导轨拖动,除运动方向外其余五维位置姿态由两只四光束激光探头进行测量,并将测量值送控制器与目标值比较,驱动压电陶瓷致动补偿空气膜厚度随外部干扰变化对运动精度的影响。系统固有误差作预处理后,运动精度主要取决于传感器的精度而得到有效的提高。     

一种偏心检具

在机械加工中,回转运动变为往复直线运动或往复直线运动变为回转运动,经常是通过偏心曲套之类的工件完成的.它们在机械设备上的应用非常广泛,例如车床床头箱用偏心工件带动的润滑泵、汽车发动机中的曲轴、多连杆压力机传动系统中的偏心齿轮等.所谓偏心工件,就是指零件的外圆和外圆或外圆与内孔的轴线平行而不相重合,偏一个距离的工件.     

绳牵引并联机构末端执行器运动轨迹精度评价方法

面向高动态运动目标模拟需求,设计一种平面4绳牵引2自由度并联机构,研究其末端执行器轨迹精度评价方法。基于末端执行器直线、抛物线和圆运动轨迹离散点测量数据,提出基于最小二乘法的轨迹误差计算方法,完成了末端执行器运动轨迹精度评价。研究结果表明：末端执行器直线运动轨迹误差为1.54%,抛物线运动轨迹误差为1.23%,圆运动轨迹误差为2.26%。