检索结果-内蒙古大学图书馆

光学精密工程 2023年第8期31卷 1150-1161页

作者：韩彭威段发阶李杰吴凌昊王霄枫天津大学、精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 中国航发四川燃气涡轮研究院四川成都611730

机械臂的绝对定位精度较低,目前常采用基于运动回路法的运动学标定来提高机械臂绝对定位精度,但标定空间的大小限制了机器人全工作空间域绝对定位精度。为此,本文提出了一种利用双目视觉及二维棋盘格靶标相融合的机械臂全工作空间域绝... 详细信息

机械臂的绝对定位精度较低,目前常采用基于运动回路法的运动学标定来提高机械臂绝对定位精度,但标定空间的大小限制了机器人全工作空间域绝对定位精度。为此,本文提出了一种利用双目视觉及二维棋盘格靶标相融合的机械臂全工作空间域绝对定位精度提升方法。首先,使机械臂单轴转动,利用双目相机记录单轴旋转轨迹,利用罗德里格斯旋转进行空间圆拟合,得到机械臂的旋转轴线,根据D-H法则建立关节坐标系,根据关节坐标系之间的相对位置关系解算出机械臂的运动学参数。其次,通过分析关节实际转角与编码器输出值之间的关系标定关节电机减速比。最后,通过实验对所提方法进行验证,并与多种精度提升方法进行对比。实验结果表明,通过本文方法进行标定后机械臂的绝对定位精度相对标定前提升了67%,在标定空间内外效果一致,可提高机械臂全工作空间域的绝对定位精度。

关键词：机械臂运动学标定减速比标定视觉测量

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线结构光三维传感器扫描方向标定方法

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中国激光 2023年第5期50卷 50-56页

作者：刘昌文段发阶李杰徐毅邢少颖天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 中国航发四川燃气涡轮研究院四川成都611730

线结构光三维传感器需要结合扫描机构才能对物体进行三维重构,在使用前需要对扫描方向进行标定。由于各个标定图像的清晰度不同,传统标定方法会多次引入噪声,降低了标定精度。为了减小由图像清晰度不同多次引入的噪声,本文提出了基于联... 详细信息

线结构光三维传感器需要结合扫描机构才能对物体进行三维重构,在使用前需要对扫描方向进行标定。由于各个标定图像的清晰度不同,传统标定方法会多次引入噪声,降低了标定精度。为了减小由图像清晰度不同多次引入的噪声,本文提出了基于联合估计的扫描方向标定方法。在标定过程中,需要使用位移台将平面靶标移动一个固定的距离,使每个拍摄位置处的靶标相对相机坐标系的旋转矩阵相同,同时平移向量的变化由位移台的运动步长约束。通过对旋转矩阵和平移向量增加约束,将平面靶标上的二维特征点拓展为三维特征点;联合所有标定图像进行统一的单应性估计,减小了由图像清晰度不同多次引入的噪声。通过测量量块尺寸进行了验证实验,实验结果表明:所提方法的测量误差相比传统方法减小了约30%,而且所提方法具有更好的重复性。所提方法实现了线结构光三维传感器扫描方向的高精度标定,减小了传感器三维重构的误差。

关键词：机器视觉扫描方向标定联合单应性估计噪声分析线结构光传感器

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基于地电流的重力流排水管道泄漏检测

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仪器仪表学报 2023年第1期44卷 154-162页

作者：杨东馥封皓齐敦哲杜立普沙洲天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 宁夏回族自治区水利工程建设中心银川750002

重力流排水管道的泄漏会带来诸多不良后果,但由于重力流排水管道的特殊性,导致许多现有的管道泄漏检测方法难以适用。针对这一问题,提出了一种基于地电流的检测方法,该方法利用泄漏孔联通管道内外,通过测量在管道内移动的电极和固定在... 详细信息

重力流排水管道的泄漏会带来诸多不良后果,但由于重力流排水管道的特殊性,导致许多现有的管道泄漏检测方法难以适用。针对这一问题,提出了一种基于地电流的检测方法,该方法利用泄漏孔联通管道内外,通过测量在管道内移动的电极和固定在地面电极之间电流来确定泄漏,阐述了该方法的基本工作原理,基于该方法设计了检测系统,搭建了实验平台测试了检测效果。检测10 m长的埋地管道时,最大定位误差约0.4 m,表明该检测系统能较准确地定位泄漏位置,若配合更好的探头定位方法,误差将进一步减小。根据测得的尖峰电流值,能明显分辨9个直径梯度为0.5 mm的圆形泄漏孔,使用测得的9组数据训练神经网络模型,大致得到了尖峰电流值与泄漏孔大小的映射关系,表明根据检测结果能大致估计泄漏孔的大小。

关键词：重力流管道排水管道地电流管道泄漏

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全角模式半球谐振陀螺正交误差辨识及补偿方法

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中国惯性技术学报 2024年第12期32卷 1234-1239页

作者：李世杨赵丙权李醒飞丛正蒋效雄天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室300072 天津航海仪器研究所天津300131 哈尔滨工程大学哈尔滨150001

针对全角模式半球谐振陀螺正交误差引起的动态输出中存在周期非线性漂移问题,提出了一种基于递推极大似然估计的正交误差补偿方法。首先,针对陀螺动态输出的非线性漂移推导了误差参数模型,其次,提出了一种基于递推极大然估计算法的刚度... 详细信息

针对全角模式半球谐振陀螺正交误差引起的动态输出中存在周期非线性漂移问题,提出了一种基于递推极大似然估计的正交误差补偿方法。首先,针对陀螺动态输出的非线性漂移推导了误差参数模型,其次,提出了一种基于递推极大然估计算法的刚度缺陷误差及阻尼缺陷误差辨识及补偿方法,最后,对所提的方法进行了仿真实验及动态测试实验,实验结果表明,所提出的辨识算法能够有效地、快速地收敛于设定值,在不同的转速激励下,补偿后陀螺输出的周期性波动峰峰值降低了至少三倍,验证了所提方法可有效提高全角模式半球谐振陀螺的动态性能,具有一定的工程应用价值。

关键词：半球谐振陀螺刚度不均阻尼不均递推极大似然估计误差补偿

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分频带极坐标格式处理的水下目标层析成像研究

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振动与冲击 2025年第1期44卷 325-331,342页

作者：戴文舒鲍凯凯张国军张文栋陈新华中北大学仪器科学和动态测量重点实验室太原030006 北方自动控制技术研究所太原030051 中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030006 中国科学院声学研究所北京100190

声层析成像模型慢时间维和快时间维空间分辨率均相同,仅取决于发射信号最高频率,分辨率较聚束合成孔径声呐性能更优。现有的水下层析成像多采用时域反投影算法,计算量大。根据投影切片理论,提出了一种分频带极坐标格式融合的波数域成像... 详细信息

声层析成像模型慢时间维和快时间维空间分辨率均相同,仅取决于发射信号最高频率,分辨率较聚束合成孔径声呐性能更优。现有的水下层析成像多采用时域反投影算法,计算量大。根据投影切片理论,提出了一种分频带极坐标格式融合的波数域成像方法,将宽带发射下圆环空间谱的直角坐标系插值求逆傅里叶变换问题转换为单频点圆形空间谱的求逆后的融合问题,减小了常规宽带波数域圆环插值带来的估计误差,克服了圆环形空间谱进行插值逆变换时重建的目标分布函数为中空的问题,提高了计算效率,并且有效地抑制了单频波数域成像结果为贝塞尔函数时的高副瓣影响,相同条件下,较聚束合成孔径声呐成像精度有显著提高。

关键词：分频带处理声层析极坐标格式处理波数域插值

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基于平行四边形机构的推力器推力测量研究

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仪器仪表学报 2022年第4期43卷 98-107页

作者：朱春源赵美蓉张宏杨永郑叶龙天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室天津300072 兰州空间技术物理研究所兰州730010

推力的精确测量在卫星姿态控制、引力波探测等领域均有重要应用,已经成为限制推力器技术发展的关键问题。国内外开展了很多推力测量相关的研究,但仍难以兼顾重负载和高精度。本文针对小推重比推力器推力测量困难的问题,提出了一种基于... 详细信息

推力的精确测量在卫星姿态控制、引力波探测等领域均有重要应用,已经成为限制推力器技术发展的关键问题。国内外开展了很多推力测量相关的研究,但仍难以兼顾重负载和高精度。本文针对小推重比推力器推力测量困难的问题,提出了一种基于平行四边形机构的测量方法,并搭建了一套推力测量装置,其具有承载能力强、精度高、稳定性好的优点。其中平行四边形机构既作为推力器承载部件,又作为将推力转化为单自由度线性位移的弹性元件。微小位移由激光干涉仪测量,后基于胡克定律计算得到待测力值。设计了合理的机构参数,并对机构进行了力学仿真分析,理论承载能力达140kg。利用电磁力测试了装置的力学响应,实验结果表明,在2.5 kg的实际承重下,测量系统可分辨的最小力值为17.2μN,量程为17.2~2 789.9μN,相对不确定度为1.26%。该方法适用于推力器推力的测量,对推力器技术的发展具有重要意义。

关键词：推力测量平行四边形机构电磁力不确定度

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一种基准关联的空间尺寸远心视觉测量方法

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红外技术 2024年第1期46卷 94-98页

作者：刘峰张英杰高裴裴樊梦琦天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 南开大学计算机学院天津300071

针对具有横截面外伸尖端特征的长轴工件,本文研究了一种基准关联的空间尺寸远心视觉测量方法。该方法首先利用远心成像实现较长尺度工件的局部待测要素的图像特征提取和位置测量,而后建立局部待测要素与相机成像视场以外的轴线基准要素... 详细信息

针对具有横截面外伸尖端特征的长轴工件,本文研究了一种基准关联的空间尺寸远心视觉测量方法。该方法首先利用远心成像实现较长尺度工件的局部待测要素的图像特征提取和位置测量,而后建立局部待测要素与相机成像视场以外的轴线基准要素的测量传递链,将局部要素经计算转化成全局径向尺寸,从而实现超过成像视场尺度的快速精密测量。构建了测量实验环境,对方法的有效性进行了验证,对误差进行了溯源和分析并给出了进一步提升精度的建议。本方法能够在远心平行投影条件下实现对立体工件的空间几何量测量,特别适用于对速度和精度均要求较高的在位测量应用场合。

关键词：空间尺寸局部要素基准关联远心测量

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基于混合飞秒/皮秒相干反斯托克斯拉曼散射的动态高温燃烧场温度测量

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物理学报 2021年第21期70卷 112-120页

作者：田子阳赵会杰尉昊赟李岩清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

温度测量对燃烧过程中的污染控制与节能减排具有重要意义,而实际应用中复杂的动态高温燃烧场对温度测量技术的测量精度与响应速度提出了严格的要求.相干反斯托克斯拉曼散射技术作为一种较为先进的光谱测温技术,具有较高的空间分辨率,可... 详细信息

温度测量对燃烧过程中的污染控制与节能减排具有重要意义,而实际应用中复杂的动态高温燃烧场对温度测量技术的测量精度与响应速度提出了严格的要求.相干反斯托克斯拉曼散射技术作为一种较为先进的光谱测温技术,具有较高的空间分辨率,可以在高温环境下实现准确的温度测量,具有应用于复杂燃烧场的潜力.针对复杂的动态高温燃烧场的测温需求,本文提出了一种基于二次谐波带宽压缩方法的混合飞秒/皮秒相干反斯托克斯拉曼散射测温方法,实现了对动态高温燃烧场温度的准确测量与动态响应.实验中利用标准燃烧器模拟了1700—2200 K温度范围内的动态高温燃烧场,利用该测温方法,以千赫兹的光谱采集速率,对模拟的动态火焰的温度进行了连续70 s测量.测量结果显示,该方法在高温下温度测量的相对误差小于1.2%,相对标准偏差小于1.8%,同时能动态追踪0.2 s内的温度变化过程,验证了该方法测温的准确性、稳定性以及响应速度,为复杂的动态高温燃烧场的温度测量提供了一种新的测量方案.

关键词：相干反斯托克斯拉曼散射温度测量动态测量

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基于IGCF算法和CSF-PPSO-ESN算法的工业机器人末端执行器位姿重复性检测

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仪器仪表学报 2023年第6期44卷 43-53页

作者：于振万俊贺刘海林裘祖荣王志远齐鲁工业大学(山东省科学院)海洋仪器仪表研究所青岛266061 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

工业机器人在智能制造领域具有举足轻重的地位,其末端执行器位姿的重复性是衡量机器人完成精密作业能力的重要指标。本文针对机器人末端执行器的位姿重复性在线检测,提出了基于方向余弦的位姿重复性测量的理论模型。设计了一种基于改进... 详细信息

工业机器人在智能制造领域具有举足轻重的地位,其末端执行器位姿的重复性是衡量机器人完成精密作业能力的重要指标。本文针对机器人末端执行器的位姿重复性在线检测,提出了基于方向余弦的位姿重复性测量的理论模型。设计了一种基于改进的高斯曲线拟合(IGCF)算法和三次样条拟合-多目标粒子群-回声状态网络(CSF-PPSO-ESN)算法的位姿偏差检测方法。通过获取十字激光图像偏角和中心点位置,实现了机器人末端执行器位姿偏差的测量。实验表明,测量系统的位移测量精度为±1.5μm,角度测量精度为±2 arc-sec。本文所述的位姿重复性检测方法,为工业机器人末端执行器位姿稳定性的在线实时监测提供了参考。

关键词：位姿重复性检测位姿测量技术 IGCF算法 CSF-PPSO-ESN算法工业机器人末端执行器

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网格结构光视觉位姿测量系统设计

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激光与光电子学进展 2023年第5期60卷 117-124页

作者：付鲁华冯菲王鹏孙长库天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室天津300072 中航工业洛阳电光设备研究所光电控制技术重点实验室河南洛阳471009

针对位姿测量系统会增加被测物重量的问题,设计了网格结构光的视觉位姿测量系统。提出了一种基于二维平面靶标的网格结构光标定算法,利用靶标和结构光的共面性,同时标定网格结构光和相机,实现被测物表面三维点云的获取。为了验证网格结... 详细信息

针对位姿测量系统会增加被测物重量的问题,设计了网格结构光的视觉位姿测量系统。提出了一种基于二维平面靶标的网格结构光标定算法,利用靶标和结构光的共面性,同时标定网格结构光和相机,实现被测物表面三维点云的获取。为了验证网格结构光点云测量精度,进行了结构光标定实验以及点云精度验证实验,结果表明点云精度在0.04 mm以上。研究了点云配准的位姿测量算法。采用采样一致性初始配准(SAC-IA)算法对测量点云与参考点云进行粗配准,为后续点云精配准提供较好的初始位置。采用改进的迭代闭合点(ICP)算法进行点云精配准,引入随机采样一致(RANSAC)算法和法向量阈值过滤匹配点,以点到面的距离为误差函数,实现位姿测量。进行了点云配准算法对比实验和位姿测量实验,实验结果证明:被测物发生旋转运动时,该系统的最大误差不超过0.25°;平移运动时,最大误差不超过0.35 mm。

关键词：仪器测量与计量单目视觉网格结构光三维测量位姿测量点云配准

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