检索结果-内蒙古大学图书馆

激光与光电子学进展 2019年第4期56卷 138-145页

作者：郭思阳林嘉睿杨凌辉邾继贵天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

室内空间测量定位系统是一种基于旋转激光扫描的分布式测量定位系统,激光信号从发射站产生经由物理空间传播并被接收器接收最终形成时间信号的各个阶段中,均易受到干扰并引入测量误差。引入时间信号误差分析方法及对应滤波技术,其以激... 详细信息

室内空间测量定位系统是一种基于旋转激光扫描的分布式测量定位系统,激光信号从发射站产生经由物理空间传播并被接收器接收最终形成时间信号的各个阶段中,均易受到干扰并引入测量误差。引入时间信号误差分析方法及对应滤波技术,其以激光信号计时原理为基础,对信号测量过程中可能出现的误差因素进行分析,并基于时间序列统计理论对时间序列信号进行预处理、时域特征分析以及频域特征分析,发现时间序列中存在共模噪声并采取主成分分析法对其消除。实验结果表明:经过主成分分析滤波后,不同时间序列噪声幅度至少减小10%。

关键词：测量仪器科学与技术时间序列分析相关性分析共模误差主成分分析

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高铁静态限界测量的二维扫描传感器的设计和标定

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激光与光电子学进展 2020年第5期57卷 142-147页

作者：卢钢刘常杰石春珉贾鑫林天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 中铁检验认证中心有限公司机车车辆检验站北京100015

针对接触式测量高铁机车静态限界效率低、精度低、耗时长、劳动强度大等问题,基于回转射线簇测量的原理,研制出新型的高铁静态限界二维扫描传感器。传感器安装在运动导轨上,可实现静态限界的高效自动化测量。借助高精度大理石平面对传... 详细信息

针对接触式测量高铁机车静态限界效率低、精度低、耗时长、劳动强度大等问题,基于回转射线簇测量的原理,研制出新型的高铁静态限界二维扫描传感器。传感器安装在运动导轨上,可实现静态限界的高效自动化测量。借助高精度大理石平面对传感器进行标定,建立测量系统的坐标系,结合外部标定,将传感器测量结果转换到轨道坐标系下的三维坐标,从而得到高铁的静态限界测量数据。实验验证,该传感器精度优于1mm,满足了静态限界测量的需求。

关键词：测量激光测量标定二维扫描静态限界回转射线

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基于JESD204B的射频信号高速采集系统设计

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电子器件 2020年第1期43卷 124-127页

作者：和爽王红亮中北大学电子测试技术国家重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

为了解决传统转换器传输接口传输速率低、抗干扰差、布局布线面积大等问题,设计了一种基于JESD204B的射频信号高速采集系统。系统对接收到的射频信号进行下变频处理,通过高速ADC对解调基带信号直接采样,采样后的数字基带信号通过自主设... 详细信息

为了解决传统转换器传输接口传输速率低、抗干扰差、布局布线面积大等问题,设计了一种基于JESD204B的射频信号高速采集系统。系统对接收到的射频信号进行下变频处理,通过高速ADC对解调基带信号直接采样,采样后的数字基带信号通过自主设计的JESD204B接口逻辑传输至FPGA并缓存。测试结果表明,系统可实现1.0 Gsample/s采样率的直接采样,数据传输速率可达10 Gbit/s,且数据链路稳定可靠。

关键词：高速采集系统 JESD204B FPGA 正交解调乒乓操作

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基于图优化的多相机系统高精度自主定位方法

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激光与光电子学进展 2019年第3期56卷 190-197页

作者：刘博文杨凌辉牛志远徐秋宇张正吉王金旺天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

多相机系统的自主定位技术是通过多个相机对空间中的特征点进行观测而恢复出系统自身的空间位姿,借助多相机的大视场克服复杂现场环境影响,提高测量精度。针对多相机系统结构复杂、位姿恢复难度大、耗时长的问题,提出一种使用基于图优... 详细信息

多相机系统的自主定位技术是通过多个相机对空间中的特征点进行观测而恢复出系统自身的空间位姿,借助多相机的大视场克服复杂现场环境影响,提高测量精度。针对多相机系统结构复杂、位姿恢复难度大、耗时长的问题,提出一种使用基于图优化模型的自主定位方法。在求解高效透视n点定位问题得到近似估计位姿的基础上,借助图优化框架对多相机系统与空间控制点的观测问题进行建模,进而将位姿恢复问题等价为最小化重投影误差非线性优化问题。借助近景摄影三坐标测量系统(VSTARS)搭建的控制场和直线导轨搭建的多相机系统,测量和模拟实验结果表明,该方法具有较高的测量精度和较快的运行速度。

关键词：测量室内空间定位方法图优化多相机系统

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综合灵敏度和品质因数的电涡流谐振测量电路参数优化

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传感技术学报 2019年第1期32卷 13-18,24页

作者：程沁蕊段发阶黄婷婷天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

为提高电涡流传感器的性能,综合考虑了测量灵敏度和回路品质因数两个重要影响因素,研究了其谐振测量电路的参数选择优化方法。在不影响问题性质的前提下,建立了调幅谐振电路的等效简化模型。首先推导了电路阻抗和幅频响应函数的解析式,... 详细信息

为提高电涡流传感器的性能,综合考虑了测量灵敏度和回路品质因数两个重要影响因素,研究了其谐振测量电路的参数选择优化方法。在不影响问题性质的前提下,建立了调幅谐振电路的等效简化模型。首先推导了电路阻抗和幅频响应函数的解析式,通过MATLAB数值仿真,分析耦合电阻R0,谐振电容C0对灵敏度影响。其次推导了测量回路的品质因数Q公式,并分析了R0和C0对Q的关系。最后通过实验验证参数取值对测量电路的影响,为电涡流传感器测量电路参数优化选择提供了有效的指导和参考。

关键词：传感器测试技术电涡流传感器测量电路参数优化灵敏度分析品质因数

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基于北斗通信的小型无线信标机设计

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电子器件 2020年第1期43卷 15-19页

作者：何方城甄国涌单彦虎中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室电子测试技术国家重点实验室太原030051

针对短时目标物定位需求,提出了一种基于北斗通信的小型无线信标机设计方法。该信标机由北斗通信模块、定位模块、数据处理模块和电源管理模块组成。利用定位模块实现精准定位,北斗通信模块将定位信息通过北斗卫星发送至接收终端,地面... 详细信息

针对短时目标物定位需求,提出了一种基于北斗通信的小型无线信标机设计方法。该信标机由北斗通信模块、定位模块、数据处理模块和电源管理模块组成。利用定位模块实现精准定位,北斗通信模块将定位信息通过北斗卫星发送至接收终端,地面人员根据信息可快速锁定目标物位置。本设计以电源管理模块和北斗双SIM卡切换通信为核心,在保证了系统高可靠性的同时,实现了各模块的低功耗化,极大提高了短时条件下目标物定位能力。

关键词：北斗通信无线信标机双SIM卡

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基于IMU的机器人姿态自适应EKF测量算法研究

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仪器仪表学报 2020年第2期41卷 33-39页

作者：班朝任国营王斌锐陈相君中国计量大学机电工程学院杭州310018 中国计量科学研究院北京100029 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

为了实现机器人运动学参数标定,提出一种用惯性测量单元(IMU)实时获取其末端姿态信息的方法。然而,IMU在进行机器人动态姿态测量时,存在加速度计信号中有害加速度(除重力加速度之外的其他加速度)叠加,噪声统计特性参数不易获取,陀螺仪... 详细信息

为了实现机器人运动学参数标定,提出一种用惯性测量单元(IMU)实时获取其末端姿态信息的方法。然而,IMU在进行机器人动态姿态测量时,存在加速度计信号中有害加速度(除重力加速度之外的其他加速度)叠加,噪声统计特性参数不易获取,陀螺仪信号随时间发生漂移等影响测量精度的问题。针对这些问题,设计了一种自适应拓展卡尔曼滤波(EKF)姿态测量改进算法。基于EKF模型,首先构建第一级量测噪声方差阵,设定权重因子,降低有害加速度对测量结果的影响;其次在Sage-Husa自适应滤波算法中引入了渐消记忆因子的思想,实时跟踪采样数据的量测噪声,构建第二级量测噪声方差阵;最后采用姿态更新的四元数算法进行数据融合,修正陀螺仪信号漂移产生的误差。实验结果表明,相比Sage-Husa自适应滤波算法,该算法峰高时俯仰角和横滚角的平均绝对误差分别降低了50%和36.43%,峰谷时俯仰角和横滚角的平均绝对误差分别降低了14.28%和19.44%,能有效提高姿态测量精度。

关键词：机器人惯性测量单元姿态测量数据融合指数渐消记忆拓展卡尔曼滤波

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绝对重力测量中惯性传感器振动补偿的对比分析

绝对重力测量中惯性传感器振动补偿的对比分析

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中国地球物理学会地球物理技术委员会第九届学术会议——全域地球物理探测与智能感知学术研讨会

作者：文艺伍康郭梅影李振兴陈逸聪王力军清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 清华大学精密仪器系北京100084

地表重力加速度(g,常用值9.8 m/s2)的精密观测关于地球内部密度结构等许多地球物理问题的研究,提供了重要地球物理数据,同时也广泛应用于计量学、大地测量学等领域目前应用最广的激光干涉式绝对重力测量法其测量精度主要受振动噪声的限... 详细信息

地表重力加速度(g,常用值9.8 m/s2)的精密观测关于地球内部密度结构等许多地球物理问题的研究,提供了重要地球物理数据,同时也广泛应用于计量学、大地测量学等领域目前应用最广的激光干涉式绝对重力测量法其测量精度主要受振动噪声的限制,而振动补偿是一种简单方便的方法,惯性传感器探测地面振动噪声来对测量结果进行修正,有望应用于野外重力测量.目前常用于振动补偿的惯性传感器有地震计和加速度计.地震计测量精度高,但带宽窄、动态性能差,对于高频振动存在探测信号失真问题;加速度计测量带宽大,动态性能更好,存在低频漂移问题.本研究在自主研发的T-1型高精度绝对重力仪的基础上,采用地震计和石英加速度计两种传感器分别进行振动补偿,结果表明在振动噪声较小的安静环境下,采用地震计和加速度计作为传感器的振动补偿可将单次测量标准差从补偿前的3700μGal减小到192μGal1和1300μGal;在高频噪声较多的复杂环境下,无补偿的单次测量标准差为4000μGal,而采用地震计和加速度计作为传感器的振动补偿后单次测量标准差分别为700μGal和1400μGal.由此可见地震计的补偿性能随着噪声强度的增大迅速降低,而加速度计的补偿性能则比较稳定,此外地震计还存在由于量程限制无法适应野外甚至动平台式的绝对重力测量实验的问题.因此,该实验进一步指明了两种传感器在振动补偿中各自的适用范围,为今后不同实验条件下进行振动补偿实验提供了惯性传感器的选择标准.

关键词：绝对重力测量振动补偿地震计加速度计

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基于W5300的高速数据传输系统设计与实现

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兵器装备工程学报 2020年第3期41卷 121-125页

作者：杜志美文丰张凯华中北大学仪器与电子学院电子测试技术国家重点实验室太原030051

针对使用控制芯片编写TCP/IP协议进行以太网数据通信方式时,存在数据传输慢、后期系统维护困难等问题,设计了一种基于W5300的以太网数据传输系统网络;该系统采用FPGA作为主控制器,通过配置W5300相关寄存器,实现数据TCP/IP协议传输;试验... 详细信息

针对使用控制芯片编写TCP/IP协议进行以太网数据通信方式时,存在数据传输慢、后期系统维护困难等问题,设计了一种基于W5300的以太网数据传输系统网络;该系统采用FPGA作为主控制器,通过配置W5300相关寄存器,实现数据TCP/IP协议传输;试验表明:该数据传输系统的以太网数据传输速度可以达到80 Mbps以上,无误码;系统稳定可靠,能够实现不同网络设备之间数据的快速稳定传输。

关键词：以太网 W5300 TCP/IP FPGA 数据通信

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随机优化算法应用于太赫兹测厚方法的研究

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光谱学与光谱分析 2020年第10期40卷 3066-3070页

作者：张洪桢何明霞石粒力王鹏騛天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 南京大学电子科学与工程学院超导电子学研究所江苏南京210023

镀膜是汽车、船舶、航空制造等行业必不可少的工艺步骤,合理的漆膜厚度不仅有利于涂装质量的稳定,还有利于节约涂料、降低涂装成本。随着工业4.0的时代的到来,在生产线上实现在线、非接触的无损高精度检测是必然趋势。相比于传统的测量... 详细信息

镀膜是汽车、船舶、航空制造等行业必不可少的工艺步骤,合理的漆膜厚度不仅有利于涂装质量的稳定,还有利于节约涂料、降低涂装成本。随着工业4.0的时代的到来,在生产线上实现在线、非接触的无损高精度检测是必然趋势。相比于传统的测量手段,基于飞行时间原理的太赫兹测厚方法能够实现非接触式的在线测量,但是当样品的光学厚度较小时,太赫兹脉冲将在时域发生混叠,无法直接通过脉冲峰值位置获取准确的飞行时间。针对这一问题,建立了太赫兹反射信号的多元回归模型,借助差分进化算法自动计算模型参数、求解样品厚度,实现了在样品折射率未知情况下对涂层厚度的自动测量;提出了一种基于反射式太赫兹时域光谱系统与随机优化算法的厚度测量方法,针对同一时域信号进行多次计算,验证了差分进化算法的稳定性;分析了样品基底所处平面的法线方向与太赫兹波出射方向之间的角度误差对测量结果的影响;研究了飞行时间法应用于多层样品中测量各层厚度的可行性。结果表明,差分进化算法的计算结果较为稳定,浸锌漆、黑色漆和底漆三种样品厚度计算结果的不确定度分别为0.22μm(223.87μm),0.05μm(54.18μm)及0.08μm(284.95μm),折射率计算结果的不确定度分别为0.004(3.967),0.002(2.091)和0.001(1.769);对于浸锌漆样品,1°的角度误差带来0.073μm的测量误差,测量结果对角度误差具有较强的稳健性。由于多重反射效应的存在,该方法虽然可以求得多层样品太赫兹测量信号中各个反射脉冲的飞行时间,但不能区分反射脉冲来自哪一个反射界面,从而无法求解各层涂层的厚度。分析证明,基于飞行时间原理的测厚方法简单易行,可以较为准确地测量单层样品的厚度,对角度误差不敏感;在拓展到对多层样品进行测量时,该方法具有较大的局限性,不能在时域上区分多重反射脉冲,无法准确计算各层介质的厚度与折射率。

关键词：太赫兹脉冲光谱飞行时间模型差分进化算法

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