基于光电阵列的水下定位通信一体化系统设计

针对无人潜航器(UUV)在水下容易受复杂环境的干扰而造成相对光源姿态偏转,使定位与通信受影响的问题,提出了一种基于曲面阵列的水下定位通信方案,依此方案设计了一套基于现场可编程门阵列(FPGA)为处理核心的水下定位通信系统,并对系统进行了测试。测试结果表明:此系统能够精确估计出接收端相对光源的姿态并做出调整,在调整姿态后其通信性能具有明显提升。     

基于MEMS传感器的姿态检测系统

基于MEMS传感器设计了一种姿态检测系统,通过MEMS传感器获取角速度、加速度等信息,利用硬件对采集的数据进行滤波处理,实现目标物体运动过程中姿态角的测量。采用互补滤波对数据进行融合,有效消除了噪声干扰,提高了系统的检测精度。无线模块的应用实现了下位机与上位机的同步,实时显示目标物体的运动姿态。实验表明,该系统具有较高的测量精度及良好的实时显示效果。     

复杂卫星抖动下的星敏感器姿态测量数据处理技术

由于复杂卫星在轨运行中不可避免地存在着抖动振动,从而导致星敏感器数据不稳和精度降低,这给低信噪比条件下的敏感器姿态测量数据处理带来了很大困难。该文针对复杂卫星抖动情况下数据的处理进行了讨论,分析了星敏感器测量原理及各类误差源产生机理,并在此基础上,重点研究了抖动条件下的星敏感器姿态测量数据处理技术,结合抖动幅频特性,通过寻找用于处理抖动引起误差的幅频分界点,分析了抖动对星敏感器姿态测量精度的影响,并结合卫星姿态确定过程,给出了抖动情况下星敏感器姿态测量数据的处理方法,可有效地提高星敏感器数据处理精度,使不经稳态控制就可对抖动测量数据进行处理成为可能,大大降低了系统的设计成本,缩短了设计周期。     

红外成像制导信息提取技术

正确获取制导信息是进行精确制导的前提.虽然国内外对各种制导信息提取技术进行了很多研究,但还没有在这方面进行系统地总结.首先按照理解的直观性对制导信息进行了分类和归纳,探讨了常见制导律设计中用到的制导信息类型.分析了跟踪滤波和跟踪制导的区别,可知制导信息的数量与制导目的没有必然联系.在仅将目标当作点目标或面目标考察的基础上,提出了研究三维目标的六自由度信息获取问题.目标姿态信息是一种新型的重要制导信息,归纳了目标姿态信息对于精确制导研究的重大意义.对国内外制导信息提取技术的研究的现状进行了总结,建议积极开展目标姿态信息识别及其精确制导的相关研究.     

多视场星敏感器结构布局优化

星敏感器是应用于航天器的重要的姿态测量器件.多视场星敏感器与传统单视场星敏感器相比,在测量精度及可靠性方面具有明显优势,是星敏感器技术发展的重要方向.如何对多视场星敏感器的安装结构进行优化布局,获得最佳的姿态测量效果,是多视场星敏感器在设计与应用过程中需要首先解决的关键问题.从测量精度出发,对多视场星敏感器的结构布局进...     

基于中空激光光内送粉技术的扇形结构件激光成形研究

基于中空激光光内送粉技术,运用实时变姿态方法和法向分层方法,进行了具有不等高熔道特征的扇形结构件成形研究。分析了熔道层高与扫描速度之间的对应关系,结合不等高熔道的几何模型和熔道层高与扫描速度之间的关系,采用分段变速的方法熔覆出了不等高熔道。在此基础上进行多道不等高熔道堆积,成形出了扇形薄壁墙结构。分析表明,所获得成形件尺寸精度较高,相对尺寸误差控制在7%以内;成形件各处显微组织差异较小,组织细密、均匀。     

弧形悬垂实体结构激光熔覆成形

运用6轴机器人及光内送粉技术进行弧形悬垂实体结构成形,提出了空间变姿态径向搭接方法:熔覆头沿圆弧切线方向连续变姿态,径向多道搭接。探讨了熔覆喷头堆高自适应区间,推导了离焦量在-5.5~-1.5 mm时,单道熔层生长量随离焦量变化的量化关系式,并加以实验验证。对成形悬垂实体件检测结果表明:成形件表面平整,过渡平缓无阶梯效应;不同倾角下成形件厚度长度均匀,各尺寸精度均接近建模要求;电镜组织分析表明不同倾角下各处显微组织均匀致密无明显差别。对成形件作硬度检测,其硬度分布与电镜组织保持相同变化规律。     

基于EPNP算法的单目视觉测量系统研究

利用计算机视觉进行姿态测量的方法已广泛应用于现代控制、导航、跟踪等多个领域中。研究并设计了一种基于P4P矩形分布的平面靶标和EPNP算法结合的单目视觉姿态测量方法。首先,利用单相机获取平面靶标图像,经图像处理后得到四个特征点的像素坐标,并使用EPNP算法进行姿态解算;其次,对姿态角测量误差进行了仿真分析,为提高姿态测量精度提供了理论指导和依据;最后,提出一种与高精度二维转台结合的坐标系配准方法,利用该方法对三个方向姿态角精度进行验证。实验结果表明:当绕x和y轴的转动角度在[-6,6]时,姿态测量误差小于0.1,可以满足测量应用需求。     

基于光测图像的无人机姿态测量方法

为了满足对无人机姿态高精度测量的要求,介绍了一种新的测量系统及方法。该系统由多台经纬仪、数字摄像机、时间同步控制器及数据处理终端组成。数字摄像机安放在经纬仪上,经纬仪布置在飞机飞行轨迹的两侧,构成了一个能够在俯仰角和方位角下拍摄图像的光测机构。时间同步控制器提供同步控制信号,控制摄像机在同一时刻对飞机成像。在终端机中利用图像处理技术重构出机身和机翼的空间向量,计算出无人机的俯仰角、偏航角和翻滚角。仿真试验结果显示：采取4台经纬仪的合理布站,当图像上直线斜率的提取误差最大为0.6°时,可以将姿态角的最大测量误差控制在1°左右。     

浦江一号卫星星敏感器在轨测量精度分析

针对星敏感器在轨运行时的精度评估问题,提出了采用历元差法、滑动窗口法和光轴夹角法综合分析的方法,分别用于评估星敏感器测量噪声,测量总误差,并基于浦江一号卫星提供的星敏感器不同类型的在轨数据进行分析计算。在轨测试结果表明:星敏感器光轴指向精度达到15（3）,满足卫星控制系统要求,其三轴稳定度达到0。01。该方法可用于星敏感器在轨测量精度评估,也可用于星敏感器地面观星精度评估。