基于矢量运算的光电自准直系统建模研究

针对光电自准直系统现有简化模型的局限,研究了一种基于矢量运算的的建模方法.以矢量运算理论为基础,通过对分划板任意点经光电自准直系统成像进行一般性分析,建立了分划板点坐标、平面镜转角与回像点坐标相互关系的数学模型,并提出了理想自准直系统的概念.通过数值仿真,分析了回像轨迹与平面镜转角的关系以及简化模型的原理性误差.根据分析的结论,进行了激光自准直实验验证.文中建立的模型对于大范围、高精度的光电自准直系统设计、误差分析与补偿具有一定的指导意义.     

一种红外与可见光融合的“双双目”立体视觉系统的标定方法研究

针对红外相机与可见光相机联合标定的问题,利用不同物体红外辐出度的差异,设计了可同时应用于红外相机与可见光相机标定的平面靶标。利用"最大稳定极值区域"(MSER)算法,检测靶标的镂空深色区域。为克服图像可能存在较大畸变的问题,通过相邻最大稳定极值区域质心的位置关系预估角点所在位置,在预估位置内进行角点检测,提取用于标定的亚像素角点位置。结果表明:新型靶标及相应的角点提取方法能够同时满足于红外相机与可见光相机内外参数标定的需要。通过红外与可见光"双双目"立体视觉系统的融合重构效果可看出,提供的标定数据能够满足系统需求。     

改进型陀螺经纬仪提高读数精度方法的研究

利用CCD把陀螺仪的光学信号转换为电信号,通过DSP处理器对信号进行处理,得出真北方位值,从而降低测量的读数误差、提高读数精度的目的,使仪器的精度由原来的30"提高到5"。     

手性持久性有机污染物的环境界面过程及生态安全研究进展

随着越来越多分子中含有手性结构的持久性有机污染物(POPs)进入环境介质,对其环境界面过程及生态安全的研究已成为环境科学领域的一个热点.目前,有关手性POPs的研究主要集中在外消旋体水平上,在对映体层面研究环境中手性POPs的历史并不长.但由于手性POPs不同对映体在生物学效应方面存在显著的差异,因此,手性POPs环境行为及其潜在生态风险对映体选择性效应更应值得重视.本文将在对映体水平上对手性POPs在各环境介质中的迁移、转化、生物体内的富集以及毒理学效应等方面的研究进行综述.     

光纤光栅在船舶结构状态监测中的应用

大型船舶航行于复杂的海洋环境中,受到风浪、海流、撞击等各种载荷的影响,因此船体必须具有足够的强度。光纤光栅传感器体积小,灵敏度高,抗电磁干扰、耐腐蚀能力强,能有效测量船体各部位的受力变形,为船舶在运行过程中提供监测和评估。本文设计制作了适合船用封装的光纤光栅(FBG)传感器,并对其进行了温度和应变传感特性测试。最后分析了光纤光栅船舶状态监测系统的组成及实施方案,对进一步深入研究具有指导作用。     

基于长周期光栅滤波的光栅解调系统

基于长周期光栅的边缘滤波特性,设计了一种光纤布拉格光栅的传感解调系统,适用于布拉格光栅的静态和动态解调。系统实现了3.5 nm范围内的线性解调,波长灵敏度为0.092 nm-1,波长分辨率可以达到0.01 nm。振动测量中检测信号稳定,测量频率误差在1%以内。针对长周期光栅对温度和弯曲敏感的问题,采用了适当的温度补偿和封装技术,使长周期光栅的温度漂移系数从112 pm/℃下降到45 pm/℃,显著提高了系统的稳定性。     

压电微角度驱动器及其闭环控制检测系统

采用高碳铬轴承钢GCr15作为压电微角度驱动器的加工材料,满足了系统高硬度、耐磨性、抗腐蚀性等要求。运用柔性铰链结构为压电陶瓷提供预紧并扩大输出角位移。通过TMS320LF2407型数字信号处理器(DSP)实现对运动系统的控制,提高了系统数据处理能力和运行速度。对运动系统采用数字比例-积分-微分(PID)闭环控制,提高了驱动器的位移分辨率和重复定位精度。在检测系统中,通过集成在驱动器上的圆光栅,将驱动器的实际输出结果一方面液晶显示,另一方面反馈到DSP内以进行闭环控制。驱动器单周期角位移精度可达3%。     

压电微悬臂梁共振频率的检测系统

介绍了一种压电微悬臂梁共振频率检测系统.压电材料沉积在微悬臂梁上,在压电层的上下电极之间施加交变电压使其振动,当微悬臂梁的振动频率等于它的固有频率时,发生共振,此时微悬臂梁的振幅最大.结合所设计的激励电路以及微悬臂梁共振频率检测电路,对压电微悬臂梁进行了检测实验.实验结果表明,放大电路能够检测出压电微臂梁的共振频率,并且压电微悬臂梁达到共振时,共振频率附近振幅远大于其他频率对应的振幅,振幅最大值接近600 nm.     

自调整平滑区间粒子滤波平滑算法

针对非线性系统的状态估计问题, 提出了一种自调整平滑区间粒子滤波平滑算法. 该算法的显著特点是根据采样粒子观测值与系统状态观测值之间的偏差动态修正滤波平滑区间的长度, 有效抑制了传统的粒子滤波平滑算法中因区间长度固定可能造成粒子权重重新赋值带来误差增大的问题. 该算法的原理是依据粒子滤波器的工作机理, 把系统状态信息和热槽组成一个抽象的整体, 将粒子滤波平滑过程类比为观测信息和热槽交互的统计力学系统. 在无新的观测信息时, 整个系统遵循热力学第二定律, 即无论从任何初始状态出发, 整个力学系统的熵是非减的; 而当出现新的观测信息时, 粒子滤波器像麦克斯韦妖从新的观测信息中抽取能量传送给热槽, 使整个抽象系统的熵减少, 根据系统熵的递变规律变化对滤波平滑区间的长度加以动态修正, 优化粒子的权重赋值, 进而提高系统状态的估计精度. 利用matlab进行了仿真分析, 验证了该算法的有效性.     

PSD测距电路降噪方法

针对激光三角法测距技术使用的位置敏感探测器(position sensitive detector,PSD)转换电路,在阐述测量电路原理的基础上,建立了位移转换电路的噪声模型,对各环节进行了敏感性分析,对不同性能参数元器件交叉组合形成的电路进行了多方案计算,得出了元器件性能参数对电路噪声的影响规律,并进行了部分实验验证。结果表明:本研究为实际测量电路设计时应采用的降噪措施提供了参考依据,可望有效地提高整个测量系统的分辨率。