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多级“Y”型流管无阀压电泵的原理与试验验证(实验视频)
多级"Y"流管 压电泵 无阀泵 微混合器
2014/3/14
针对目前微流体混合器多需要外接动力源，且多数微混合器只能进行液体混合而不能输送液体的问题，提出将无阀压电泵引入微混合器领域，并研制了一种集混合与输送于一体的多级“Y”型流管无阀压电泵。首先，提出了多级“Y”型流管，进而设计了多级“Y”型流管无阀压电泵，并分析其工作原理；然后，对该无阀压电泵的流管流阻特性及泵流量进行理论分析；同时，利用有限元软件对多级“Y”型流管无阀压电泵进行了流场模拟，结果表明该...
考虑声光可调谐滤波（AOTF）成像光谱仪的需求，设计了它的CCD成像电子学系统。选用e2v公司的CCD芯片CCD57-10作为图像传感器，提出了DC/DC+LDO的架构实现各偏置电压；基于现场可编程门阵列（FPGA）等器件产生驱动时钟，AD9826完成CCD输出模拟信号到数字信号的转换，并通过USB及CameraLink接口与计算机通信。设计了CCD保护电路，并优化了数模混合电路的印刷电路板（PC...
为了提高全自动视觉印刷设备的精度，提出了一种简易、有效标定基于三自由度平面并联调整台的视觉丝网印刷设备的算法。首先，分析和标定了视觉测量系统，并通过激光干涉仪验证了结果的准确性。然后，分析了三自由度平面并联调整台的几何参数误差；基于印刷设备自身的视觉测量系统，分步标定了并联平台的动平台坐标系、传动比误差和仅需的部分几何误差源。提出了一种满足全姿态且适应不同制程的三角形面姿态插值方法和纠偏调整算法，...
步进快速限幅摆式陀螺寻北仪
摆式陀螺寻北仪 步进快速限幅法 电磁阻尼法 摆幅
2014/3/17
针对摆式陀螺寻北仪存在的限幅效率低的工程实际问题，提出了一种步进快速限幅方法，介绍了该方法的实现原理和步骤，分析了3种主要测量误差对限幅效果的影响，论证了步进快速限幅法在理论上的可行性，最后将步进快速限幅法成功应用于摆式陀螺寻北仪上。设计了相应的限幅试验，利用摆动的平衡位置主动跟踪逆转点，实现了对摆幅的快速精确限制。理论和试验结果均表明：提出的步进快速限幅法保留了传统步进法不需要增加系统硬件的优点...
根据高精度靶场测角要求，设计了一套以IRIG-B码终端为时间基准，基于数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）的CCD曝光中心测量系统。首先给出了CCD曝光中心的测量原理及硬件组成，利用共源的两台IRIG-B码终端控制发光二极管和CCD探测器，通过调整B码终端输出信号时延控制发光二极管，得到了1 Hz脉冲前后沿和曝光脉冲前后沿对齐的2个关键时刻。针对人工图像判读精度低的问题，提出了利...
针对星载测风Fabry-Perot（F-P）干涉仪的核心部件F-P标准具的热稳定性对测风精度的影响，从标准具结构设计角度(材料、形状和固定方式)分析了标准具的热稳定性，并给出最优设计方案。通过对光学元件结构尺寸的优化设计，得出了F-P标准具光学元件的最佳形状尺寸，即平板厚度为25 mm，间隔元件的角度为40°。采用柔性结构固定方式，计算了F-P标准具机械结构的形状尺寸。最后基于有限元法，分析了光学...
为了使三坐标测量机快速准确地识别出被测零件的位姿，提出了一种基于三坐标测量机平动的单目立体视觉识别方法，并对该方法的原理、位姿参数的求解和识别过程进行了研究。根据双目立体视觉原理，以三坐标测量机带动摄像机沿X轴或Y轴平移，在两个不同位置分别拍摄被测零件的一幅图像；利用本文提出的基于边缘图像质心偏移的同名像点匹配方法，实现单摄像机立体视觉测量，得到被测零件上各特征点在摄像机坐标系中的三维坐标；由摄像...
自由曲面三维散乱测量点云无约束配准
形貌测量 三维散乱点云配准 局部曲面拟合 广义二分搜索
2014/3/17
结合局部曲面拟合和广义二分优化搜索，提出了用于大尺寸自由曲面形貌测量中多视三维散乱点云自动配准的算法。首先，对点云微小局部区域进行标准最小二乘曲面拟合，根据拟合残差提取给定点云的全部非平坦区；借助图论中“邻接”与“可达”的概念以及非平坦区的空间分布统计特征，进行相邻点云非平坦区的区域聚类计算以及区域匹配，进而自动获得配准位姿初值。然后，计算源点云在目标点云中最靠近点的k邻近，并向k邻近点的局部移动...
基于双曲函数的Preisach类迟滞非线性建模与逆控制
Preisach模型 压电驱动器 迟滞非线性 精密定位
2014/3/17
为了补偿压电双晶片驱动器的迟滞非线性，提出了基于双曲函数的Preisach类迟滞非线性建模方法，并用该模型设计了压电双晶片驱动器的逆控制器。首先，用两个双曲函数分别拟合迟滞主环的上升段与下降段，利用坐标变换描述依附于主环的一阶曲线；然后，根据Preisach模型理论的记忆擦除性与次环一致性，基于一阶上升与下降曲线分别描述了次环的上升段与下降段。由于这种建模方法所需的参数远小于Preisach等经典...
采用扫描白光干涉法对菲涅耳微透镜芯模表面浮雕结构进行了检测，并对元件表面微观形貌进行了三维重建。根据其表面形貌数据，引入幅度参数表征法，分别计算出横向线宽误差以及样品的系统刻蚀深度误差和随机刻蚀深度误差等纵向加工偏差。通过表面高度分布的偏斜度、表面高度分布的峭度等参数获得了有关微芯模表面误差和缺陷的量化信息。实验研究表明，扫描白光干涉法能精确定量化表征微芯模表面形貌特征，这对探索适用于新型微光学器...
改进的NURBS曲面片拼接算法
非均匀有理B样条 曲面片 无缝拼接 曲面片算法
2014/3/14
研究了已网格化的曲面片之间的拼接技术并对现有的拼接算法进行了改进。首先，根据哈特利-贾德的弦长参数化算法求取非均匀有理B样条（NURBS）曲线上的节点向量,利用节点向量和曲线反求出控制顶点，并采用投影变换的方法求出权因子。其次，根据要求调整曲面片上的控制顶点，使曲面片之间达到G1连续。最后，再对已拼接好的曲面片上的控制顶点进行整体修改，重新排列整张曲面片上的控制顶点，从而实现曲面片的无缝拼接。用专...
针对双目视觉测量系统存在误差因素繁多、分析困难等问题，提出了一种基于灰色关联技术的误差分析方法。考虑视觉系统的灰色属性，将灰色系统理论及其相关技术运用于视觉测量系统的误差分析。以镜头畸变、质心定位误差及双目视觉系统内、外参数等9项因素或参数为自变量，通过基于单项因素变化的实验，获取了误差分析的数据样本；采用灰色数据处理方法及灰色关联分析技术，从无明显规律的数据样本中明确了视觉系统各项误差因素对最终...
高精度光学头部位置定位系统
头部跟踪 计算机视觉 虚拟现实 迭代
2014/3/14
针对头盔式虚拟现实系统中的头部位置跟踪，研究并实现了多摄像机下的高精度光学头部位置定位系统。通过设计初始标定方块来减小系统安装误差，使摄像机按正交方式布置，保持其光轴两两相互垂直。定位过程中以某一摄像机为基准，任意给定目标深度初值；依据摄像机成像模型计算出目标空间位置，再将该计算结果作为其他摄像机的目标深度初值进行循环迭代计算，收敛至给定精度后得到目标三维空间坐标值。最后以3个标记点空间位置为基础...
针对采用焦平面CCD交错拼接方式的测绘相机会由于存在交会角而产生视场拼接漏缝问题，本文在考虑交会角和相机无侧摆的前提下提出了一种焦平面CCD重叠像元数算法。首先，根据测绘相机成像原理建立了前视相机成像模型，分析了产生视场漏缝的原因。接着，推导出在CCD数量为奇数和偶数两种不同拼接形式下的地面视场重叠及漏缝大小的数学表达式，进而得到了不产生漏缝时CCD片间最小重叠像元数计算公式，并对误差进行了分析。...