用三点法实现机器人三维位置测量的研究摘 要 ：提 出 了一 种 微 小 爬 壁 机 器 人 三 维 位 置 测 量 的新 方 法 。笔 者 通 过 深 入 分 析 研 究各 种 位 置 测 控 方 法 与 系 统 ，提 出采 用单 目视 觉方 法 中的 聚 焦法 ，以 CCD作 为 传 感 器 ，用 三 点 法 实现 对 机 器 人 的 三 维 位 置 测 量 。 验 证性 实验 结果表 明 ，本研 究提 出的测 量原 理和 系统是 正 确 可行 的 。 关键词 ：机 器人 ；位置 测量 ；CCD传 感 器 ；单 目视 觉 ；摄 像 机 标 定 中 图分 类 号 ：TP242．6 文 献 标 识 码 ：B Abstract：A new 3D position measurementmethod Ofa wall—climbing micro robothas been researched．Researc— hing on the various position measuring and controlling method，theauthorhasputforwardanewprojecttomeas— ure the 3D position of the robot，in which the focusing method with singlecamera and CCD sensorhasbeen used to getthe position information．The elementary experiment has verified the principle and the system． Key words：robot；position detection；CCD sensor；single camera vision；camera caiibration 位置测量技 术是智 能机 器人 的关键 技术 ，是各 种 机器人控 制系统 中极 为重 要 的环节 ，也 是 国内外研 究 的热点所 在。 按 照测试 系统 与被 测机 器 人 的关 系 ，可 以将位 置 测量技术 分为接触 式和非接触式 两大类 。接触 式测量 系统 由于在测 量过程 中或多或少地 对机器人施 加 了载 荷 ，因而仅适用于静 态 位置测 量 。而动 态 位 置测量 系 统 主要分 5类 ：①激光跟踪 系统 ；@ CCD交 互测量 收 稿 日期 ：2001—07—03 基 金项 目：国家 863高科技 研 究 资助 项 目(9804-06)；教 育 部 高 等 学校 骨干教 师 资助 计 3t,j项 目 作者 简 介 ：张 智海 (1973一 )，男 ，工 学硕 士 ，主 要 研 究 方 向 为 智 能 机 器人 测 控 技 术 。 系统 ；③ 超声波 测量 系统 ；④ PSD(positionsensitivede— vice)位 置 测 量 系统 ；⑤ 带 有 接 近觉 传 感 器 的 测量 系 统 。位置测量 还可 以从另一个分类 角度划分为主动式 测量和被动 式测 量 。主动式测 量主要可 以分为结 构光方法和激光 自动聚焦法两类 。被 动式测量 主要 可 以分为双 目视 觉 、三 目视觉 、单 目视觉 等方法 。 对 比以上各种方法 的 优缺 点 ，针对 笔者 研制 的微 小爬壁机器人 的空 间三 维位 置 测量 的要 求 ，测量 系统 必须满足尺 寸小 、分 辨率 高 、稳定 性 和可 靠性 好 、时 间 响应快等特 点 ，提 出了采用 单 目视觉方法 中的聚焦法 ， 选用 CCD作 为传感器 ，用 三点法实现对机器人 的三维 位置测量 ，并用 Matlab和 V
标签： 机器人
上传时间： 2022-02-12
上传用户：
这是一篇哈尔滨工业大学2012年 物理电子学工学博士的毕业论文。相干多普勒激光雷达是测量遥感风场和运动目标速度的有力工具。相干多普勒激光雷达的发射源普遍使用单纵模激光器，而锁模激光所具有的宽频谱、窄脉宽、高峰值功率等特性使其在作为相干激光雷达发射源方面具有潜在的应用价值。本文从理论上和实验上对基于锁模激光的相干多普勒激光雷达进行了研究。 理论上，在单频外差探测原理的基础上，考虑了具有 m+1 个模式、纵模间隔为 ω 的本振光，与发生了 Δω 频移的信号光相干拍频后的理论模型，证明了相位差恒定的锁模激光可以实现相干混频，并可以通过低通滤波或 FFT 频谱分析的方式检测出差频信号。利用这一理论模型进行了数值模拟计算，分析了信号光在不同的频移值时的拍频波形，讨论了实现相干探测本振光与信号光应满足的条件。 基于相干多普勒激光雷达系统对发射光源的要求，进行了锁模激光器的实验研究。通过使用不同的锁模器件得到锁模激光输出，其中主动锁模和调 Q 主动锁模都获得了单脉冲宽度在百皮秒量级、锁模深度 100%、锁模几率 95%以上的稳定的锁模脉冲序列输出。对被动锁模、主动锁模、调 Q 主动锁模的激光输出特性进行了对比研究，主动锁模脉冲序列包络时间较长但峰值功率较低，而调 Q 主动锁模峰值功率高但包络时间较短，不同类型的激光输出为后续的相干测速实验提供了多种选择。 利用声光移频器模拟外差探测中信号光发生的多普勒频移，进行了锁模激光拍频实验研究，并与单纵模激光拍频实验结果进行了比较。使用锁模激光在频移为 30 ~ 80 MHz 的范围内进行了拍频实验研究，拍频波形及信号处理的结果均与理论分析相符， 测量结果的相对误差在 0.5%以下。 分别使用脉宽为 10 ns和 16 ns 的调 Q 单纵模脉冲进行拍频，在信号光频移为 150 MHz 时测量结果的相对误差分别为 3.7%和 1.6%。对比实验结果发现，调 Q 单纵模脉冲由于有限的脉宽限制了拍频后包络的数量，导致误差相对较大，而锁模脉冲序列由于具有较长包络时间，在测量较低频移值时仍具有较高的精度，即测量低速目标时更具有优势。在具有较长包络时间的同时，锁模激光还具有高峰值功率和窄脉宽的特点。使用光纤耦合的方式进行了相干拍频实验，得到了稳定的相干拍频波形，FFT 频谱分析的结果与设定值和理论分析相符。
标签： 激光雷达
上传时间： 2022-02-12
上传用户：
功能描述：该设备电路主要有非接触式体温测量模块、温度状态指示电路、显示电路、MCU主控芯片、电源管理电路、按键等构成。1、非接触式体温测量模块：采用GY-906-BCC非接触式体温测量模块，使用标准的IIC通信协议，温度范围0到50度温度范围内精度可达0.5度，通过校准后，测量分辨率可以达到0.02度，符合项目使用要求。2、温度状态指示电路：报警装置采用5V有源蜂鸣器，作为测温仪的超温报警。3、显示电路：采用0.56英寸共阳的三位数码管CL5631AG，显示温度值。4、主控芯片：主控板采用STM8S103K3T6C主控芯片，完全符合该项目的使用要求。5、电源管理电路：供电模块使用18650锂电池供电，内部有锂电池充电电路，可以使用标准的USB口进行充电。6、设备外壳：设备外壳采用3D打印技术实现。但为了简化使用，外壳就是多余部件，相关元器件和PCB板组成了测温仪的支持、固定功能。原理图：PCB：
标签： 红外测温
上传时间： 2022-02-13
上传用户：qdxqdxqdxqdx
超声波测距在智能机器人中的开发与应用摘 要：本文提出了在机器人控制中，使用软件方法实现超声波测距机器人避障功能的工作原理和设计 方法。该系统在使用过程中，测量精度高，机器人避障准确，可靠，真正实现了智能化控制。 关键词：机器人 超声波 测距 软件触发 Abstract： The 0n pnnc eanddesignm d10d ofu]U~ sordc are descx'~edindetail fora intenigencero~ ic ． ByI|8i“gthissystem，therobotmakesaccta~elyavoidingdmwhackhi# reliability． 1畸 wo阿s：ro tultro-sor~c聊 曲 喀sot~aretrigger 1 引言 在智能机器人的研制开发中，很重要 的一部 分就是机器人 要能实现避 障功能 ，即通过传感器 的作用 ，探测机器人行进道路 上是否碰到障碍。 若碰到了障碍 ，机器人应该 自动转向 ，躲避障碍 。 本文所介 绍的超声 波测距方法 ，应用 于 ET一18 Hem智能机器人中。通过超声波测距 ，该智能机 器人实现了对步进电动机的智能控制及运动控制 方式的灵活应用。同时，超声波测距作为一种非 接触 的检测方式 ，和红外 、激光及无线电测距相 比，在近距范 围内有不受光线影响、结构简单 、成 本低等优点 2 超声波测距基本原理 超声波是指频率在 2000Hz以上 ，不能引起正 常人听觉反应 的机械振动波 ，是物体 的机械振 动 在弹性介质 中传播所形成 的机械振动波。由于超 声波具有非常短 的波长 ，可 以聚集成狭小 的发
上传时间： 2022-02-16
上传用户：jiabin
STM32L4集成了DFSDM数字滤波模块，配合Σ-Δ器件使用，可进行高精度、高速率的AD测量。
上传时间： 2022-02-22
上传用户：
随着计算机技术的发展，仪器仪表领域也开始发生巨大的变化，从传统仪器智能仪器开始向虚拟仪器发展。虚拟仪器以其强大的存储、数据显示和数据分析优势，逐渐受到重视。虚拟仪器技术通过软件将计算机与仪器硬件相结合，很好地将计算机强大的数据处理能力和仪器硬件的现场测量、控制结合在一起。不仅降低了仪器的生产成本，还提高了仪器的性能，从而得到广泛的应用。另外，随着现代科学技术的进步，阻抗的测量逐渐成为各类电子产品的研究基础。目前，阻抗测量技术已在生物医学、工业测控、电力控制等领域有广泛的应用。为了满足高校实验室对电子元器件及其附属参数的测量需求，本文设计了一种基于虚拟仪器的阻抗测量系统本文通过将虚拟仪器技术与传统硬件相结合，设计实现了一种通过伏安法对阻抗参数进行测量的系统。其主要工作原理为：将阻抗的测量转换为矢量电压的测量再利用获得的矢量电压的实部和虚部的数字量与被测参数之间的关系，将其转换为待测量。本系统主要由硬件和软件两部分构成，硬件部分主要包括通过FPGA设计实现的信号源模块、阳抗矢量电压转换模块、相敏检波模块、AD转换模块和通信模块。其具体的实现主要为利用FPGA设计实现系统正弦激励信号与基准信号的产生：通过相敏检波将采集到的矢量电压信号进行实部和虚部分离：利用低通滤波器滤除干扰信号：再通过AD转换芯片将采集到的模拟电压信号转换为数字信号；通过系统总线将数据传输到计算机，并对数据进行处理和显示。软件部分是利用虚拟仪器软件 LabVIEW设计实现仪器的数据处理、显示和控制界面，并通过动态链接库的调用来执行仪器操作。
标签： 虚拟仪器
上传时间： 2022-03-10
上传用户：aben
压电材料由于其力电耦合特性，能有效地将机械能与电能进行转换，于是人们将其作为激励/传感器广泛地应用于各类工程领域。压电材料常常与受控柔性结构粘接成一体，作为传感器以及激励器，以达到抑制受控结构振动的目标。因此，研究压电智能结构的振动以及振动控制有重要的科学意义和实用价值本文基于压电材料与宿主结构之间的力电耦合特性，推导了拉普拉斯变换形式卜的压电智能梁结构的阻抗矩阵，并基于阻抗矩阵研究如何建立压电智能梁结构的频率响应数值模型以及由此模型计算系统动态响应的方法，本文还研究了速度负反馈控制器作用下压电梁的控制系统性能：PPF控制器下不同系统输入时，系统的动态性能；不同控制器参数下，控制系统的效果。计算结果表明，本文模型能有效地与各种控制策略相结合，研究压电梁的振动控制问题。最后，本文还尝试由阻抗矩阵模型建立系统的TF控制模型，对于单个矩阵元素，此方法能在指定频域内得到很好的近似模型，对于由许多单元组成的压电梁，本文方法得到的结果能识别部分阶频率，因此需要进一步研究。振动是大自然中最普遍的现象，在现实的工业工程及实际生活中，人们常常遇到各种与振动有关的问题。譬如，我们常用的各种音响设备、医疗超声检测设备、雷达等设备及设施中，就利用了振动含有积极意义的一方面；另一方面，机床的剧烈振动导致工件的加工精度达不到要求、飞机机翼的颤振、飞机轮船等振动噪声过大导致乘客感到不舒适等则是振动消极一面的具体体现。为此，人们常常对这些设备的系统模型进行分析、研究，以期对振动进行控制：一方面提高起积极作用的振动的强度或将其控制在人们希望的程度上：另一方面尽可能地将起消极作用的振动削弱，达到不影响工业生产及生活的效果
标签： 阻抗法
上传时间： 2022-03-11
上传用户：qingfengchizhu
建模、控制算法研究以及仿真试验都是燃气轮机研制过程中必不可少的环节，本文针对三者展开研究首先，采用容积惯性法代替牛顿-拉普逊法建立三轴燃气轮机非线性动态模型，并考虑变比热、引气与冷却等环节，通过与试车数据比较验证了所建模型具有良好的仿真精度。采用容积惯性法不但提高了模型的实时性，并且动态过程更接近真实燃气轮机运转状态。分析了容积惯性法建模中低转速阶段仿真时出现的参数振荡现象产生的原因，通过增加低转速特性数据消除了参数振荡，并提出了一种基于指数平衡与样条拟合的外推方法来获得低转速特性数据。通过低压压气机特性数据外推计算与分析，证明了该外推方法具有较好的准确性。然后，针对重型燃气轮机非线性强、惯性大和负载多变等特点，提出了一种基于深度信念网络的自适应控制器。该控制器结合了深度信念网络和传统PD控制器，其中深度信念网络作用是在线调整PID参数，而传统PD控制器负责控制量的计算与输出。通过数字仿真，验证了该控制器满足燃气轮机转速控制的要求，并且具有良好的自适应性，在燃气轮机不同工况下，能够对其转速进行准确控制，使得系统快速响应的同时无超调量。最后，针对燃气轮机硬件在环仿真平台的需要，设计了一种能够采集并模拟多种范围电压、电流与频率信号的接口模拟器。搭建了燃气轮机硬件在环控制平台，在试验前对接口模拟器以及控制器进行了标定与平台的实时性验证。在已有的控制器上，完成了基于RIX作系统的多任务嵌入式控制系统开发。通过硬件在环试验，进一步验证了本文设计的控制器具有良好的控制效果与较强的自适应能力关键词：燃气轮机，容积惯性，建模，仿真，自适应控制，深度信念网络，硬件在环
标签： 自适应控制
上传时间： 2022-03-14
上传用户：
本文以某油田数字化改造项目为背景，研究内容主要分为如下四个部分（1）三维激光扫描仪在扫描作业中会产生精度不符合项目要求的问题，导致后续的维模型精度无法达到要求。本文系统分析了扫描仪的误差来源，采用单边法和交叉双边法的标定实验方案，可以较快、较准确的检验三维激光扫描仪的精度，为后续数据获取奠定了良好的基础（2）传统的纹理图片采集方法没有规则，拍摄的图片较多，数据量较大，且有时会遗漏部分场景信息。通过对比分析研究前后几次采集的大量纹理图片数据，提出了一种快速、全面的纹理采集方法，提高了采集效率，降低了数据量。通过研究降噪、增强特征等算法，对纹理图片进行处理，获取了较好的模型显示细腻感。最后，通过对比实验分析了上种不同理贴图方法在模型真实度、内存占用量和操作易程度等力面的影响，得出各个贴图方法的优缺点及适用范围，为后续的高质量、快速度的纹理贴图提供了理论依据（3）针对地面激光扫描仪在点云拼接时出现无法识别标靶球的问题，分析研究了大量其它站扫描的点云数据和标靶摆放位置，提出了相应的摆放规则，提高了识别标靶的成功率和点云拼接效率。复杂的曲面类模型在正向建模软件中的操作难度较大，且操作复杂，作者通过转换格式将点云放置在逆向软件中使用曲面拟合建模方法进行三维建模，提高了建模效率。非规則类模型在通过交集、并集和差集操作时会出现模型消失的问题，经过实验和研究，详细提出了其建模步骤，减少了该类问题的出现。团队协同作业的模型整合阶段容易出现材质和模型重复问题，结合项目的建模技术要求提出了相关的模型建模规范，提高了模型整合效率
标签： 数据融合
上传时间： 2022-03-17
上传用户：XuVshu
战场环境是影响战争胜负走向的关键因素，其中地形是战场环境的主要构成。随着军事技术的变革、精确打击和精确斩首武器的运用，传统二维地图的局限性已经无法满足军事训练和军事指挥方面的需求。而对于当前的三维战场地形，快速进行地形模型构建、地形模型精细化以及海量数据可视化呈现的要求显得越来越高。因此，本文为构建真实的三维战场地理环境及可视化进行了深入研究。本文选用倾斜摄影技术与 Cesium可视化库进行真实三维地形的建立及可视化平台的搭建，以西安工业大学未央校区做为典型应用实例进行城市作战可视化开发。首先，本文介绍了三维实景建模与可视化相关理论；论述了在Web端进行可视化开发的优势；提出了倾斜摄影测量技术对三维战场地形构建时存在的问题及解决办法。其次，本文制定了战场环境多源数据采集方案以及基于 Smart3D多源数据融合建模流程。制作了三维战场地形数据并进行了模型质量分析，包括模型的纹理精度、几何精度和地理坐标精度。确保生成的地形数据满足逼真的可视化视觉效果及地形对地面人员装备的各种干涉作用的真实性最后，本文在前三章的基础上采用BS三层架构的方式，通过 Cesium、HTLM，JavaScript等语言进行战场环境可视化平台的搭建，实现了城市化作战的三维战场环境构建。同时本文基于 Cesium完成了模型单体化和模型驱动等功能本课题对三维战场地形环境构建与可视化研究具有重要意义。本文提出的战场环境构建方法可以运用到各种战场环境的构建，包括山地丘陵的作战地形环境构建、城市反恐作战等。通过可视化平台的加载可以直观、真实了解战场环境。通过模型驱动完成战场中各种演示效果。关键词：多源数据融合；倾斜摄影测量：三维建模；Cesium：三维战场环境可视化：CZML
标签： 数据融合
上传时间： 2022-03-17
上传用户：
