中国科学院科研装备研制项目(090206A01Y)
- 作品数：9 被引量：128H指数：5
- 相关作者：周维虎董登峰刘娇月杨聚庆张滋黎更多>>
- 相关机构：中国科学院光电研究院河南工业职业技术学院北京工业大学更多>>
- 发文基金：中国科学院科研装备研制项目国家重大科学仪器设备开发专项国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术电子电信机械工程更多>>
- 光束平差在激光跟踪仪系统精度评定中的应用被引量：29
- 2012年
- 对自主研制的激光跟踪仪的精度评定进行研究,以期解决大尺寸空间坐标测量系统的空间坐标精度难于评定的问题。考虑现场环境条件、仪器状态和操作者技能等因素对测量精度影响都很大,提出了基于光束平差原理对激光跟踪仪系统进行精度评定的方法。通过Matlab软件对激光跟踪仪的精度评定进行了仿真,仿真结果显示光束平差法能客观地反映激光跟踪仪的测量精度。另外,使用Faro生产的激光跟踪仪进行了实物实验,实验结果显示其水平角精度σH为1.97″,垂直角精度σV为2.61″,测距精度σD为3.75×10-6,对比Faro生产的激光跟踪仪精度(σH=2.0″;σV=2.0″;σD=4μm)可证明采用光束平差法评定自主研发的激光跟踪仪测量精度是正确、可行的。该方法为探索激光跟踪仪新的应用技术、开展面向对象的测量不确定评定奠定了基础。
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- 关键词：激光跟踪仪
- 激光跟踪仪精密跟踪系统的设计被引量：42
- 2016年
- 对激光跟踪仪的跟踪伺服控制系统进行了整体研究并给出了总体设计方案。针对跟踪目标的精密探测问题,研究了新型探测手段以及微弱光电信号的精细调理技术与数字滤波方法,使得脱靶量探测稳定性优于±2.0μm。针对跟踪角度精密测量问题,设计了圆光栅数据采集系统,实现了角度脉冲的细分、辨向与准确计数;基于谐波分析方法建立了跟踪过程中的误差补偿模型,将角度测量精度由3.5″提高到1.5″。建立了跟踪伺服电机的数学模型,分析了电流环在跟踪控制中的作用机理,提出了电流、速度、位置三闭环控制结构和复合跟踪控制策略。跟踪实验表明:系统最远跟踪距离不小于41.7m,跟踪速度不低于2.0m/s。该项技术还能为空间动态目标跟踪、激光通信等提供有益借鉴。
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- 关键词：激光跟踪仪跟踪控制
- 基于数字微镜阵列的协同目标跟踪系统设计
- 2014年
- 针对多镜头目标跟踪系统协同性差及单镜头系统目标跟踪观测过程中视场小、无法实现宽视场跟踪的现状,设计了能同时实现宽视场跟踪窄视场局部目标检测的协同跟踪系统。该系统基于数字微镜阵列高反射率、高性能视场分割的特点。验证实验中,宽窄视场分割系统实现了50ms的协同成像周期;窄视场像中心调整系统不超过2%的绝对位置误差,为局部目标光束中心难以与窄视场成像系统视轴重合问题的解决提供了实验依据。
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- 关键词：DMDCCD
- 基于PSD的激光跟踪仪光电瞄准技术应用与研究被引量：4
- 2015年
- 光电瞄准与定位技术是空间运动目标动态跟踪测量的关键技术,起到目标捕获与运动位置偏差精确指向作用。基于光电位置传感器(PSD)对激光跟踪仪的光电瞄准和跟踪定位控制技术进行了分析研究与设计,提出了光电瞄准控制方案,设计了探测光路,分析了PSD误差修正与信号处理。经过实际样机测试,静态定位测量精度达到6μm,随机动态跟踪测量速度大于1 m/s。
- 刘娇月杨聚庆董登峰
- 关键词：PSD
- 激光跟踪仪测角误差补偿被引量：38
- 2014年
- 由于激光跟踪仪的角度测量精度直接影响仪器的测量精度,本文提出了用自准直仪结合多面棱体对跟踪仪金属圆光栅测角误差进行离散标定的方法。研究了基于谐波分析的误差补偿方法,取金属柱面圆光栅测角误差中幅值较大且相位基本不变的谐波分量建立了补偿模型,避免了最小二乘法不收敛的问题。分析了标定测角误差的不确定度,结果显示:水平测角精度补偿前后分别为1.60″和0.90″,俯仰测角精度补偿前后分别为4.89″和0.91″,精度分别提高了44%和81%,从角秒级提高到了亚角秒级。结果表明,提出的方法可为激光跟踪仪水平和俯仰轴系提供测角误差补偿,对类似测角系统的误差补偿也有参考价值。
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- 关键词：激光跟踪仪误差补偿谐波分析
- 样条函数在激光跟踪仪测距补偿中的应用被引量：5
- 2012年
- 激光跟踪仪测距精度取决于激光干涉仪(IFM)和激光绝对测距仪(ADM)的精度,就目前技术水平而言,IFM测距精度远高于ADM测距精度,因此需要对ADM测距误差进行修正。本文采用三次样条函数对激光跟踪仪全程ADM测距误差进行修正,并与线性误差修正方法进行了对比,结果显示三次样条函数能够更好地拟合误差曲线,改善修正后残余误差的均方差,均方差为0.007 mm,优于最小二乘直线拟合,从而提高激光跟踪仪测距精度和空间测量精度。
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- 关键词：激光跟踪仪三次样条
- 激光跟踪仪光电跟踪伺服控制系统设计被引量：6
- 2015年
- 针对激光跟踪仪光电跟踪伺服控制系统高精度、快速、实时等使用性能要求,分析了光电跟踪伺服系统的结构方案与功能组成,提出了电流、速度和位置"三环反馈+模糊校正"的控制结构,设计了模糊PID控制算法,进行了电机、伺服器、圆光栅、DSP等关键部件选型设计。经过实际样机跟踪性能测试,随机动态跟踪性能良好,系统测试最大角加速度超过200°/s2,跟踪角速度达到40°/s,跟踪仪速度闭环带宽≥23 Hz。测试结果表明,系统动态跟踪性能达到设计指标要求。
- 刘娇月杨聚庆董登峰
- 关键词：光电跟踪伺服控制模糊控制
- 激光跟踪仪相位法绝对测距研究与设计被引量：3
- 2015年
- 基于激光跟踪仪对绝对测距的技术要求,叙述了系统的测量原理,设计了激光相位法测距的激光跟踪仪ADM单元。阐述了基于混频、外差探测和相位测量的差频鉴相式激光测距系统总体设计方案和相关技术,构建了信号发射和接收测量总体系统构架,对信号模块、硬件电路实现和器件选用做了具体描述。进行了系统调试及相关测量实验,结果表明该激光绝对测距单元达到了仪器整体设计指标要求。
- 刘娇月杨聚庆纪荣祎
- 关键词：激光跟踪仪混频差频相位测量
- 激光跟踪仪的光电瞄准与定位系统被引量：16
- 2015年
- 考虑激光跟踪仪的光电瞄准与定位直接影响仪器的整体测量精度和使用性能,讨论了激光跟踪仪的光电瞄准和跟踪定位控制技术并提出了光电探测瞄准、信号调理采集、数字处理及智能跟踪伺服的系统整体技术方案。对系统关键部件进行选型,利用角锥棱镜和位敏探测器(PSD)作为光电探测核心,设计了探测光路和信号处理电路。研制了系统样机,搭建了目标位移量标准测试平台,对样机光电瞄准系统探测信号进行了测试。测试结果显示:采用该设计方案设计的激光跟踪仪样机的静态定位测量精度达到6μm,随机动态跟踪测量速度大于1m/s。结果表明:提出的方法可解决激光跟踪仪定位精度低、动态跟踪效果差等常见问题,可为研制高精度、大范围、大尺寸测量仪器提供技术参考。
- 刘娇月杨聚庆董登峰周维虎
- 关键词：激光跟踪仪光电跟踪信号处理
