摘要：针对空间物体姿态快速测量问题,以构建视觉最小系统需求为依据,研究了一种基于二维主动位姿引导的单目视觉空间姿态测量方法,建立了单目相机、二维载台与倾角仪之间的姿态测量模型,实现了空间物体的姿态角的测量。该方法以大地倾角仪坐标系统一测量系统的测量基准,由精密二维载台引导单目相机覆盖地空大视野三维空间,通过前期标定设计完成了单目相机与二维载台之间的工装校准;建立了载台坐标系、摄像机坐标系以及大地倾角仪坐标系之间的姿态测量传递模型,实现了定轴旋转双视角拍照下的空间物体的姿态解算和角度测量。构建了实验验证环境,测角实验结果表明:在系统测量基准坐标系下,其俯仰角的测量误差≤0.82°,测量相对误差≤6.1%;其横滚角的测量误差≤0.43°,测量相对误差≤3.4%。

摘要：为提高大型复杂设备结构健康检测的效率和检测精度,文章提出一种具有无线传输功能的声发射传感单元的设计:其硬件包括测量传感器、校准传感器和电路板等;通过上位机软件实现无线组网、信号的自动采集和实时传输等功能。对该传感单元的无线传输距离和检测灵敏度等指标进行了测试。结果表明:该传感单元可实现24 cm厚水泥墙遮挡下40 m距离或空旷环境下80 m距离的稳定数据传输;无线组网信号同步精度优于10μs;能探测到碳钢板中8 m范围内0.286 m^(3)/h的泄漏率。该设计方法对于大型装备的声发射检测工程应用有参考意义。

摘要：为解决接触式供电中漏电、磨损、电能传输不良以及超声电源在加工中谐振频率漂移、跟踪速度慢、输出功率不稳定等问题,文章以STM32单片机作为主控系统,设计了一种频率和功率可调的非接触供电超声电源。根据采样反馈电路采集的电压电流相位差和有效值信号,采用锁相环和模糊比例积分(Proportional Integral,PI)控制相结合的方法对频率进行跟踪,并用传统PI控制法控制输出功率。在Matlab软件中搭建电源仿真模型,利用附加电阻、附加电感和附加电容模拟加工过程中负载参数的突变,对有频率调节和功率控制子系统以及没有子系统的电源模型分别进行仿真。仿真结果表明,电源输出功率稳定在248 W。当负载参数发生改变时,电源的谐振频率发生漂移,经过频率自动跟踪子系统的调节后,电源在0.01 s后重新回到谐振状态。此控制算法实现了频率快速跟踪和功率控制。

摘要：针对传统管道泄漏监测系统的空间分辨率易受探测脉冲宽度限制的问题,提出一种用瑞利后向散射(Rayleigh back scattered, RBS)响应区间边界结合空-频能量分布定位分布式光纤振动入侵事件的方法。利用空间频率能量分布显示RBS响应区间的左边界来表征振动入侵事件的准确位置。采用不同宽度的探测脉冲对设计的相敏光学时域反射仪(φ-optical time-domain reflectometer,φ-OTDR)系统进行振动检测实验,研究了RBS响应区间随探测脉冲宽度变化的特性。然后通过3种不同环境下的振动测试,验证了采用空-频能量和RBS响应区间边界相结合的方法进行振动定位的可行性和优越性,实验证明采用提出的方法,在采样率为50 MS/s时,系统定位精度为2 m。

摘要：叶片振动参数的实时监测是保障航空发动机健康运行的关键。传统的叶尖定时传感信号预处理方法会因转子转速变化范围较宽(20~20 000 r/min),产生较大的定时误差,影响叶片振动参数的辨识精度。通过分析采样率转换模型,提出了一种基于空域变换的叶尖定时信号预处理方法,将叶尖信号的等时间采样转换为等角度空间采样,实现高精度叶尖定时信号的获取;使用基于三阶拉格朗日插值的Farrow结构并通过流水线优化技巧,在现场可编程逻辑门阵列上实现了逻辑资源占用与数据处理速率的均衡设计。实验验证表明,该方法可以有效完成等空间角度采样,降低了转速变化的影响,在实时转速为1 000~8 000 rpm,基准转速为3 000 rpm时,无论采用前沿时刻鉴别还是采用双边沿时刻鉴别,本文采用的方法振动位移测量误差均在20.19μm内,远低于传统位移测量方法的测量误差,提高了叶片到达时刻及叶片振动位移的测量精度。

摘要：各类精密实验室及半导体生产厂房都具有隔振设计,但周围仍可能出现一些超限振动,为找到经隔振设施后转变为微振动的干扰源,需对检测信号进行微振盲源分类与识别;因瞬态微振动信号低频、低幅值、持续时间短的特性,传统振动信号分析手段很难解决此问题,因此本文提出一种基于K-medoids分类的场地微振动振源识别方法。将长期监测数据通过预处理后进行端点检测算法截取瞬态微振动信号;对提取到的信号进行归一化梅尔滤波系数特征提取,构成特征矩阵;将特征矩阵进行基于动态时间归整距离的K-medoids算法聚类,并对场地周围包含的振源数进行估计;对各分类结果进行混合高斯模型建模,采集怀疑振源的数据,并由模型概率阈值判断识别,找出影响严重的干扰源。利用某场地24 h长期监测数据进行实验,成功找到该场地平均幅值最大和出现频次最高的两类干扰振源,分类正确率达到90.57%,识别率达到96.8%,证明了本文方法的有效性和准确性。

摘要：叶尖间隙是航空发动机设计和试验的关键参数,直接影响发动机的工作效率和运行安全。航空发动机叶尖间隙的实时在线监测已成为测试大纲中的必备项目。随着新型航空发动机的发展,叶尖间隙测量技术进一步成熟和深入。介绍了叶尖间隙在线测量原理,阐述了系统典型结构及常用测量流程,归纳了叶尖间隙在线测量的6大关键技术,详细分析了放电探针法、光纤法、电容法、电涡流法和微波法等叶尖间隙测量方法的工作原理、性能特征、关键技术发展历程及未来发展方向,对比总结了各种方法的研究成果和最新产品,提出了叶尖间隙测量领域的发展趋势与展望,从6个方面总结了叶尖间隙测量领域的未来重点研究方向,为后续研究提供参考。

摘要：传统的舌头诊断会受到医生的知识、诊断技能和照明条件的限制,客观性和可重复性较差.因此,对舌诊进行客观化是很重要的.将光栅投影技术与双目视觉相结合是实现三维成像的常用手段.然而,舌头表面的津液会形成反射区导致相位展开失败,而且双目系统只能测量公共区域,边缘无法测量.为了获取完整的彩色舌面三维数据,提出了一种光栅投影的真伪混合双目三维重建的方法.将投影仪看成是一个逆向相机,对投影仪进行标定.由投影仪和左、右摄像机组成的两个伪双目系统,用于补充舌面过度曝光区以及舌面边缘的点云.为避免空间点的重复重建,从理想光栅图像出发,采用级次和极线混合约束的方法逐点分别向左、右相机寻找匹配点.对于左、右相机均匹配成功的点,采用真双目系统进行重建.对于单相机匹配成功的点,用伪双目系统进行重建.结果显示,光栅投影真伪混合双目的方法可以准确快速地获得完整的区域性反光阶梯块和真实舌面三维点云,上舌面舌苔特征明显,下舌面血管完整清晰,有助于舌诊客观化进行.最后,设计实验用测量半径为19.05 mm的陶瓷球对系统进行了精度验证,系统的测量偏差在±0.1 mm以内.

摘要：介绍了玻璃光学元件精密模压成形技术的原理、玻璃材料、模具制造、模具表面镀膜、结合有限元仿真的模压工艺优化和模压成形设备等核心技术的研究进展,并讨论了当前存在的问题。通过探讨玻璃模压成形技术在自由曲面、微结构、衍射结构表面和晶圆阵列等光学元件中的应用现状,对玻璃元件精密模压成形技术的发展趋势和挑战进行了展望。

摘要：在近红外光谱分析应用中,温度扰动导致的光谱变化对于定量分析的准确度影响较大。针对温度扰动识别及定量分析的需要,研究了基于双光谱二维相关谱(2T2D-COS)的光谱扰动分析方法。选择葡萄糖水溶液为样本,根据人体血糖浓度范围和在体组织温度范围设计实验,测量样本在浓度扰动和温度扰动下的透射光谱。对其进行基线校正和滤波预处理后,通过2T2D-COS分析得到浓度扰动和温度扰动下的异步谱。结果表明,温度扰动引起的交叉峰出现在强氢键结合水对应的特征吸收波长(1474 nm)和弱氢键结合水对应的特征吸收波长(1410 nm)附近,而葡萄糖浓度扰动引起的交叉峰出现在水分子对应的特征吸收波长(1450 nm)和葡萄糖分子对应的特征吸收波长(1595 nm)附近。为了定量分析样品温度,进一步提取了温度扰动异步谱交叉峰1410 nm波长下的切片谱,其在1410~1600 nm波段的相关峰强度随温度的升高而增大,与样品温度之间具有较好的相关性;选择波长(1475±4)nm范围内的切片谱,对谱峰强度积分后进行线性拟合,建立样品温度的线性回归模型,对温度的预测均方根误差可以达到0.1259℃。以上结果表明,双光谱二维相关谱只需要对两条光谱进行运算,就可以通过异步谱中交叉峰的位置判别扰动来源,还可以根据交叉峰的强度对温度进行定量分析,且只需要较窄特征波段的光谱就可以建立高精度的温度预测模型,为简化在体光谱测量系统的设计,减少在体温度变化的影响提供了重要参考。