1 东南大学土木工程学院江苏省工程力学重点实验室，江苏 南京 211189
2 山东理工大学交通与车辆工程学院，山东 淄博 255090
对棱镜分光式单目立体视觉系统进行了深度方程的推导，修正了棱镜位姿偏移引入的成像误差，分析了位姿引起的成像视场变化。该系统由一个相机与两个具有相同参数的双棱镜组成，相机单次拍摄可获取两幅具有视差的子图像，这可视为两个具有一定夹角的虚拟相机同时成像。采用虚拟点模型与光线追踪法推导深度方程，建立视差与深度方程参数之间的关系，进一步研究了系统中物距与夹角对图像深度信息与视差的影响。棱镜组的人为放置，不可避免地引入位姿误差，进而影响每个成像通道中的成像视场。基于棱镜的旋转与偏移，建立了修正的虚拟点模型，并深入研究了棱镜组位姿对系统成像与视场产生的影响；最后通过实验验证了理论与推导的有效性与准确性。
测量 单目立体视觉 棱镜位姿 深度方程 系统误差 视场评估
朱喻成 1,2,4范旭凯 1,2,3彭天骥 1,2,3,4,*范德亮 1,2,3,4[ ... ]田旺盛 1,2,3,4
1 中国科学院近代物理研究所兰州 730030
2 先进能源科学与技术广东省实验室惠州 516029
3 惠州离子科学研究中心惠州 516000
4 中国科学院大学北京 100049
为了预估在铅铋流量计标定过程中气缸驱动换向器因气缸正反行程不对称而造成的系统误差，实现对气缸驱动换向器的B类不确定度分量的先验分析，探究B类不确定度能否准确反映换向器引入标定相对系统误差的大小，本文基于计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法提出了一种用于开式换向器的双向耦合计算方法，对不同流量工况、不同力矩驱动下换向器使用行程差法得到的B类不确定度分量以及不同计时方式、换向器喷嘴出口不同速度分布下的标定相对系统误差进行了计算，并对气缸驱动换向器的运行特性进行了分析。结果表明：气缸推力越大，换向器B类不确定度越小；相较于采用行程起点或终点作为计时时刻，将换向器挡板运动至行程中点作为计时时刻，换向器引入的标定相对系统误差最低，为其他两种计时方式的1/7~1/30；换向器B类不确定度的大小可以反映使用不同计时时刻的换向器引入相对系统误差的包络值。
铅铋流量计 流量计标定装置 换向器 不确定度 系统误差 Lead-bismuth flowmeter Flowmeter calibration facilities Diverter Uncertainty Systematic error
1 海装驻武汉地区第七军事代表室， 湖北 武汉 430223
2 华中光电技术研究所 — 武汉光电国家研究中心， 湖北 武汉 430223
为了减小原子重力仪的体积来提高其实用性，基于电光相位调制器的拉曼光是一个很有吸引力的方案。但是会因此产生额外的激光边带，对绝对重力测量带来很大影响。为了保证绝对重力测量准确度，针对贡献最大的拉曼光多余边带效应，通过理论模型与调制实验相结合的方式，实现其对重力测量影响的优化与评估。实验结果证明了多余边带效应评估方法的准确性，并将其不确定度评估至20 μGal。
电光相位调制器 拉曼跃迁 原子干涉 绝对重力测量 系统误差评估 electro-optic phase modulator Raman transition atom interferometry absolute gravity measurement evaluation of systematic errors
南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
在高精度的干涉检测中，干涉仪系统误差的标定越来越重要。根据立式斐索干涉仪的结构特点，采用液面作为平面基准，对参考平晶的自重变形量以及夹持形变进行补偿校准，对其系统误差进行标定。理论上，液面和地球半径的曲率相同，可认作平面基准对立式结构干涉仪的系统误差进行标定。针对Φ300 mm立式斐索干涉仪，研究了不同的液体粘度、液体厚度、干涉腔长和环境温度对液面测量的影响，构建了可靠的液面基准。通过液面基准，指导干涉仪参考平晶的装调校准，对其系统误差进行补偿，干涉仪精度达到0.035λ，优于λ/25。为了进一步验证液面基准的可靠性与准确性，进行了重复性实验，并且采用Φ400 mm的液面和Φ450 mm的液面进行比对测试，两次标定结果的偏差优于λ/100（6 nm），验证了液面基准的可靠性与准确性。
干涉测量 液面基准 表面形状测量 系统误差 interferometry liquid reference surface shape measurement system error 红外与激光工程
2022, 51(2): 20210880
1 邵阳学院信息工程学院，湖南 邵阳 422000
2 中南大学自动化学院，湖南 长沙 410083
3 中南大学物理与电子学院，湖南 长沙 410083
微型光纤光谱仪由于具有小型化、集成化、检测速度快等特点，适合用于工业现场多组分物质的在线检测。针对微型光谱仪由于受到仪器杂散光、光度噪声和光源波动等因素的影响，导致测量光谱信号精度差的问题，提出了一种面向微型光谱仪在线检测的光学系统误差校正方法。该方法首先使用光谱仪在线测量光谱强度，并通过参考溶液和待测溶液获取光谱信号；其次，通过提出的自适应小波阈值去噪法，消除光谱信号的光度噪声，提升光谱信号的灵敏度；然后，提出了一种基于双波长光强比值不变性的光源稳定方法，动态消除光源误差；最后，对铜钴离子的光谱信号进行动态校正，并对校正曲线进行性能分析。结果表明，所提出的方法简单快速，适用于光谱信号的动态校正，以满足多金属杂质离子在线检测的需求。
微型光纤光谱仪 多金属离子检测 光学系统误差校正 自适应小波阈值法 激光与光电子学进展
2022, 59(3): 0307001
强激光与粒子束
2021, 33(9): 099001
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
针对旋转双棱镜系统解算困难、误差源众多和指向精度较低的问题，提出了一种补偿旋转双棱镜指向系统转角的修正方法，采用求偏导和建立全微分方程的方法建立光束指向误差与棱镜转角误差关系，解算出补偿角。经实验验证：在99.57%的指向区域中，指向偏差最大值由1.8742°降低为1.4753°，均方根由0.1401°降低为0.0893°，补偿棱镜转角修正方法可有效提高指向精度。
激光通信 旋转双棱镜 指向模型 偏差修正 系统误差 laser communication rotating biprism pointing model deviation correction system error
中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所, 沈阳 110000
在机载多源信息融合领域, 针对空间量测系统误差对状态估计精度造成的不利影响, 提出了一种改进的误差估计与补偿算法。对于数值不变的系统误差, 通过最小均方误差参数估计方法可以定量获得量测偏差中的确定性部分; 将误差配准与目标航迹估计整合进行, 有效提高滤波的精度。仿真结果表明, 该改进算法能够有效抑制系统误差的影响。
多源信息融合 系统误差配准 卡尔曼滤波 fusion of multi-source information system error registration Kalman filtering
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
关节型激光传感器是一种新型的基于非正交轴系架构的非接触式三维坐标测量仪器,测量时需保证系统左右单元激光束精密交会。因此,实现高精度激光光斑中心定位是保证其测量精度的前提和基础。光斑中心定位误差分为随机误差和系统误差两部分。对于随机误差,采用边缘阈值法进行消除;对于系统误差,提出一种基于非线性最小二乘拟合的补偿方法。基于直线度误差评定方法,对激光光斑中心定位和补偿方法的效果进行对比分析。实验结果表明,所提方法能将质心法的定位精度提高至0.12 pixel,明显优于现有其他方法,满足关节型激光传感器的高精度测量要求。
激光与光电子学进展
2021, 58(14): 1412002
误差配准问题是雷达组网中首先要解决的问题,以此来精确估计和消除系统误差。扩维滤波能够对系统误差进行实时估计,但计算量随维度增加而增大；双阶卡尔曼滤波能够大大减少计算量,但易出现计算误差发散。在研究ASEKF与TSEKF算法的基础上,将数值稳定性高的平方根滤波与TSEKF算法相结合,并引入序贯思想,提出一种基于SSR-TSEKF的误差配准算法。仿真结果表明,新算法在降低计算量的基础上,有效提高了滤波稳定性。
雷达组网 系统误差 序贯平方根 双阶扩展卡尔曼滤波 误差配准 radar networking systematic error sequential square root two-stage extended Kalman filter error registration
