随着高端装备尤其是航空航天光电装备的发展, 基于传统电磁感应原理的电机功能部件已难以满足系统不断提高的轻量化、精密化、智能化要求。以压电陶瓷为换能装置, 以定动子摩擦界面为传力介质的超声电机因其功率密度大、响应速度快、电磁兼容性好、断电自锁、低速直驱、构型灵活等优点, 已成为光电装备在高精度运动和定位控制方面性能提升和换代的重要选择。

为了克服传统超声电机测控系统参数调控不灵活、特性测试分析不全面、控制算法效率低等问题, 本文介绍了一种能对超声电机主要机电参数进行测量和控制的实验系统。依据超声电机参数特点与输入输出特性提出了测控系统总体方案。针对变预压力特性与温度特性难以快速获取的问题, 设计了以电动缸为出力源的预压力施加装置和以薄膜热电阻为敏感源的界面温度采集装置; 针对高频激励信号难以灵活产生和实时采集的困难, 设计了多参数可调的驱动与采集电路; 针对电机特性测控低效、过程不够规范的问题, 形成了标准化测控流程, 尤其是提出了能够精细化分析瞬态特性的同步采集和控制流程。测试结果表明, 本系统覆盖了超声电机主要的8项控制参数与13项状态参数, 能够实现控制参数的在线精确调控与状态参数的快速测量, 测试效率较传统的超声电机测控系统提高了30%, 为超声电机的动力学建模、特性评估及运动控制算法研究提供了较为完善的测控手段。

为了提高超声电机的环境适应性与能量转换效率, 本文分析并制造了宽温域低损耗的新型压电材料与摩擦功能材料, 提出了通过相结构调控、增加第三组元、引入偶极子缺陷钉扎畴壁等手段制备宽温域低损耗压电陶瓷材料的设计与制造方法; 为了提高超声电机摩擦界面能量传递效率及环境适应性, 设计了具有高摩擦系数、低磨损率且耐高温的聚酰亚胺复合材料。结果表明, 与传统材料相比, 新型压电陶瓷材料具有低介电损耗、高机械品质因数及高温度稳定性的优势, 使超声电机的能量转换效率提高3.3%, 而新型聚酰亚胺基摩擦材料在摩擦系数、耐磨性以及温度范围等指标上均有明显提高, 使电机的最大效率提高了6.19%。综合两种新型材料后, 超声电机的最大效率提升了13.6%, 可靠工作温度从-40~70 ℃提升至-60~120 ℃。本文提出的压电与摩擦功能材料既增强了超声电机的环境适应性, 也改善了电机输出性能, 对超声电机在航空航天等高端装备中的应用具有重要的意义。

预压力是保证超声电机定转子摩擦驱动的关键因素, 开展预压力特性分析及优化方法研究对于提升电机性能及使用寿命具有重要意义。本文通过仿真分析了预压力对接触角及驱动区占比的影响,实验测试了预压力变化时的速度波动规律,并绘制了在不同预压力和转矩下的速度与效率曲面; 借助编码器与薄膜温度传感器获取了不同预压力条件下电机工作200 s的速度与定子界面温度的变化过程。综合上述分析结果, 提出了一种面对不同应用场合的预压力优化准则, 确定了预压力的理想工作区间。实验结果表明, 伴随着预压力的增长, 接触区与驱动区同步扩展, 同时驱动区占比逐步减小, 在一定程度上能减小速度波动, 电机最大效率点逐渐向大转矩方向移动, 且机械效率在某个预压力下存在最高值, 而界面温升则呈现先增大、后减小再增大的趋势。根据所提出的优化准则确定出TRUM60A型超声电机预压力较为理想的工作区间为260~320 N, 在该预压力范围内, 超声电机既能较好地满足低速稳定、温升小的要求, 又能使制动力矩和机械效率达到理想范围。

由于超声电机压电材料、摩擦材料、接触界面的非线性, 速度平稳性和位置控制精度不高, 这在一定程度上制约了它在高端精密装备中的应用。本文介绍了一种实现超声电机速度、位置高精度控制的方法。从连续运动与步进运动两个维度分析了超声电机的速度调控机理, 阐明了速度波动的误差来源, 建立了以幅值、频率为输入量, 融合稳态环节与动态环节的速度模型。为了准确预测步进位移量, 建立并辨识了启动-关断两段式二阶速度模型; 接着采用双环复合控制算法实现了高平稳性速度控制, 并通过驱动参数优化实现了电机的高分辨率位置控制。最后, 运用分段逼近策略实现了高精度定位。实验结果表明, 在速度控制方面, 采用双环复合方法控制的速度平稳性为0.44%, 相比单速度环的控制效果提升了一倍; 在位置控制方面, 超声电机的开环位置分辨率达到了0.375 μrad, 定位精度达到了1.7 μrad。本文提出的控制方法综合了不同参数及不同环路的调控特点, 有效提高了超声电机的速度与位置控制精度, 为超声电机在精密装备中的拓展应用奠定了基础。

针对工业检测中对微米量级测量精度、秒级测量时间的检测需求, 提出了全视场外差短相干形貌测量方案。本方案采用短相干光源, 实现大步长测量, 节约扫描时间; 采用全视场外差技术, 实现干涉轮廓的快速反演, 在抑制振动、直流噪声对测量精度影响的同时, 提高数据反演的效率。搭建了实验验证系统, 对测量时间和测量精度进行了实验验证, 结果表明, 系统的探测时长小于10 s, 测量精度优于2 μm。后续经进一步优化设计, 探测时间可小于5 s, 探测精度优于微米量级。该方案具有测量速度较快和测量精度较高等优势, 在对效率要求较高的工业检测领域具有一定的应用前景。

在动态光散射技术中, 光强自相关数据中信号噪声对测量结果的影响, 主要取决于颗粒粒度反演算法。在多角度测量时, 角度加权则成为左右噪声对测量结果影响的又一重要因素。本文在多角度动态光散射角度加权机理分析的基础上, 研究了光强均值和迭代递归角度加权方法对测量信号噪声影响的抑制作用。结果表明, 无信号噪声时,对于单峰小粒度分布,迭代递归方法加权对小颗粒粒度分布略有展宽; 对于中、大颗粒, 光强均值法进行角度加权所得的峰值误差略有增大; 随着噪声的增加, 迭代递归法加权所得反演结果的性能指标无显著变化, 而光强均值法进行角度加权所得结果的峰值误差和分布误差均呈显著增大的趋势。306/974 nm标准双峰颗粒体系光强均值法和迭代递归法的反演峰值误差分别为0.170/0.121, 0.092/0.097, 迭代递归法峰值位置更准确, 能够验证模拟数据的结论。迭代递归法通过各个散射角逐次反演和比较粒度分布重新计算角度权重, 这种通过角度权重更新的“修正”作用, 在很大程度上抵消了噪声导致的粒度分布误差, 从而显现出抵御噪声影响的“去噪”性能。因此, 在测量噪声较大的环境下, 宜采用迭代递归方法进行多角度加权。

为了进一步提高激光光束用作直线基准的精度, 建立了基于反射镜平动式光束稳定器以及两点式光束漂移分离法的高精度激光光束准直系统。首先, 对系统中基于反射镜平动的光束稳定器进行研究, 对其光束偏转原理以及影响因素进行分析, 并对两点式光束漂移分离方法进行介绍。然后, 对光束偏转单元的分辨力以及偏转范围、所使用的压电陶瓷非线性和迟滞特性、以及光束偏转单元的频率响应特性进行实验测试。最后, 对该激光准直系统的激光光束准直精度进行测试。实验结果表明: 本文提出的光束偏转单元在120 μrad范围内的光束偏转分辨力可以达到5 nrad, 频率响应特性高于2 kHz; 最终激光准直系统的准直精度在二维方向上分别达到1.9×10-8 rad和2.1×10-8 rad, 相对于现有技术约提高了3倍, 满足激光光束用作高精度直线基准的需求。

相位延迟-电压曲线的精确标定是向列型液晶可变相位延迟器能否实现高精度偏振测量的关键。为了提高液晶相位延迟的测量精度, 建立了一套精确高效的自动测量系统。首先, 提出了一种新的测量方法, 该方法综合了光强法、索累补偿器法以及等偏离测量技术, 可以解决现有方法测量精度低或效率低的问题。在此基础上建立了测量系统, 并利用Labview技术实现了系统的自动化测量, 进一步缩短了测量时间。最后, 对系统的测量误差、重复精度以及工作效率进行了实验验证。实验结果表明, 系统延迟测量误差小于0.057 5％λ, 重复精度小于0.019 7％λ, 可在30 min内完成100个延迟采样点的自动化测量。该系统适用于可见光范围内液晶可变延迟器相位延迟-电压曲线的精确标定。

提出一种基于可见光通信与双目视觉测量的高精度室内定位方法, 旨在为室内移动机器人提供一种精度高、成本低、不易受干扰的室内定位方案。该方法利用双目视觉传感器对LED光源进行成像测量, 利用惯性测量单元传感器记录成像测量的三维姿态角, 并通过可见光通信技术获取LED光源的坐标信息, 最终计算双目视觉传感器相对于LED光源的三维坐标。根据该方法研制了一款基于可见光通信与成像的定位模块, 该模块可以利用单个或两个LED光源进行成像定位。当定位模块采用1 280×720分辨率的图像时,在2 m×2 m×3 m室内环境中可实现厘米级移动定位, 定位频率大于5 Hz; 当利用两个相距60 cm的LED光源进行定位时, 在三维方向上的定位误差均小于5 cm, 同时能够提供小于1.4°的定向纠正。该方法可以为室内移动机器人提供厘米级定位导航服务。

利用严格耦合波理论分析了用于520 nm波长飞秒激光制备光纤光栅的相位掩模的衍射特性, 当相位掩模是矩形槽形时, 占宽比在0.32~0.43之间, 槽形深度在0.57~0.67 μm之间时, 能够保证零级衍射效率抑制在2%以内, 同时±1级的衍射效率大于35%。在此基础上, 利用全息光刻-离子束刻蚀技术, 制作了用于520 nm波长飞秒激光的周期为1 067 nm、有效面积大于40 mm×30 mm的相位掩模。实际制作的相位掩模是梯形槽形, 槽深是0.665 μm, 分析了梯形槽形中梯形角对衍射效率的影响。实验测量表明, 该相位掩模的零级衍射效率小于2%, ±1级衍射效率大于40%,满足飞秒激光制作光纤光栅的需要。

为了解决多线激光雷达在三维空间重构任务中数据吞吐量过大导致运算负担过重以及扫描俯仰范围有限的问题, 本文提出了一种利用单线激光雷达与惯性测量单元GNSS/INS相互结合的多站点扫描空间重构方案及相应解算方法。首先使用单线激光雷达扫描待测空间获取三维尺度信息, 然后将点云数据与对应的任意方向的航向角相结合, 再利用四元数姿态解算获取各站点扫描的点云图像。为提高计算效率, 使用迭代最近点算法实现站点间点云配准时, 对待匹配点云数据筛选并更新。实验结果表明: 在保留点云数字特征前提下, 单线激光雷达与GNSS/INS系统能够提高76%的运算速率。本文提出的硬件方案和解算方法不但能够实现较高的配准精度, 与多线激光雷达方案相比工程成本也得到显著下降。

彩色共聚焦技术因其高分辨率、高测速的特点, 在表面形貌测量领域备受关注, 然而现有的彩色共聚焦技术多为单点测量, 一定程度上限制了测量效率。本文在彩色共聚焦技术的基础上, 以DMD作为光分束器件, 结合自主研发的大口径色散管镜, 利用面阵彩色相机作为光电接收器件, 研究和建立了基于数字微镜器件的并行彩色共聚焦实验平台, 实现了对被测物面上多个探测点的并行图像处理。最终, 利用所搭建的并行彩色共聚焦测量系统, 对50 μm高的台阶和自制台阶进行了测量, 并对硬币的表面形貌进行了三维恢复。实验结果表明, 该测量系统的轴向测量范围为300 μm, 测量精度达到微米级; 同时, 能够较好地恢复硬币的表面形貌特征, 具有较好的测量效率与可靠性。

鉴于对高精度高时空分辨率大气探测资料日益增长的科研和业务需求, 我国正大力发展星载红外高光谱探测系统。星载红外高光谱干涉仪光机结构复杂, 仪器状态会显著影响其定标精度。本文通过理论分析和仿真实验, 分别讨论了内黑体发射率、低温黑体发射率、内黑体与环境温度差、非线性系数以及直流电压演算等误差敏感性因子影响辐射定标精度的特征。分析表明: 定标辐射偏差的绝对值与内黑体/低温黑体发射率呈线性关系, 且与内黑体与环境温度差、非线性系数、直流电压呈正相关; 提高内黑体发射率和低温黑体发射率到0.985以上、控制内黑体与环境温度差在0.6 K左右、控制干涉仪的非线性效应系数低于0.04, 这些方案均是实现0.1 K辐射定标精度的必要条件; 辐射定标参数对定标辐射的影响特征结合地面真空实验的定标参数估计, 可以迭代得到已测得和未知的定标参数的最优估计, 从而提高定标精度。本文的研究结果对于红外高光谱干涉仪的参数设计以及辐射定标误差来源的识别和订正有着十分重要的意义。

波长调谐移相干涉技术是通过改变光波长来计算相位的。为了减少可调谐激光器在变波长进行移相时光功率的随机变化对相位计算产生的误差, 本文提出了一套光强实时反馈控制系统和同步校准方案。首先分析了光强在某一范围内的随机变化产生测量误差, 并选用合适的光电检测设备搭建了一套光强控制系统。该系统能够将光信号转化为电信号, 并通过PID来实现对光强的控制。实验结果表明, 本系统能够将光强的变化范围控制在±0.002 mW以内, 其响应速度达到600 kHz, 已远远超过干涉仪CCD的取图速度。最后, 对口径为50 mm的光学元件进行表面形貌检测, 加入本控制系统后, 面形精度的测量指标PV值和RMS值分别提高了1.53×10-2λ和2.43×10-3λ, 表明本系统在高精度的光学元件检测领域具有重要的实用价值。

为提高现有数控机床空间误差分析方法的准确度, 本文基于阿贝原则对齐次转换矩阵(HTM)几何误差补偿模型进行优化。首先, 推导出XYFZ型三轴机床适用的HTM几何误差补偿模型并给出模型正确使用的前提条件; 然后, 基于阿贝原则分析了三轴机床的空间误差传递机理, 指出阿贝误差对机床定位精度的影响, 给出理论计算公式并在机床运动轴上进行实验验证; 最后, 基于阿贝原则和布莱恩原则对现有的HTM几何误差补偿模型进行优化, 采用该模型拟合体对角线空间误差, 并与实测机床体对角线误差进行对比验证。现有HTM几何补偿模型可将机床空间误差由41.15 μm补偿至16.37 μm, 补偿率为60.22%; 优化后的补偿模型可将机床空间误差补偿至5.32 μm, 补偿率为87.07%, 提高了26.85%。实验结果表明, 优化后的补偿模型更加合理, 进一步改善了空间误差的补偿精度。

为了研究不同石墨烯发声器结构对热声效率的影响, 建立了石墨烯发声器的声压解析模型, 对单层石墨烯发声器、多层石墨烯发声器以及镍铬基的泡沫石墨烯发声器的发声效率进行了理论与实验研究。首先, 介绍了石墨烯发声器的工作原理, 建立了石墨烯发声器的周期性温度变化模型和声压解析模型。然后, 实验研究了单层石墨烯发声器、多层石墨烯发声器以及镍铬基的泡沫石墨烯发声器的热声效率。实验结果表明: 在14~25 kHz内, 施加6 V交流电, 测距为6 cm的条件下, 单层、多层和泡沫石墨烯发声器的最高SPL分别为35.19, 20.36和33.42 dB, SPL理论值最高约为37.45 dB。具有较低电阻, 较低比热容, 较高导热率的石墨烯发声器可以获得较高的热声效率和声压。

为解决有限热控资源下卫星多个光学遥感载荷及平台单机的热控问题, 对该卫星采取主、被动热控相结合的设计方案。首先, 根据卫星自身特点、热控需求及轨道外热流确定热设计的总体方案; 接着, 针对光学载荷和平台重要单机进行详细热设计说明, 并利用有限元分析软件计算卫星各组件的温度结果; 然后, 开展整星热平衡试验, 获取试验温度结果判断热设计的正确性; 最后, 通过对比卫星在轨遥测、热分析及热试验温度数据, 验证了该热设计方案的实际效果。在轨遥测数据显示: 主载荷相机温度控制在19.7~20.3 ℃之间, 光学小载荷温度控制在-31.2~6.6 ℃之间, 舱内单机温度在9.7~29.5 ℃之间。各温度结果均满足热控指标要求, 在轨数据与热分析及热试验结果偏差小于±3 ℃。表明该光学遥感卫星热设计正确可行, 热分析及热试验过程合理可靠。

为增强5XXX系铝合金表面的耐蚀性能, 利用脉冲激光沉积技术制备了Al0.8FeCoNiCrCux高熵合金(HEA)涂层。利用XRD, SEM和电化学工作站分析了Al0.8FeCoNiCrCux高熵合金的相结构、微观组织和耐腐蚀性能。结果表明: 随着Cu含量增加, 合金的相结构由BCC1和BCC2相转变为BCC1, BCC2和FCC相; 当=0时, Al0.8FeCoNiCrCux涂层沿晶间出现裂纹, x=0.25时, 涂层裂纹消失, 并且在晶间出现了浅色组织, 随着x增加, 浅色组织由点状分布转变为连续生长; Al0.8FeCoNiCrCux(x=0.25, 0.5, 0.75, 1.0)高熵合金涂层耐蚀性随Cu增加而降低, Al0.8FeCoNiCrCu0.25的腐蚀电流密为7.94×10-8 A/cm2, 仅为基材的0.17%, 腐蚀形式为点蚀, 当x增加至1时, 腐蚀电流密度增至8.21×10-7 A/cm2, 为基材的1.99%, 腐蚀形式转变为晶间腐蚀, 但仍优于基材。显然, 当0.25≤x≤1时, 采用Al0.8FeCoNiCrCux涂层可显著改善铝合金的耐腐蚀性能。同时, 其具有的高熵效应可抑制涂层中由基材的稀释行为引起的金属间化合物形成, 解决了传统涂层材料应用在铝合金表面易产生裂纹的问题。

为了减小约束投影快速3D打印工艺中黏附力对工艺可靠性及打印速度的影响, 提出了一种多孔透明支撑板+PDMS膜低成本实现阻聚区的方案, 并围绕阻聚区形成的两个关键因素-基底透光性和气体渗透性及其影响阻聚区和黏附力的规律进行研究。通过激光加工方法制备了具有微孔阵列的石英玻璃基底, 通过对基底透光性、透氧性以及氧阻聚区厚度的实验测量, 研究了基底微观几何特征及光照强度、氧气浓度等工艺要素对阻聚区厚度的影响规律, 并通过3D打印试验, 初步研究了不同基底条件下固化层在基底的黏附力。结果表明, 基底微孔影响基底的透光率以及透氧性能, 所制备的具有不同几何特征微孔的基底透光率均大于84%; 通过调控氧浓度、光照强度以及基底微结构特征可以控制氧阻聚区的厚度; 基底及供氧条件影响阻聚区的厚度从而影响剥离力。采用本文制备的约束基底打印零件过程中可以形成阻聚区, 从而显著减小剥离力, 在本文的实验条件下, 固化层从基底的平均剥离力由26.4 N降至5.4 N。

为了解决定子分段式永磁直线同步电机(PMLSM)存在的因磁阻效应、负载阻力、摩擦力、参数摄动以及动子进出定子时耦合面积变化所造成的控制性能下降的难题, 根据动子和定子的耦合状态, 提出一种在完全耦合阶段和动子退出定子阶段的分段式控制方法。首先, 在动子与定子完全耦合阶段采用改进滑模控制器减小推力波动导致的速度波动, 再通过加入扰动观测器降低滑模切换项所带来的抖振现象; 在动子退出定子阶段, 建立相关电磁参数与动子位置的函数关系, 实时补偿由耦合面积变化引起的动子失速, 使动子速度在退出时接近给定值。仿真及实验结果表明: 动定子完全耦合过程中的速度稳态误差为0.005 m/s, 收敛时间为0.3 s, 动子退出定子阶段的速度波动不超过0.04 m/s, 满足定子分段式PMLSM用于长行程自动运输系统对平稳性及快速性的需求。

针对卫星激光通信粗跟踪系统的跟踪稳定精度指标要求高的特点, 建立了基于永磁同步电机直接驱动的粗跟踪系统模型并进行了跟踪稳定误差分析。在采用传统PID控制策略存在跟踪误差较大、动态性能较差等不足的基础上, 提出了一种基于粗跟踪系统的改进型前馈复合控制策略。从理论上分析了前馈复合控制策略提高了粗跟踪系统的动态性能, 为降低跟踪稳定误差提供了改善方案。地面实验验证结果表明, 与传统控制策略相比, 改进型复合控制策略极大地降低了系统的动态跟踪误差, 动态跟踪误差由606 μrad降低至13 μrad(1δ)。进一步的在轨实验也验证了改进型复合控制策略的合理性和先进性, 总体指标满足了卫星激光通信终端的极高精度要求。本文所提出的控制策略对其他高性能跟踪伺服系统设计也具有较大的借鉴意义。

针对尺度不变特征变换(SIFT)算法所提取图像特征点数量少、误匹率高的问题, 提出了一种基于高光谱图像的改进SIFT算法。首先, 依据传统SIFT算法中高斯金字塔的构造思想, 结合在不同波段下的高光谱图像具有相同宏观特征的特点, 首次用高光谱图像作为原始算法中经高斯变换产生的图像, 使得检测到的具有实际意义的特征点数量大幅增加; 其次, 传统SIFT算法以及大量的改进方法都只通过目标象元邻域范围内的像素信息来构造特征描述符, 而忽略了像素点的位置信息, 文中将目标象元的位置信息纳入了特征描述符, 在特征描述符的匹配阶段, 在利用邻域范围内的像素信息进行粗匹配之后, 利用特征描述符中的位置信息进行精细匹配。仿真实验结果表明: 在限定最优值与次优值之比的情况下, 采用高光谱图像构造高斯金字塔的方式能显著增加特征点的提取数量, 更多地挖掘出图像中的极值点; 在特征描述符中加入目标象元的位置信息作为特征点匹配第二阶段的判断依据, 正确匹配数量达到原方法的59倍以上, 极大提升了算法的匹配性能。

针对文物碎片拼接过程中存在因局部碎片缺失和纹饰几何特征受损导致断裂面特征提取不准确的问题, 本文提出了一种基于SURF特征描述符和杰卡德距离(Jaccard Distance)的文物碎片拼接方法。首先用Canny算子提取碎片边沿轮廓线以及模型表面纹饰线条, 再通过构造多尺度空间来提取断裂面特征点。其次, 针对以往构建特征描述符存在的高冗余和欧氏距离计算存在的高延时问题, 本文提出构造低冗余的SURF特征描述符, 再借助Jaccard距离来进行特征点的相似性比较, 确定碎片最优邻接关系。最后采用ICP方法计算得到刚体变化参数, 实现碎片较准确拼合。实验结果表明: 本文算法运行时间提高了12%~16%,拼接误差不超过0.750 mm。与传统方法相比, 本文方法能有效地减少因碎片模型受损而造成的拼接缝隙过大、渗透等现象, 拼合误差较小, 高效地实现碎片拼接。

由于受温度变化的影响, 高分辨力遥感相机焦平面 CCD采样信号的相位会发生变化, 采样位置的温度漂移会严重影响图像的信噪比、动态范围等, 甚至会造成图像无法正常显示。为了解决采样位置随温度漂移的问题, 对高分辨力遥感相机CCD采样位置进行了自适应补偿设计, 首先对CCD采样信号的初始位置进行精密调节, 然后设计了自适应补偿电路, 通过对功耗的控制使各驱动芯片温度基本一致, CCD信号与采样信号在温度变化上具有跟踪性, 在动态上保证CCD信号采样位置的准确性, 从而保证图像信噪比的稳定性。实验表明, 利用该方法, 相关双采样信号的初始位置调节精度小于0.039 ns; 在卫星在轨温度范围内, 相关双采样信号延时最大值为0.46 ns, 保证了相机的高质量成像, 满足航天应用需要。

针对城市隧道、偏远山区等复杂路况下, 卫星导航系统信号被遮挡较严重或无卫星导航系统信号的场景中, 车载GNSS/INS组合导航系统精度下降的问题, 提出一种里程计辅助的高精度车载GNSS/INS组合导航方法。该方法中的组合滤波模式可根据载车环境变化在GNSS/INS组合模式和DR/INS组合模式间实现自适应切换, 该组合导航方法将三维里程计航位推算位置误差作为状态量扩充到常规组合导航滤波器中, 里程计的标度因数误差、安装角误差可通过里程计误差标定方法离线精确得到, 后续使用只需将里程计误差参数装订到组合导航系统中即可。车载试验表明, 7 km的信号遮挡场景下组合导航系统单个方向上的位置误差最大值也不大于8 m, 整个跑车过程中位置误差在3 m以内, 进一步保证了车载GNSS/INS组合导航系统复杂路况下的高精度定位。

针对Tiny YOLOV3目标检测算法在实时检测中对行人等小目标漏检率高的问题, 对该算法的特征提取网络、预测网络、损失函数等进行研究改进。首先, 在特征提取网络中增加2步长的卷积层, 代替原网络中的最大池化层进行下采样; 接着, 使用深度可分离卷积构造反残差块替换传统卷积, 降低模型尺寸和参数量, 增加高维特征提取; 然后, 在原网络两尺度预测的基础上增加一尺度, 形成三尺度预测; 最后, 对损失函数中的边界框位置误差项进行优化。实验结果表明, 改进后的Tiny YOLOV3算法的目标检测准确率比原算法提高了9.8%, 满足实时性要求, 具有一定鲁棒性。本文方法能够更好地提取目标特征, 多尺度预测和边界框位置误差的改进能更准确地对目标进行检测。