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非正交FBG柔杆空间形状重构误差分析及标定
  • ISSN号:0254-3087
  • 期刊名称:《仪器仪表学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP212[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TH73[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心光电测试技术北京市重点实验室,北京100016, [2]合肥工业大学仪器科学与光电工程学院,合肥230009
  • 相关基金:国家自然科学基金(51675053); 教育部“长江学者与创新团队”发展计划(IRT1212); 北京市重大科技计划(Z151100003615010); 北京市教委创新能力提升计划(TJSHG201510772016)项目资助
中文摘要:

为了提高FBG柔杆空间形状感知系统的重构精度,提出了一种利用3根FBG阵列、具有温度补偿特性的非正交FBG柔杆检测方法。在分析传感系统的误差组成、产生原因的基础上,建立仿真模型得到了各组成误差分别对系统空间形状重构精度的影响,得出减小安装角度误差是提升精度的关键。利用待标定参数与标定方向与实际检测方向夹角大小相关的原理,给出了一种修正安装角度误差的标定方法。经过实验证明,该方法使得系统形状重构最大相对误差降为0.25%,为高精度的三维形状感知系统提供了可靠的检测方法。

英文摘要:

In order to improve the accuracy of FBG three-dimensional shape sensing reconstruction,this paper proposes a temperature compensated detection method based on non-orthogonal curvature,utilized three FBG arrays to constitute sensor networks.Based on analysis of the system error components and the error causes,the influence of each component error on the 3D reconstruction accuracy is obtained with simulation model.The results show that the key issueto reduce the installation angle error can improve the 3D reconstruction accuracy.A new calibration method is proposed due to that the difference between the calibration direction and the installation direction brings the change of the measurement calibration parameters.The experimental results indicate that the proposed method can reduce the maximum error ratio of 3D reconstructed to 0.16%,which provides a reliable detection method for high precision3 D shape sensing system.

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期刊信息
  • 《仪器仪表学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国仪器仪表学会
  • 主编:张钟华
  • 地址:北京东城区北河沿大街79号
  • 邮编:100009
  • 邮箱:yqyb@vip.163.com
  • 电话:010-84050563
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-3087
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2179/TH
  • 邮发代号:2-369
  • 获奖情况:
  • 1983年评为机械部科技进步三等奖,1997年评为中国科协优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42481