基于系统辨识与数据融合的动态倾角测量的研究
scl3300倾角传感器转换成角度的公式
文章标题：深入探讨scl3300倾角传感器转换成角度的公式一、概述在工程领域和科学研究中，倾角传感器被广泛应用于测量物体的倾斜角度。
其中，scl3300倾角传感器因其高精度和稳定性而备受青睐。
但是，倾角传感器所得到的原始数据通常以电压或数字信号的形式呈现，我们需要借助特定的公式进行转换，以得到物体的真实倾斜角度。
本文将为你深入解析scl3300倾角传感器转换成角度的公式，帮助你更好地理解和应用该传感器。
二、scl3300倾角传感器简介scl3300倾角传感器是一种MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）倾斜传感器，其核心部件包括微机械感应器和微电子技术。
它能够实时、精确地测量物体相对水平面的倾斜角度，通常用于测量工程设备、航空航天器件和地质勘探等领域。
scl3300倾角传感器在工业自动化和智能化控制中具有重要的应用价值。
三、scl3300倾角传感器输出电压与角度间的关系要将scl3300倾角传感器测得的原始电压信号转换成倾斜角度，我们首先需要了解scl3300传感器的输出特性。
通常情况下，scl3300传感器输出的电压信号与其倾斜角度呈线性关系。
即可表示为以下公式：V = kθ + b其中，V表示传感器输出的电压信号，k为传感器的灵敏度系数，θ代表倾斜角度，b是偏置误差。
在实际应用中，我们需要通过实验测得k和b的具体数值，然后根据上述公式将原始电压信号转换成真实的倾斜角度。
四、scl3300倾角传感器角度转换公式的推导为了更加深入地理解scl3300倾角传感器转换成角度的公式，我们将对上述公式进行推导。
1. 对公式进行改写，得到：θ = (V - b)/k其中，我们将公式中的V、k和b的位置进行调换，即可得到倾斜角度θ的表达式。
2. 使用最小二乘法，求解k和b的数值。
最小二乘法是一种数学优化方法，能够通过最小化误差的平方和来估计模型的参数。
具体求解过程略。
3. 将实验测得的k和b代入上述公式，即可得到最终的角度转换公式。
基于嵌入式系统的起重机倾角检测装置
基于嵌入式系统的起重机倾角检测装置
顾雯雯 王 丹 南京市特种设备安全监督检验研究院 南京 210019
摘 要：起重机作为高层建筑和码头搬运中必不可少的搬运机械，在使用过程中易存在安全隐患，起重机倾覆是 其中最大的风险。针对上述问题，文中设计了一款起重机吊臂倾角检测装置，用于测量吊臂的举升作业角度，同 时将采集的数据上传至上位机，实现无人监控环境下的自动检测和对举升角度的监控，从而提高起重机作业的安 全性能。为使该系统工作更加优化，设计时在处理器 STM32F103 上移植了操作系统 FreeRTOS 来进行任务调度、A/ D 转换和数据处理等任务，最后经 RS485 通信模块实现监控，重点解决了塔机缺乏自我监测和智能化控制的问题。
RS485 串行通信角度输出选用 16 进制代码双极性 方式输出，数据长度为 7 个字节，其中 Byte1 和 Byte2 为起始位，Byte3 和 Byte4 为 X 轴数值，Byte5 和 Byte 6 为 Y 轴值，Byte3 和 Byte5 分别为输出数据的高 8 位， Byte4 和 Byte6 分别为输出数据的高 8 位，Byte7 为校验 位，输出命令格式如表 1 所示。
2021 年第 13 期 /
69
新产品新技术 NEW PRODUCT NEW TECHNOLOGY
表 1 传输数据输出格式
字节代码
传输格式
0×AA
帧头代表传输数据起始位
X 轴角度
高数据位 + 低数据位
Y 轴角度
高数据位 + 低数据位
CHECKSUM
数据校验位
过 MISO 线在 SCK 下降沿被改变，每一 Bit 采样是通过 MOSI 线在 SCK 的上升沿开始。从 CSB 下降沿开始， 被选中的设备开始进行 8-bit 的指令传输。通过 CSB 的 上升沿结束所有的数据传输并且重新设定内部的计数器 和指令寄存器 [5]。如果一个无效的命令被收到，MISO 将呈现高阻态并且锁定芯片内的数据，直到 CSB 呈现 下降沿，系统再重新初始化串行通信，系统软件工作流 程如图 3 所示。
《电力大数据》2020年1-12期总目录
２０２０年１２月第２３卷第１２期电力大数据２０２０年总目录 Ｄｅｃ ２０２０，Ｖｏｌ ２３，Ｎｏ １２ＰＯＷＥＲＳＹＳＴＥＭＳＡＮＤＢＩＧＤＡＴＡＧｅｎｅｒａｌｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎ２０２０《电力大数据》２０２０年１～１２期总目录第１期□大数据专题基于集中器ＳＩＭ卡状态分析的异常检测 董重重，王 吁，夏水斌，孙秉宇，何 欢，王先培（１）…………基于Ｑ－Ｌｅａｒｎｉｎｇ算法用户最优充电站运营研究 刘 燕，贾肇伟，高 虹（８）………………………………………基于倾角传感器及不同杆塔类型的输电线路覆冰监测研究 殷蔚翎，黄 良（１４）………………………………………………基于人工智能的风机塔筒倾覆智能预警系统建设与开发 陈万勋，刘春波，赵坚强（２１）……………………………………基于蛛状网拓扑智能变电站“三层一网”通信系统研究 单梦琦（２８）………………………………………………………基于数据可视化的隔离开关运检辅助决策 门业堃，于 钊，宋 威，侯宇程，钱梦迪，滕景竹（３７）…………基于大数据挖掘的电网监控信息智能监控研究 孙云岭，徐建建，李 飞，李少博，苏玉京，李 芸（４５）…………智能变电站集中式站域测控装置设计与实现 辛明勇，杨 婧，高吉普，王 宇，张 历，汪明媚（５１）…………基于大数据的电力环保数据平台建设 雒 军，唐 坚，赵 喆，王 佩，闫 强，陈 星（５８）…………新能源综合服务平台及在配电网中的应用研究 王建平，李 莎，罗子昀，王永琦（６４）……………………………节能灯谐波指纹的测试研究与分析于 洋，李成升（７０）…………气象模拟仿真技术在电力安全应急培训中的应用与研究 陈肖龙，刘 航，李卓晖，张宝星，潘岐深，张荣鑫（７８）…………基于负荷曲线的配网支线负荷电流计算研究与应用 林 元（８４）………………………………………………………第２期□大数据专题基于ＦＡＨＰ的电网企业配电变压器供应商分级管理评价模型 代 洲，尹 华，李桧禹，毛 磊（１）……………………………贵州省近６０年气温变化特征分析及对输电线路运维的影响 刘发勇，犹珀玉（９）………………………………………………基于大数据平台的点负荷近中期负荷预测及行业负荷增长 特征分析李 健，王琛，林韶生，杜佩仁（１７）……………………智慧能源区块链平台及典型应用分析与设计 裴求根（２６）………………………………………………………大数据技术在火电厂ＳＣＲ脱硝系统中的应用 唐 坚，尹二新，路光杰，陈 鸥，张 军，刘永岩（３２）…………基于电力物联网和ＧＩＳ融合的变电智能运检系统研究 李 飞，赵大兴（３８）………………………………………………电力领域科技查新系统的设计与实现 韦嵘晖，王庆红，孙辛博，王洪俊（４６）……………………………基于ＲｅｔｉｎａＮｅｔ模型的鸟巢智能检测 时 磊，杨 恒，周振峰，杨刘贵，张 辉，杜 浩（５３）…………电网转型背景下地市级智能电网示范区规划研究 唐小璐，赵伟然，古 含，何 鑫（５９）……………………………基于高层气象大数据的风电场中长期风功率预测研究 李 飞，纪 元（６６）………………………………………………基于决策流程的电网强降雨及地质灾害应急信息系统研究 苏华英，唐延婧，夏晓玲，田连杰（７３）……………………………无人机载多载荷输电线路巡检方法研究 陈科羽，王 萍，，石书山，周筑博，杨鹤猛（８０）…………………面向电力物联网的电力大数据应用 王海洋，赵忠强，唐建华（８７）……………………………………第３期□大数据专题基于大数据的台区行业聚合分类方法及分类特征分析 李 健，林韶生，陈 芳，杜佩仁（１）……………………………实时电价下用户侧电力需求响应模型优化策略及数字仿真 谈竹奎，汪元芹，赵 菁，刘 斌，刘 敏（１０）…………………设备监控信息大数据与设备模型的互校验及实用化事件分析 高 志，樊锐轶，米 超，王大海，胡庆博，冯 超（１９）…………利用大数据实现电能计量装置运行状态质量评估 妙红英，李 蒙，王艳芹，王 松，洪 虹，康 强（２７）…………基于稳态波形分解与神经网络的负荷识别方法 陈伟伟，洪彬倬（３４）………………………………………………基于大数据的导线悬垂面脱冰跳跃高速摄影测量方法研究 马晓红，吕乾勇，毛先胤，徐舒蓉，王建国，唐 敏（４０）…………基于ＢＰ神经网络的输电线路隐患预放电识别研究 杨 旗，曾华荣，黄 欢，马晓红，毛先胤，张露松（４７）…………大数据理念下的供应商分析及应用研究 方茂欢，贺绍鹏，陈金猛，李 屹，郝嘉诚（５５）…………………基于Ｈａｄｏｏｐ和ＨＢａｓｅ的输变电设备数据聚合平台 陈 锐，吴应双，曹 杰，刘明顺（６２）……………………………基于用户行为的分时电价时段划分和价格制定 陈巨龙，黄剑平，张 裕，代 江（６９）……………………………智能变电站二次系统组网结构与信息传输优化研究 唐孝舟，刘青红，孙长兰，章叶青，葛立青（７７）…………………电力大数据第２３卷考虑多场景新能源预测的月度机组组合研究 赵 倩，赵翔宇，苏华英，汪明清，游成彬，黄红伟（８５）…………第４期□大数据专题基于故障概率的配电设备排查路径规划 马天佚，朱建明，杨 霖，张 驰（１）……………………………多源信息融合的微服务化电网事故追忆 韦洪波，曹 伟，叶桂南，韦昌福，何伊妮（８）……………………基于人工智能的电网调度操作智能防误系统建设及实践 蔡新雷，齐 颖（１６）………………………………………………电力物联网中５Ｇ边缘计算技术的研究 王 亮，鲜 柯（２４）………………………………………………基于ＬｏＲａ技术的低压集抄系统运行可靠性分析 孙 航，梁丹丹，郝凤柱，何 毅，张 鸷（３１）…………………基于规则和机器学习的核电文件分发系统研究 刘帝勇，杨 强，岳振兴（３９）……………………………………基于大数据模式识别机器学习算法的热力站动态能耗指标 预测模型王 炎，张海增，胡新华，赵 隽，李 添（４７）………基于ＸＧｂｏｏｓｔ的线路覆冰测量中激光测距的误差研究 曾华荣，谢百明，王 冕，林呈辉，高吉普（５４）…………………多虚拟电厂接入的主动配电系统优化经济调度 邵倩文，姚 璐，谢 威，李舒佳，谢 敏，李建钊（６２）…………基于预期完成率的月内滚动机组组合研究 田年杰，苏华英，刘明顺，李 赟，黄红伟，游成彬（７１）…………电能表运行误差与状态评价模型研究 王晨丞，张君胜，蒲丽娟，何培东，杜 斌，赵智辉（７９）…………存在反向有功电量低压用户的研判方法研究 马 浩，王立斌，武超飞，赵国鹏，马婷婷（８６）…………………第５期□大数据专题基于生存分析模型的电力设备故障预测方法 王春波，陈 刚，周 融，马莉娟（１）……………………………基于人工智能技术的电网调度控制业务研究 范英乐，王 浩，白玉东，李 熙（９）……………………………基于神经棒的电力变压器离线图像识别研究与应用 曾 惜，王 冕，王林波，龙思璇，吕 飞，陈华彬（１６）…………低照度液晶屏幕图像增强算法 张薇薇，王 彦，张庆伟，付龙明，黄 辉（２３）…………………一种改进的ＲＧＢ－ＤＳＬＡＭ室内空间三维重建方法 余兆凯，彭晓峰，邱昌杰，李 训，常友谦（３０）…………………综合能源热力潮流节点标幺值模型及算法实现 陈 晓，齐文斌，平 原，谭志海，刘兴艳（３８）…………………考虑发电能力匹配性的输变电设备检修优化方法 李 豹，袁 泉，张 蔷，卢明富，张德亮，黄红伟（４６）…………大数据技术在配网单线图自动成图的应用研究 何雄坤，周宏志，聂 辉，陈满超，齐志刚（５４）…………………基于数据驱动的物资储检配一体化系统研究和应用 彭 坤，朱长征，高书怡，朱孝峰，潘 敏，李 刚（６４）…………基于大数据的发电量预测分析数据平台建设 张睿锐，徐俊强，童 琪（７２）……………………………………一种云计算数字签名技术的研究与实现 杨凯利，瞿 强，张永超，张其静，娄红红（８０）…………………面向电网实时运行风险的快速定级方法研究及应用 罗 艳，陈子敬，高 浩，粟 景（８６）……………………………第６期□大数据专题基于用户停车行为统计的电动汽车快速充电站最优规划 陈巨龙，刘振铭，薛 毅，廖志军，郑方鹏，徐立新（１）…………大数据环境下基于Ｋ－ｍｅａｎｓ聚类算法的分组负荷预测研究 史 静，南开辉，周 琪，谈 健，李 琥（９）……………………基于改进的ＳＡＥ和ＤＣＴ的自适应无人机巡线图像识别算法研究 王 鑫，李天睿，焦睦涵，刘萌森，刘逸涵（１７）…………………基于ＫＣ－ＬＳＳＶＭ－ＭＡＦＳＡ的并网光伏微网系统的能量管理 黄 柯，李佳蓉，杨璐瑜，陈 爽（２６）……………………………基于ＢＰ神经网络模型的输电线路造价预测模型研究 张宇晨，张宇霖，封春菲，王 晨（３５）…………………………基于ＴＯＰＳＩＳ的私自增容专变电力用户排查方法 王立斌，张思为，马 浩，赵 佩，李梦宇（４３）…………………基于多级属性加密的零信任访问授权控制方法研究与设计 黄 何，刘 劼，袁 辉（５１）……………………………………基于大数据分析的电力用户多维价值识别精准营销投入产出 模型研究姚丹靖，褚 燕（５７）……………………………………基于大数据技术的配网故障抢修分析预测系统的设计与实践 王海洋，迟兆江，蔡鹏飞（６３）……………………………………数据标签研究与应用李阿勇，税 雪，宋志伟（６９）………………基于泛在感知及Ｐｙｔｈｏｎ编程的线损问题区间快速定位方法 黑 阳，单宇南，李文澜，张 维，郝旭东，胡一平（７５）…………基于同步向量的配电网运行数据监测装置设计 曾 惜，王元峰，王林波，杨琦岑，蔡广林（８５）…………………第７期□大数据专题基于ＦａｃｅＮｅｔ的无人值守变电站智能监控终端 宗祥瑞，王 洋，金 尧，周 斌，任新颜，庞玉志（１）…………基于大数据的电网状态估计精细化分析 刘 爽，张 硕，郑 璐，王兴才，金宜放，王 铎（９）………… 第１２期《电力大数据》２０２０年总目录数据挖掘技术在反窃电工作中的应用研究 秦 娜，高振江，白泽明，栾德佳，李雨庭（１６）…………………水火电发电权交易机制及水电市场化发展模式探究 吕 翔，吴引航，戴晓娟，卢冬雪，陈雨果（２４）…………………基于随机模型预测控制的能源互联网双层协调优化调度 蒋泽甫，张 彦，高 华，何向刚，周杨林（３１）…………………一种基于ＳＱＬｉｔｅ数据库的电网滚动规划分布式收资方法 俞秋阳，何俊峰，常宝立，王新宝（３９）……………………………利用差分－花粉算法实现反时限过流优化 罗 琨，罗晨瑀，刘 丽，李正新，周 坤，郝东方（４６）…………变电站双星形并联电容器组电容量快速测量方法 杨 旗，谢百明，陈沛龙，文 屹，马晓红，陈 竹（５４）…………基于数据分析的ＭＧＰ并网系统电气端口的谐波特性 陈巨龙，薛 毅，李庆生，张裕，何向刚（６２）……………………基于聚类分析的低压配电设备误告警识别方法 冯 义，李中文，晋 斌，张腾飞（７２）……………………………一种基于主站多源信息的配网故障定位方法研究 练 寅，王 荣，刘安茳，王昆伦（７９）……………………………贵州火电机组机网耦合扭振典型故障分析与寿命评估 徐章福，邓彤天，李志凌，姜延灿（８６）……………………………第８期□大数据专题基于电力大数据的新能源跨区域消纳研究 彭 旭，郭耀松，刘 琼，周兆南，白 鑫，高 翔（１）…………基于小波变换的多路基坑尺寸检测降噪评估 张 周，胡 科，张 鹏，林 佳，胡涤尘（９）……………………基于多层协作负荷辨识技术的新型智能电表研制及应用 田 欣，王克南，宁 蒙，邓士伟，李世洁（１８）…………………考虑稳控系统动作策略的大电网实时风险评估 康 鹏，陈俊全，姚 刚，宋 弦，白宏宇，杨 帅（２６）…………基于电力大数据的多源异构数据融合技术研究与应用 毛先胤，文 屹，马晓红，黄 欢，张 辉，余 容（３３）…………考虑设备利用效率和规划执行情况的配电网规划投资分配模型 张 彦，高 华，刘金森，李丽娟（４０）……………………………基于ＰＳＯ－ＬＳＳＶＭ的输电杆塔腐蚀失重回归拟合研究和分析 王 立，李 振，王 伟，杨世平，刘 恒（４７）…………………基于营配大数据的配网故障定位系统的设计与实现 袁忠军，王 丹，段湛辉，陈业伟，李明勇，张宁欢（５６）…………基于健康度与重要度的配电网线路评价 林 元（６３）………………………………………………………基于新型滑模观测器的ＭＭＣ子模块ＩＧＢＴ开路故障诊断方法 刘方艳，汤亚芳（７１）………………………………………………基于电量守恒原理台区拓扑计算模型研究与应用 梁旭常，汪 毅，黄兆鹏，靳 光，刘 林，王 鹏（７９）…………深度调峰工况下外圈配水湿式冷却塔模拟研究 王锁斌，邓彤天，王红波，李晨宇（８６）……………………………第９期□大数据专题基于电网电厂数据交互的居民垃圾分类激励方法及效果预测 方 响，王 亿，夏 霖，孙智卿，徐祥海，侯伟宏（１）…………基于无线传感器与边缘网关的变电站全物联体系方案 朱 成，黄 娅，刘 沁，张 力，刘光程，周哲夫（１０）…………基于大数据技术的电网自然灾害应急救援能力评价体系研究 秦浩然，夏银宽（１８）………………………………………………基于改进粒子群算法的接地网腐蚀诊断研究 陈敬友，付 明，张 军，张 超，杨尊富，雷治炼（２６）…………基于用电信息的电力能效服务潜在客户挖掘 王立斌，马 浩，杨 鹏，张 晶，张肖杰（３４）…………………基于模糊聚类与互信息的电网运营指标类间筛选策略 李嘉周，尹 远，刘俊勇，王电钢，黄 林，唐 杰（４２）…………基于监控ＰａａＳ的大数据治理研究 王 军，宋 尧，于全喜，宁 楠，廖清阳（５０）…………………考虑抽蓄电站运行特性的电网经济调度方法 袁 泉，周 鑫，张 蔷，周毓敏，黄红伟，李 展（５８）…………基于改进内点法的电热联合系统优化研究 陈 晓，谭志海，平 原，刘兴艳，李玉芬（６６）…………………ＳＰＷＭ逆变器输出共模电压影响因素研究 江 娜，曾 鹏，艾 波，李 锦，王生平，谢明威（７４）…………机网系统耦合作用下贵州火电机组轴系扭振建模与实测验证 徐章福，邓彤天，李志凌，姜延灿（８５））…………………………第１０期□大数据专题基于一维卷积神经网络和自注意力机制的非侵入式负荷分解 蒙 亮，于 超，张希翔，覃智君（１）……………………………弱约束关联下考虑社会属性的低压居民台区负荷预测 卢德龙，缪继东，吕培强，殷 勤，吴 阳（９）……………………基于多维特征模糊聚类的负荷用户精准用电管理策略 殷新博，王 数，陆 芸（１７）……………………………………ＲＩＭＡ－ＭＳＦＤ组合模型在甘肃省水力发电量预测中的应用 成禹蓉，冶海廷（２５）………………………………………………大数据思维推进光伏扶贫管理创新的实践及应用研究 罗 凡，徐兰兰，边海源，杨照逵，白闻强，王小龙（３４）…………基于移动边缘计算的电力需求响应业务分配研究 胡 波，王建红（４２）………………………………………………基于大数据的企业用能数据共享分析平台设计与实现 张 颖，郭思炎，张益辉（４９）……………………………………电力大数据第２３卷基于云计算的小水电远程集控平台的设计与实现 陈云鹏，郑黎明，邱生顺，刘德文，李晓波，杜 炜，陈庆锋（５５）……基于数据中台的电力数据报表模型研究与应用 张 帆，杨 志，李文娟，胡锡双，张 乐（６３）…………………基于规划工具的配电网规划现状数据分析研究 关守姝，董小虎，孙 强，冯 涛，韩天华（７０）…………………南方电网发电侧运行备用容量统计研究及应用 李慧勇，杜 旭，方必武，杨 林，郭自豪，丁 刚（７９）…………电力数据标签库建设及服务能力研究 郭 敏，林晓静，尹泽楠，万 凯（８６）……………………………第１１期□大数据专题基于电网大数据的故障风险分析研究 裴求根，杨舒涵，卢宾宾（１）………………………………………基于改进ＦａｓｔｅｒＲＣＮＮ的配网架空线路异常状态检测 王超洋，罗敬一（９）………………………………………………基于ＡＩ大数据技术的无人机巡线研究 王 勇，王永旺，郭建勋（１７）……………………………………基于大数据的输电线路无人机巡检路径追踪方法 吴晏芳，梁智勇，陈冠胜，黄 浩，姜 南，魏子力（２４）…………基于边缘计算的ＧＩＳ母线热特性状态辨识研究 程占峰，夏 博，李波涛，王兴江，朱思尧（３１）…………………基于大数据技术的交直流混合主动配电网规划模型构建 胡 波，赵善龙，庞伟林（３８）……………………………………呼和浩特地区电网基于大数据的ＢＰ神经网络短期负荷预测 姜海洋，周芮冰，王烁罡，周定均，刘昌新，云 卿（４７）…………智慧家庭储能系统配置与运行双层优化 胡厚鹏，林晓明，钱 斌，梁 雾，刘安茳，练 寅（５５）…………基于出力－等值容量特性的光伏出力预测方法 吴 雨，张 宇，赵紫恒，连 欣（６３）……………………………基于电力大数据分析的综合能源服务分析与服务策略制定 曹 敏，白泽洋，巨 健（７２）……………………………………基于电量实时计算的市场监测数字化分析研究与应用 王林信，罗世刚，江 元，李竣业（７９）……………………………基于大数据分析的火电机组节能诊断与能效管理 张 平，孙雪丽（８６）………………………………………………第１２期□大数据专题Ｘ射线数字成像技术与图像人工智能诊断的探索与实践 谢百明，李 波，樊 磊（１）………………………………………基于大数据多元电网动态参数应用的研究 谢怀影，于 淼，贾 威，赵 军，李 婷，王钒宇（１０）…………基于ＣＥＥＭＤＡＮ－ＷＰＴ的台区线损组合变权预测模型研究 周 彬，李宜伦，张异殊，王国栋，蔡娇彧，牛 俊（１８）…………基于大数据分析的园区综合能源企业能效评价 郭 飞，王 波，王 亮，史渊源，胡建军，李秀广（２９）…………基于数据挖掘的南网异地容灾数据负载分析及磁盘空间预测 姜 南，梁智勇，吴晏芳，黄 浩，魏子力，吴浩珊（３７）…………江苏核电基于Ｓｏｌｒ与ＨＢａｓｅ的ＣＣ１设备信息工作台的设计 与实现 朱云飞，杨 强，秦绪涛，张钧鸣（４４）…………………………社会治理视角下的城市大脑电力驾驶舱设计及应用 王 亿，陈 奕，方 响，宣 弈，徐祥海，孙智卿（５０）……基于电力负荷大数据的负荷分析方法及其在无锡地区疫情 期间的应用 董金哲，白晨阳，刘志仁，於慧敏，胡晓青，李 澄（５７）……基于电力大数据的企业复工复产模型研究及应用 王林信，江 元，罗世刚，李竣业（６５）…………………………融合气象信息的配网故障特征挖掘和故障预报研究 周小华，范美鹏，袁雪松，舒文雄（７２）…………………………居民用电行为分析及潜力研究 杨 宏，邓晨成，邹 芹，石 莹（８０）…………………………《电力大数据》２０２０年１～１２期总目录 （８９）………………………………………………。
基于MEMS传感器技术的微型化、数字式倾角仪的研究
电子测量技术ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＭ［ＥＡＳＵＲＥＭ［ＥＮＴＴＥＣＨＮＯＩＤＧＹ第３１卷第２期２００８年２月基于ＭＥＭＳ传感器技术的微型化、数字式倾角仪的研究许晓青王宝光孙春生（天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室天津３０００７２）摘要：本文介绍了一种新型的数字倾角仪。
把微机电系统（ＭＥＭＳ）技术的高精度倾角传感器和微处理器有机结合，借助智能算法，设计了一种高性能的倾角测量仪，缩小了仪器体积，提高了仪器精度和抗震性；研究结果表明：该数字倾角仪测量范围可达士１５。
，分辨力达到０．０１。
，可广泛应用于建筑、石油、煤矿和地质勘探等各种需要测量倾角的场合。
关键词：ＳＣＡｌ０３Ｔ；倾斜仪；水平仪；ＭＳＰ４３０单片机。
中图分类号：ＴＰ２１文献标识码：ＡＳｔｕｄｙｏｎｓｕｂｍｉｎａｔｕｒｅｄｉｇｉｔａｌｉｎｃｌｉｎｏｍｅｔｅｒｂａｓｅｄｏｎＭＥＭＳｓｅｎｓｏｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＸｕＸｉａｏｑｉｎｇＷａｎｇＢａｏｇｕａｎｇＳｕｎＣｈｕｎｓｈｅｎｇ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７２）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｄｉｇｉｔａｌｉｎｃｌｉｎｏｍｅｔｅｒｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｔｉｌｔｓｅｎｓｉｎｇｕｎｉｔａｐｐｌｙｉｎｇＭＥＭＳｔｅｃｈｎｉｑｕｅｗｉｔｈｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ（ＭＣＵ），ａｎｄａｈｉｇｈｃａｐａｂｉｌｉｔｙｔｉｌｔｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｈｅｌｐｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｍｉｎｉｆｉｅｓｔｈｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｖｏｌｕｍｅａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｓｈｏｃｋｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｓｅｎｓｏｒｈａｓａｍｅａｓｕｒｉｎｇｒａｎｇｅｏｆ士１５。
基于计算机视觉的接触网定位器倾斜度自动测量方法
关键词：接触网；定位器；计算机视觉；图像处理；自动测量；改进Ｈｏｕｇｈ变换 中图分类号：Ｕ２２６．５１；Ｕ２２５．４２：ＴＰ３９１ 文献标识码：Ａ
定位器是电气化铁路接触网定位装置的关键零 部件之一，它对电力机车能否安全提速和高速运行 起着至关重要的作用。定位器通过一端的定位线夹 与接触线相连，以支持和确定接触线相对于线路中
２ ０ １
中
国
１年７月
ＣＨＩＮＡ
铁 道 ＲＡＩＬＷＡＹ
科
学
Ｖ０１．３２
Ｎｏ．４
ＳＣＩＥＮＣＥ
Ｊｕｌｙ，２０１１
文章编号：１００１—４６３２（２０１１）０４－００８２－０６
基于计算机视觉的接触网定位器倾斜度自动测量方法
段汝娇，赵伟，黄松岭，陈建业
（清华大学电力系统国家重点实验室，北京１０００８４）
摘要：针对现行接触网定位器倾斜度检测方法效率低下、精确度不高的现状，研究基于计算机视觉的接 触网定位器倾斜度自动测量方法。应用图像分割、剔除干扰线、图像细化等算法。对采集到的接触网定位装置 的图像进行处理；然后用改进的Ｈｏｕｇｈ变换检测细化后的图像，对图像中相邻的特征象素点进行聚类并做感知 编组；最后用随机Ｈｏｕｇｈ变换（ＲＨＴ）使经感知编组后图像中的每条线段更接近直线，进而计算出接触网定位 装置中定位器的倾斜度。实验证明该算法有效，计算精度高，速度快。
基本构成如图１所示。
镜叉Ｉ信’ｌ像尖ｌ
处形成硬点，使得受电弓通过时可能产生火花。通 过调整定位器的倾斜度，可使定位器的轴线方向与 这些力的合力方向重合，消除定位点处的硬点。因 此，检测并根据需要调整定位器的倾斜度，保证其 符合铁路技术标准，对安全行车具有重要的意义。 基于计算机视觉的测量技术是近年发展起来的 一种新的测量手段，并已逐步应用到铁路检测领 域。文献Ｅｚ３采用传统Ｈｏｕｇｈ变换对采集到接触 网定位装置图像进行处理，进而得到定位器的倾斜 度。但由于传统Ｈｏｕｇｈ变换采用“穷尽式”搜索， 计算量大，占用内存多，很难达到实时性要求。为
基于融合模型的高精度倾角测量系统设计
基于融合模型的高精度倾角测量系统设计刘伟;李杰;王一焕【摘要】针对现有倾角测量在宽范围内误差大的问题，提出了一种基于融合模型的高精度倾角测量系统设计方案，首先通过测量误差机理分析建立双MEMS加速度计的融合模型，再拟定标定方案确定模型相关参数，最后对硬、软件进行设计，可实现0~360°内角度的高精度测量。
经高精度转台对比实验验证，该设计系统具有功耗低、宽测量范围内精度高等优点，能够实现在宽范围（0~360°）的高精度测量，且测量精度达到±0.05°。
%This article is intended for a new solution to deal with problems that is low accuracy of wide measuring range. It’s proposed a high precise angle measurement system based on fusion model. Firstly,we created the fusion model of MEMS accelerometer mechanism by analyzing measurement error,and prepared the calibration program to determine the model parameters,finally,we completed hardware and software design,which can reach 0~360° angle precision measurements. By comparative experiments verification,the designs of the system had advantages in low power consumption,high precision and a wide measurement range,etc. It achieved a wide range of high-precision stable measurement and accuracy up to ±0.05°.【期刊名称】《传感技术学报》【年(卷),期】2016(029)010【总页数】6页(P1619-1624)【关键词】MEMS加速度计;倾角测量;融合模型;系统标定【作者】刘伟;李杰;王一焕【作者单位】中北大学电子测试技术重点实验室，太原030051;中北大学电子测试技术重点实验室，太原030051;中北大学电子测试技术重点实验室，太原030051【正文语种】中文【中图分类】TP212.9EEACC：7220 doi：10.3969/j.issn.1004-1699.2016.10.025倾角测量技术在建筑、机械制造、设备安装、道路桥梁监测、航空航海等民用或军事领域中有着重要的应用。
系统倾角动态测量误差的研究与应用
ＺＨＡＯ Ｈｕａ ｎ－ ｌ ｉ ｎｇ
（ Ｇ ｕ ｉ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｖ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ｇ ｕ ｉ ｙ ａ ｎ ｇ ， Ｇ ｕ ｉ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ ５ ０ ０ ０ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
统 中， 系统在 运动状 态下 ， 测 量倾 角的加 速度计 会 因 敏 感 系统运 动噪声 而 产 生误 差 ， 从 而影 响系 统 的倾
角 测量精 度 。
２ 原 理
运 用加 速度计 测 量 倾 角 的倾 角传 感 器 ， 主 要 通 过利用 加速 度计 敏感 地 球重 力 加 速 度分 量 ａ ， 通 过 对 地球 重力 加速 度分 量 进 行 三 角 函数 解 算 ， 从 而 测 量系统 的倾 角 ０ 。当加速 度计 的敏感 轴 处 于水 平 面 时， 地球重 力加 速度 在 加 速 度计 的敏 感 轴 上 的分 量
ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ，ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｅ ｔ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｂ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｄ ｔ ｈ ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｌ ｏ ｗ ｐ ａ ｓ ｓ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ －
为零 ， 当加 速度 计 的敏 感 轴 与水 平 面之 间存 在 一 个
角 。例 如用 于测 量 油井 倾 角 的测斜 仪 ， 通过 加 速 度 计 进 行倾 角测量 ， 能 够 测 量 油井 与水 平 面 之 间 的绝 对 倾 角角 ， 同时， 由于加速 度计 的输 出仅 与重力 加速 度有 关 ， 因此在 油井 的相 同位 置 ， 保 持测 量仪器 静 止
精密回转台动态倾角测试系统的光学系统研制
ＹＵ ｎ Ｙｏ ｇ，ＺＨＡＮＧ ｉ Ｌｅ ，ＨＥ Ｓ ｅ ｙ ｎ ｈ —ａ ｇ
（ ｅ ｔ ｆ ｅ ｈ ｎｃ ，Ｎ ｒ ｅｓ ｒ Ｕ ｉ ｒ ｔ，Ｓ ｅ ｙｎ １０ ０ ｈｎ ） Ｄ ｐ ｃ ａ ｉ ｏＭ ｓ ｏｔ ａｔ ｎ ｎｖ ｓｙ ｈ ｎａ ｇ１０ ０ ，Ｃ ｉａ ｈ ｅ ｅｉ
０ ９ 言 １
随 着 科 学 技 术 的 迅 猛 发 展 ， 精 密 回 转 台 的 动 态 对 精 度 要 求 越 来 越 高 ， 但 要 求 精 密 回 转 台 能 够 长 期 稳 不 定工 作 ， 且 台 面倾 角 要 求 控 制 在 秒 级 。要 达 到 如 此 而
Байду номын сангаас
系统 ，／ Ｄ Ａ转 换模 块 以及 下位 机等 组 成 ， 图 所 示 。 如
ｕ ｎ ｎ ｌｔｏ ｍ Ａｃ ｒ ｎ ｏ ｔ ｖ ｍ ｎ ｆ ｌｓ ｒ ｆ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｉｇ ｐａｆ ｒ ． ｃｏ ｄｉｇ ｔ ｈｅ ｍｏ ｅ ｅ ｔｏ ａ ｅ ａ ｕｌ ｔＣＣＤ ｄ ｒ ｌｖ ｎ ｅ ｎ ａ ｅｅ ａ ｔｇ ｏｍｅｒ ｅａｉｎ，ｈ ｙｓｅ ｔｙ ｒ ｌｔ ｏ ｔ ｅ ｓ ｔｍ ｍｅ ｓ ｒ ｈ ｒ ｎ ｇ ｐａ ｆ ｒ Ｓｄ ｉｔａ ｇｌ ｒｏ ． ｅ ｓ ｓｅ ｐ ｓ ｅ ｓ ｓｔ ｅ ｖｒ ｅ ｇ ｃ ｕ ａ ｙ，ｏ ｃｏ ｔｃｔ ａ ｕ ｅ ｔ ｅｔｕ ｉ ｌｔｏ ｍ’ ｒｆ ｎ ｅ ｅｒ ｒＴｈ ｙ ｔ ｍ ｏ ｓ ｓ ｅ ｈ ｉｔ ｓ ｏｆｈｉｈ ａ ｃ ｒ ｃ ｎ ｎ。 ｎ ａ ｎ ｕ ａ ｉｅ ｍｅ ｓ ｒ ． ｅ ｃ ｉｎ ｏ ｉｈ ｏ ｒ ｅ ａ ｄ ＣＣＤ，ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｔ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ ｐ ａ ｔ ａ ｙｓｅ ｎｄ ｏｎ ｌ ａ ｕ ｅ Ｓ ｌ ｔ ｆ ｌ ｔ ｓ ｕ ｃ ｎ ｎ ｅ ｏ ｇ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆｏｐ ｉ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｒ ｃ ｉ ｌｓ ｔｍ ｃ ｃ ｎ ｐ ｉ ｓ ｓｅ Ｓｆ ａ ｉ ｎｔｏ ｕ ｄ ｉ ｔ ｉ ａｔｃｅ ｐ ｒ ｃ ａ ｌ ａ ｄ ｏ ｔ ｙ ｔｍ’ ｘ ｔ ｎ ｉ ｉ ｒ ｄ ｃｅ ｈ ｒｉｌ ａ ｉｕｌｒｙ． ｃ ｉ ｏ ｓ ｎ ｓ ｔ
基于系统辨识与数据融合的动态倾角测量的研究
行 阳阳 ，梁 义维
Ｘｌ Ｙａ ｇ ｙ ｎ ＬＡＮＧ Ｙｉ ｉ ＮＧ ｎ － ａ ｇ． Ｉ － ｗｅ
（ 太原 理工大学 机械工程学院 ，太 原 ０ ０ ２ ） ３ ０ ４
摘
要 ： 本文通过分析惯 性传 感器无法准确 测量动态倾角 的缺点 ，提 出一种数据融合算法 ，并分析参 数ａ 的取值对数据融合结果的影响 ，发现算法尽管能够抑制动态加速度的干扰 ，但波形存在过 冲。最后利用系统辨识建立因果 递归系统 ， 消除过冲 ，弥补数据融合的缺点。实验结果表 明，
无 论 多 么 小 的 常 值 漂 移 ，通 过 积 分 都 会 得 到 无 限 大 的角 度误 差 。不 适 合 长 时 间单 独 工 作 口。 高 通 】
滤 波 能 够 剔 除 陀 螺 仪 中直 流 成分 ，一 定 程 度 上 减
小误 差 漂移 。
收稿 日期：２ １－ ６ ２ ０２ ０－ ７ 作者简介：行 阳阳 （９ ５ １８ 一），男 ，河南洛阳人 ，硕士研究生 ，研 究方向为信号处理与智能控制 。 【６ 第３ 卷 ３】 ４ 第１ 期 Ｏ ２１— ０上 ） ０２ １ （
务１
ｌ 化 Ｉ ５
基于系统辨识 与数据融合 的动态倾角测量的研究
Ｒｅｓ ａｒ ｆｄｙ ｅ ｃｈ ｏ ｎａｍ ｉ ｔｌ ｅａｓ ｅｍ ｅｎｔｏ ｙｓ ｅｍ ｄｅｎ ｉ ｃａｔｏｎ ａｎｄ ｄａ ａ ｆ ｓｉ ｃ ｉ ｍ ｔ ｕｒ ｎｓ ｔ ｉ ｔｆ ｉ ｉ ｔ ｕ ｏｎ
为便于 直观分 析参 数 ａ 滤波 结果 的影 响， 对 下 面 进行两 个 实验 。
的 干 扰 ，影 响 测量 结 果 。若 单 纯 对 加 速 度 传 感 器
进 行 低 通 滤 波 ，虽可 有效 降 低 动 态 加 速 度 的 干 扰 与噪 声 ，但 响应速 度 明显降 低 。 陀螺 仪 测 量 到 的是 角 速 度 ，需 要积 分 换 算 为 角 度 。 由于温 度变 化 、摩 擦 力 和 不 稳 定 力矩 等 因 素 ，陀螺 仪会 产 成 漂移 误 差 ，且 随着 时 间的 累积 ，
融合振动的杆塔倾角测量的数据处理方法[发明专利]
![融合振动的杆塔倾角测量的数据处理方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0d239f841eb91a37f0115c4f.png)
专利名称：融合振动的杆塔倾角测量的数据处理方法专利类型：发明专利
发明人：董泽才,冒文兵,吕孝平,刘昌帅,苏世,刘磊,任寅平申请号：CN201510692652.0
申请日：20151020
公开号：CN105318861A
公开日：
20160210
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种融合振动的杆塔倾角测量的数据处理方法，步骤包括：(1)振动位移数据处理；(2)倾角数据处理；(3)位移数据同步；(4)利用Dis计算得到两个序列间的差值序列。
本发明的有益效果在于，通过连续测量杆塔振动、杆塔倾角，并对2者数据进行融合得到准确的杆塔倾斜角度，整个算法较为精准同时可实时性较强，使用效果较佳。
申请人：国网安徽省电力公司铜陵供电公司
地址：244099 安徽省铜陵市长江中路91号
国籍：CN
代理机构：安徽汇朴律师事务所
代理人：汪蕙
更多信息请下载全文后查看。
导线运动状态识别和导线倾角参量采样策略技术研究
科教论坛 !"#!$%&$'(') *+&,-./&$01$21(3$&)%$'%0%$7
导线运动状态识别和导线倾角参量采样策略技术研究
殷蔚翎$ 4 何思阳) 4 王4帅( 4 黄4力3 4 陈4浩7 4 尹学兵0 4 郭莉萨1 4 朱4彬;
&&贵州大学#贵州贵阳#$$""'$'&都匀供电局#贵州都匀#$$!""" %&铜仁供电局#贵州铜仁#$$(%""(&六盘水供电局#贵州六盘水#$$%""&$&凯里供电局#贵州凯里#$$)""" )&兴义供电局#贵州兴义#$)'(""*&贵阳供电局#贵州贵阳#$$"""&!&贵州电网公司信息通信分公司#贵州贵阳#$$"""*
很多"但是由于导线运动状态不能完全理想的比作自由单摆简
谐运动"因而在导线运动状态下所测量得到的真实角度差略大
于理论测量的偏差值#
重复试验动静态角度对照表
风偏角 倾斜角 风偏角 $7H滑动均值 倾斜角 $7H滑动均值 实验组别
静态值' j( 静态值' j( 动静态最大偏差 动静态最大偏差
第一次 $&(7%%7 $$&)1(1$
图 ) 风偏角 $7H采样滑动均值变化曲线 采用去极值平均值算法后所得到的角度变化曲线如图 ( 所示"从动态角度变化曲线图中可以看出风偏角取均值后波动 偏差范围保持在 %&%)7j范围以内"倾斜角度波动跳变范围保持 在 %&%(7j范围以内# 根据上述数据我们可知"倾角传感器通过 硬件增加滤波电路"并且将数据经过软件处理后"可以将动态 的被测物进行相对准确的角度测量"同时也符合实际测量导线 运动角度的要求#
基于嵌入式技术的倾角传感器检测系统设计
拟输出：Ｐｉｎ４：Ｘ模拟输出：Ｐｉｎ５：量程选择控制ＯＳｌ（ＭＭＡ ７２６０的ｐｉｎｌ）；Ｐｉｎ６：量程选择控制ＧＳｌ（ＭＭＡ ７２６０的 ｐｉｎｌ）：Ｐｉｎ７：悬空；Ｐｉｎ８：ＧＮＤ；Ｐｉｎ９：ｖｃｃ（ｓｖ输入１；
ＡＰＰ
ＵＳＡＲＴＩＴａｓｋ．实现角度测量并将电压值传送到上
位机。嵌入式系统程序总流程见图４。 基于嵌入式操作系统的应用中，还有一项重要的工 作就是操作系统的移植和裁剪。所谓移植。就是使一个
实时内核能在某个微处理器或微控制器上运行． ｔｔＣ／ＯＳ－ＩＩ的移植工作主要包括：ＯＳ ＣＰＵ．Ｈ文件中
与微处理器类型及相应硬件有关的常数定义、宏定义和
＃ｄｅｆｉｎｅＴＡＳＫ＿ＳＴＫ＿ＳＩＺＥ
ＯＳ＿ｇＴＫ ５１２
／／定义任务栈的太小为５１２字节 ＳＴＫ＿ＳＩＺＥ］；Ｈ定义任务栈
ＡＰＰ＿ＴａｓｋＳｔａｒｔＳＴＫ［ＴＡＳＫ
ｖｏｉｄ
ＡＰＰ＿ＴｕｋＳｔｍ＇（ｖｏｉｄ‘ｔａｔａｔａ）；，，声明任务
ＯＳｌｎｉｔ０；／／探作乐统初始化 ＯＳＴａｓｋＣｒｅａｔｅ（（ｖｏｉｄ（＋×Ｖｏｉｄ’））ＡＰＰ—－ＡＤＴａｓｋ。
Ｇｕｉｙａｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ．Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
５５０００３，Ｃｈｉｎ∞
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ
五、系统调试及结果
ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ
ｓｅｎｓｏｒＭＭＡ７２源自０二、测量原理加速度传感器的测量原理本质是两片弹性间距的平板电容，改变间距即改变电容，因而改变输出的 电压。ＭＭＡ７２６０的重力感测单元由基于半导体材料的微机械结构构造而成。物理模型可以构造成一对固 定的面板，中间包含一块可移动的面板．当系统被给定一加速度时，中间板就会漂移。中间板移动时， 它到一边（固定的面板）的距离增加，而到另一边的距离相应地减少。这种距离的变化可用来表征加速 度。重力感测单元的面板构成了两个背对背的电容，当中间面板随着加速度移动时。两个面板之间的距 离就会改变，芯片中使用开关电容测量出电容值。并从它们的差值中解析出加速度数据，再进行信号调 制和信号滤波，最后输出正比于加速度的电压． ＭＭＡ７２６０以重力为输入矢量来决定物体在空中的姿态。 把加速度传感器固定在物体的水平面上，当物体姿态改变时，加 速度传感器的敏感轴随之转动一定角度，由于重力的作用。传感 器敏感轴上的加速度会发生改变，因此可通过测量加速度的变化 来反映物体姿态的变化． 测量物体正交两个轴向的倾角关系如图ｌ所示．其中，ｘｏ、 Ｙ口、ｚｏ为初始位置时加速度传感器３个轴向上的输出信号．通过 检测传感器３个方向的加速度信息ｘ、Ｙ、Ｚ。即可获知物体在空
基于激光的车辆动态侧倾角测量
基于激光的车辆动态侧倾角测量张辉;杨永强;庄文盛;龚文森【摘要】Precise measurement of vehicle dynamic roll angle is significant in vehicle control and assisting safe driv-ing.Because direct measurement of vehicle dynamic roll angle is difficult,a method to measure vehicle dynamical roll angle based on laser and image processing was presented.The laser devices and an imaging unit were fixed on the ve-hicle body,and real-time laser images were obtained.According to the geometrical relationship of vehicle body,road surface,laser spots and imaging unit,real-time vehicle roll angle was calculated through image processing.The experi-mental results show that this method is simple and convenient,and vehicle motion has no influence on it.It has a great practical value for a variety of related experimental researches on the measurement of vehicle dynamic roll angle.%精确的车辆动态侧倾角检测是车辆控制、辅助安全驾驶的重要基础.针对车辆动态侧倾角难以直接测量的问题,提出一种基于激光和图像分析的车辆侧倾角动态测量方法.本文方法通过在车体上安装激光光源、成像单元,实时拍摄获取激光图像.依据车体、路面、激光光斑和成像单元的几何关系,通过图像分析即可实时计算车辆相对于路面的侧倾角.这一方法简单、便捷,结果不受车辆运动影响,是一种精度相对较高的实验测量方法,对于车辆运动侧倾角测量的各类相关实验研究都具有很高的实用价值.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2017(047)002【总页数】4页(P133-136)【关键词】车辆;侧倾角;激光;图像【作者】张辉;杨永强;庄文盛;龚文森【作者单位】中山大学智能交通研究中心,广东广州 510006;广东省智能交通系统重点实验室,广东广州 510006;中山大学智能交通研究中心,广东广州 510006;广东省智能交通系统重点实验室,广东广州 510006;中山大学智能交通研究中心,广东广州 510006;广东省智能交通系统重点实验室,广东广州 510006;中山大学智能交通研究中心,广东广州 510006;广东省智能交通系统重点实验室,广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】U467.4;TN249车辆侧倾角的实时测量在车辆控制、辅助安全驾驶中都有重要的应用。
倾角传感器动态误差标定系统
倾角传感器动态误差标定系统齐晓娜;冯贺平【摘要】研究了一种用于倾角传感器动态标定的系统。
该系统包括工作台及其控制装置、传感器动态输出数据采集模块、数据处理模块等部分。
该系统通过改变输入到驱动器的脉冲频率控制步进电机的转速，并通过调整脉冲数来控制旋转角度，从而获得一定转速下-45°～45°范围内倾角传感器的动态输出。
利用Matlab软件对所得数据进行预处理、插值和拟合，建立了动态特性的数学模型，得出在不同转速下倾角传感器的动态补偿量，以用于动态测量过程的实时补偿。
%This paper explores a development of a tilt sensor for the dynamic calibration system, which includes a rotary drive and its control of the worktable, the sensor dynamic output data acquisition and data processing module. The system can control the speed by changing the pulse frequency of the stepping motor, and also control the rotation angle by the number of input, to obtain-45º~45º range of angle sensor dynamic output. We established the mathematical model of dynamic characteristics by making use of Matlab software to pre-treat, interpolate and fit the data. And we reached the dynamic compensation of angle sensor in different speed in real-time compensation of dynamic measurement process.【期刊名称】《铜仁学院学报》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P110-113)【关键词】倾角传感器;动态标定;Matlab数据处理【作者】齐晓娜;冯贺平【作者单位】河北金融学院信息管理与工程系，河北保定 071051;河北软件职业技术学院智能工程系，河北保定 071000【正文语种】中文【中图分类】TP217倾角传感器是一种通过把传感器相对于基准面的倾角转换为与之对应的电信号输出，从而求出对应的倾角值的装置。
风云四号高精度动态测角系统研究的开题报告
风云四号高精度动态测角系统研究的开题报告
一、研究背景
风云四号卫星是我国的一颗高分辨率气象卫星，它通过高精度的遥感数据获取技术，能够对地球表面进行精确的监测和测量。
然而，遥感数据获取的精度不仅仅取决于卫星本身的性能，还与测角系统的精度密切相关。
因此，对于风云四号卫星而言，研究和开发一套高精度动态测角系统至关重要。
二、研究目的
本研究旨在提高风云四号卫星的遥感数据获取精度，研究和开发一套高精度动态测角系统，能够在卫星正常运行时，准确测量卫星的姿态，从而提高遥感图像的质量和精度。
三、研究内容
基于目前已有的测角系统研究成果，本研究主要包括以下内容：
1. 系统需求分析：对测角系统的功能、性能、精度等进行详细分析，确定系统需求。
2. 系统设计与开发：根据系统需求，设计和开发适用于风云四号卫星的高精度动态测角系统并进行集成。
3. 系统测试和验证：对系统进行实验室和现场测试，并验证系统的性能和精度是否满足要求，对可能存在的问题进行修正和优化。
4. 系统应用：将系统应用于实际遥感数据获取中，并对数据进行分析和处理，提高遥感数据的质量和精度。
四、研究意义
1. 提高风云四号卫星的遥感数据获取精度，为气象预测、灾害监测等应用提供更精确的数据支持。
2. 推动我国测角系统技术的发展，提升我国在遥感数据获取领域的技术水平。
3. 为卫星遥感数据的广泛应用提供技术保障，促进卫星遥感技术的应用与发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
【36】 第34卷 第10期 2012-10(上)
收稿日期：2012-06-27
作者简介：行阳阳（1985－），男，河南洛阳人，硕士研究生，研究方向为信号处理与智能控制。
0 引言
当今，在许多领域，如航天航空、军事火控、地质测绘、桥梁检测、机械建筑等，为达到进行姿态控制的目的，要求倾角传感器在动态情况下，测量准确且可靠性强[1]。
市场上出售的倾角传感器，大都由惯性加速度传感器构成，由于其工作原理的局限，导致动态时倾角测量误差大。
为满足动态倾角测量的准确性，在军工航天方面，捷联惯导占据主导地位[2]，但其高昂的成本与复杂的算法不适合民用。
伴随着智能化的普及，低成本动态倾角传感器的研发迫在眉睫。
1 数据融合
1.1 惯性传感器缺点及解决方案
加速度传感器测量角度的原理是：利用测量到的重力加速度在敏感轴上的投影分量，通过三角函数推导出其倾斜的角度值。
然而加速度传感器噪声大，且在动态情况下，会受到动态加速度的干扰，影响测量结果。
若单纯对加速度传感器进行低通滤波，虽可有效降低动态加速度的干扰与噪声，但响应速度明显降低。
陀螺仪测量到的是角速度，需要积分换算为角度。
由于温度变化、摩擦力和不稳定力矩等因素，陀螺仪会产成漂移误差，且随着时间的累积，无论多么小的常值漂移，通过积分都会得到无限大的角度误差。
不适合长时间单独工作[3]。
高通滤波能够剔除陀螺仪中直流成分，一定程度上减小误差漂移。
基于系统辨识与数据融合的动态倾角测量的研究
Research of dynamic tilt measurement on system identi fi cation and data fusion
行阳阳，梁义维
XING Yang-yang, LIANG Yi-wei
（太原理工大学 机械工程学院，太原 030024）
摘 要： 本文通过分析惯性传感器无法准确测量动态倾角的缺点，提出一种数据融合算法，并分析参
数a的取值对数据融合结果的影响，发现算法尽管能够抑制动态加速度的干扰，但波形存在过冲。
最后利用系统辨识建立因果递归系统，消除过冲，弥补数据融合的缺点。
实验结果表明，通过系统辨识对数据融合算法的优化，倾角传感器能够得到准确的动态倾角值。
关键词： 动态倾角测量；惯性传感器；数据融合; 系统辨识
中图分类号：TH701;TH712 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2012)10(上)-0036-03Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2012.10(上).12
为在不降低响应速度的同时，减小动态加速度对传感器的干扰，消除陀螺仪的漂移，本文采用一种数据融合算法。
公式如下：
θn =a·(θn-1+d θ·dt)+(1-a)·θ
（1）
式中：θn 为第n 次数据融合计算所得角度，θn-1为第n-1次数据融合计算所得角度，d θ为第n 次陀螺仪测得角速度，θ为第n 次加速度传感器测得角度，dt 为采样周期。
1.2 数据融合算法缺点
通过式（1）可以看出，数据融合处理输入信号的实质，是对陀螺仪信号进行高通滤波，同时对加速度传感器信号进行低通滤波，再将两者进行信息融合。
其参数简单，其中对结果影响最大的是参数a 。
由于参数a 与高通滤波和低通滤波的时间常数τ有内在关系，即
，而时间常数τ表
征高通滤波的截止频率f H 与低通滤波的截止频率f L 的大小，即
，故参数a 的取值决定着
高通滤波与低通滤波的强度。
a 值大，两者截止频率小，低通滤波通带窄，滤波效果强；而高通滤波通带宽，滤波效果弱。
为便于直观分析参数a 对滤波结果的影响，下面进行两个实验。
1）在静态情况下，传感器旋转9°，观察参数a 取值对数据融合瞬态响应的影响，结果如图1所示；
2）固定传感器角度，使其在水平方向反复运动，观察不同的参数a ，数据融合对于动态加速度
第34卷 第10期 2012-10(上) 【37】
干扰的抑制效果，结果如图2所示。
图1 不同a 值时的瞬态响应
图2 不同a 值时，对于动态加速度干扰的抑制效果
图2中，随着a 值的增大，由于加速度传感器低通滤波的通带变窄，动态加速度对于加速度传感器的干扰与传感器自身的噪声明显降低；同时从图1中可以看出，伴随a 值的增大，融合滤波后输出噪声虽然降低，但由于陀螺仪高通滤波效果减弱，不能很好抑制陀螺仪漂移，最终导致滤波后波形过冲，且过冲量伴随a 值增大而增大。
通过对比分析，可以得出结论：a 值小，则加速度传感器受噪声与其他加速度的干扰影响大；a 值大，则滤波后角度值存在过冲。
2 系统辨识
系统辨识又称黑箱建模，根据记录得到的输入输出数据，经过一些加工处理，求出非参数或参数模型[4]，建立输入到输出的系统。
利用matlab 系统辨识工具箱，可以有效简化系统辨识过程，提高辨识精度[5]。
故本文采用matlab 工具箱进行系统辨识。
本文系统辨识的目的在保证有效抑制动态加速度的同时，消除过冲，故将a=0.95时的过冲量大的波形做为输入，输出用电位计测到的实际无过冲波形，然后导入matlab 系统辨识工具箱，采样时间为10ms ，如图3所示。
图3中，u1为输入，y1为输出，纵轴角度单
位为rad ，横轴时间单位为s 。
系统辨识工具箱中线性参数模型包括ARX 、ARMAX 、OE 、BJ 、状态方程等模型[6]。
为使模型传递函数清晰，本论文选取ARX 模型用于辨识。
经过辨识筛选，选取与输出吻合度较高模型，初步确定为一阶模型ARX120与三阶模型ARX320，吻合度分别为94.58%与95.39%。
如图4所示。
图4 模型输出与真实输出对比
模型ARX120、ARX320的参数方程与误差函数如图5所示。
图5 模型参数方程与误差
图5中，上部分为ARX120
的参数方程与误
图3
输入与输出波形
【38】 第34卷 第10期 2012-10(上)
差，下部分为ARX320的参数方程与误差，其中Loss function 为损失函数，FPE 为最终预测误差，两者都表征系统的精度。
将图中两个参数方程改写为离散传递函数：ARX120：
（2）
ARX320： （3）
式2与式3经过逆z 变换后，推导出连续传递函数：ARX120：
（4）
ARX320： （5）
由式（4）与式（5）分析可得，ARX120有唯
一极点s1=-0.3528，在s 域左半平面，系统稳定；而ARX320极点为：s1=-0.4421, s2=0.1023+6.3048i, s3=0.1023-6.3048i ，其中s2、s3落于s 域右半平面，系统不稳定[6]。
故最终模型确定为ARX120。
为便于单片机编译，将式（2）改写为差分方程形式： y[n]=0.9965y[n-1]+0.5697x[n]-0.5661x[n-1] （6）即系统第n 次输出，为系统第n-1次数出、第n 次输入和第n-1次输入的线性组合，该线性组合表明此系统是一因果递归系统。
3 实验方案与结果
3.1 确定实验方案
采取的实验步骤如下：将a=0.95时的式（1）
与式（7）编译进MSP430单片机，先将传感器旋转9°，测试波形是否过冲，然后给予传感器一个与图2相同的水平加速度，测试动态加速度干扰情况，并用示波器采集角度信号。
实验硬件图如图6所示。
3.2 实验结果分析
示波器采集到的波形如图7所示。
྅அᅏARXRS61061
े܈دߌഗMMA2260
ຕබࢇ
ᅺࡕڿࡃဣཥ
MSP430
๖հഗ
图6
实验硬件图
图7 实验结果波形
波形右半部分与图2对比，动态加速度干扰引起的波动小，与a=0.95时相同；左半部分波形过冲为0.02rad ，而图1上a=0.95时的过冲为0.13rad 。
可见，该因果递归系统能够有效降低过冲量。
4 结束语
本文通过系统辨识，建立一个因果递归系统，优化数据融合，并用传感器进行试验。
实验结果表明，此因果递推系统与数据融合搭配，在降低动态加速度干扰的前提下，能够有效消除过冲，使得传感器能够得到更为准确的动态倾角值。
参考文献:
[1] 周庆飞, 徐明龙. 具有温度自补偿功能的高分辨力倾角传
感器的设计[J]. 传感器与微系统, 2012, 31(1): 107-110.[2] 奔粤阳. 高动态环境捷联惯导算法研究[D]. 哈尔滨:哈尔
滨工程大学, 2008.
[3] 张吉昌. 单轴双轮自平衡代步车的研究与设计[D]. 青岛:
中国海洋大学, 2009.
[4] 姚巍. 自行车机器人系统辨识及matlab 仿真[D]. 北京: 北
京邮电大学, 2008.
[5] 郑剑翔. MATLAB 系统辨识工具箱在系统控制设计中的
应用[J]. 福州大学学报, 2010, 38(5): 703-706.
[6] 杨叔子, 杨克冲. 机械工程控制基础[M]. 华中科技大学
出版社, 2011.。