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首页空间滤波转速遥测旋转方向辨识技术
"空间滤波转速遥测中旋转方向的辨识方法" 本文主要探讨了一种用于空间滤波转速遥测中旋转方向识别的新方法,该方法基于微分差相关分析和旋转中心定位技术。在空间滤波转速遥测系统中,正确辨识旋转方向对于准确测量物体的转速至关重要。传统的识别方法可能存在相位不敏感性问题,导致辨识难度增加。 首先,该方法通过微分处理相邻两个光电池的输出信号,然后进行相减并取绝对值,这一步骤有助于提取信号的相关性信息。接着,通过对得到的微分差相关值进行积分,可以找到相关值的最小值,这个最小值对应的延时量符号可用来判断旋转体像在线速度方向上的正负,即旋转的正向或反向。 为了进一步确定旋转中心的位置,文章提到了利用双差分空间滤波传感器的输出信号。通过对两个中心频率及其变化进行分析,可以计算出系数k。结合k值和较大中心频率对应的空间滤波器位置,可以精确地确定旋转中心,这是判断旋转方向的关键。 通过仿真分析和实验验证,该方法被证明具有简单易实现的特点,并且对随机相位变化不敏感,这意味着它能够在各种复杂环境中保持稳定性和准确性。因此,该方法有效地解决了空间滤波转速遥测中旋转方向识别的挑战,提高了测量的可靠性和实用性。 "空间滤波转速遥测中旋转方向的辨识方法"是一种创新的技术,它结合了微分差相关和旋转中心定位的理论,为转速遥测提供了新的解决方案。这种方法的提出对于提升空间滤波技术在旋转物体速度测量中的应用性能具有重要意义,特别是在需要高精度和抗干扰能力的领域,如航空航天、机械工程和自动化控制等领域。
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第 35 卷 第 6 期
2015 年 6 月
Vol. 35, No. 6
June, 2015
光 学 学 报
ACTA OPTICA SINICA
0612001-
空间滤波转速遥测中旋转方向的辨识方法
曾祥楷 陈 阳* 朱志雄 刘全顺
重庆理工大学光电信息学院, 重庆 400054
摘要 基于微分差相关分析和旋转中 心定位 ,提出了用于空间滤波转速遥测 中旋转 方向的辨识方法。该旋转方向
辨识 法是将差分 空间滤波器 中相邻两个 光电池的输 出信号经微 分、相减、取绝对值后 再积分计算 得到微分差 相关
值,用其最小值 处延时量的 符号确定旋 转体像在该 两光电池处 的线速度方 向,再依据 该线速度方 向和旋转中 心位
置来 判 定旋转方向 。其中的旋 转中心位置 是 利用双差分 空间滤波传 感器输出信 号的两个中心 频率及其变 化计算
系数 k,再由 k 值和较大中心频率对应的差分空间滤波器所在的位置来确定的。仿真分析实验验证了所提出的旋转
方向辨识方法简单易实现。该方法对随机相位不敏感,有效地解决了空间滤波转速遥测中的旋转方向辨识难题。
关键词 测量; 旋转方向辨识; 微分差相关; 差分空间滤波; 转速遥测
中图分类号 TH74 文献标识码 A
doi: 10.3788/AOS201535.0612001
Identification Method of Rotational Direction in Remote Angular-
Velocity Measurement with Spatial Filtering Technique
Zeng Xiangkai Chen Yang Zhu Zhixiong Liu Quanshun
School of Optoelectronic Information, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China
Abstract Based on differential subtraction correlation (DSC) and the position zones of the rotational center, an
approach to identifying the rotational direction of the measured body in remote angular-velocity measurement with
spatial filters is presented. The DSC is obtained by differentiating and subtracting the output signals of two adjacent
photovoltaic cells in one differential spatial filter (DSF), and then integrating the absolute values of the differential
subtraction signal. The sign of the temporal delay at the minimum DSC value indicates the displacement direction
of the moving image on the photovoltaic cells. The rotational direction is distinguished by using both the
displacement direction and the position zone of the rotational center. The position zone of the rotational center is
determined by a coefficient k and the location of the DSF with a larger central frequency, where k is calculated with
the two central frequencies and their variations of the quasi-sinusoidal output signals of a double-DSF sensor.
Experiments and simulations are achieved to confirm the identification method, of which the results show that the
identification method is correct and easy to be implemented. The proposed identification method is insensitive to
random phase fluctuation, and has solved the difficult problem of identifying the rotational direction in remote
angular measurement with spatial filtering technique.
Key words measurement; rotational direction identification; differential subtraction correlation; differential
spatial filtering; remote angular-velocity measurement
OCIS codes 120.4640; 200.3050; 280.7250
收稿日期: 2015-01-04;收到修改稿日期: 2015-02-02
基金项目: 重庆市时栅传感及先进检测技术重点实验室基金(2013TGS006)、重庆理工大学研究生科研创新基金(YCX2013103)
作者简介: 曾祥楷(1965—),男,博士,教授,主要从事波导理论、光电信息获取及处理等方面的研究。E-mail: zxkai@cqut.edu.cn
通信联系人。E-mail: Chengangbisheng@163.com
1 引 言
空间滤 波测速法是 根据图 像经空间滤波和光 电转换 后的时域信 号频率 与空域频率 间的关 系来测量运
动物体的 速度
[1-2]
,目前主要 用于线速度的检测。该方 法具有简 单稳定、非接触、环境适应性 强、使用方 便等
1
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