• 2018年第26卷第9期文章目次
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    • >测试与故障诊断
    • 基于可视化界面的液氧甲烷发动机故障建模设计与实现

      2018, 26(9):1-4. CSTR:

      摘要 (1247) HTML (0) PDF 1.91 M (885) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对新研制发动机故障样本少,故障模式与效应不易分析等问题,本文基于可视化环境构建了液氧甲烷发动机故障建模方法,首先分析发动机的工作过程和故障模式,提出了添加故障因子的方式构建各个组件的数学公式;其次,采用了一种基于图形化的建模软件搭建了故障仿真系统;最后,基于该平台系统进行了发动机的故障仿真分析。结果表明基于可视化建模平台所构建的发动机故障模型系统能够满足需求并且界面人性化,易于操作。为后续故障诊断工作奠定了坚实的基础。

    • 基于人工智能技术的不完备信息系统智能诊断方法研究

      2018, 26(9):5-8. CSTR:

      摘要 (1975) HTML (0) PDF 1.18 M (842) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高不完备信息系统故障诊断的正确性与效率,本文提出一种基于粗糙集理论、蚁群优化算法和RBF神经网络相结合的故障智能诊断方法。该方法首先利用“条件组合补齐算法”对不完备的数据进行完备化处理,再利用粗糙集对条件属性进行知识约简,得到具有最大完备度的最小规则集,接着用蚁群算法优化RBF神经网络的权值,并将最小规则集用于训练RBF神经网络模型,获得故障智能诊断模型。通过实际工程数据验证故障智能诊断模型的有效性,结果表明提出的方法能有效实现系统故障的诊断。

    • 基于改进的Hough变换和K-mean聚类的RANSAC车道线检测方法

      2018, 26(9):9-12. CSTR:

      摘要 (3118) HTML (0) PDF 1.61 M (993) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对车道线检测中特征点匹配方法存在实时性不高和精度低的问题,本文首先提出了基于消失点改进的Hough变换提取特征线,剔除了干扰线,提高的计算量;然后对特征数据集采用 K-means 聚类和RANSAC拟合算法,首先利用 K-means 聚类对改进的Hough变换提取的特征点进行预处理,剔除了孤立的特征点,接着匹配Catmull-Rom 样条曲线进行RANSAC拟合,相当于二次优化,实现了车道线的快速和精确配准。通过实验表明,该算法不仅提高了车道线识别的精确度,而且具有很好的鲁棒性。

    • 基于工业机器人的汽车轮毂表面缺陷的视觉检测系统设计

      2018, 26(9):13-16. CSTR:

      摘要 (1732) HTML (0) PDF 1.46 M (872) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:由于汽车轮毂结构复杂,为解决当前轮毂检测效率低,检测速度慢,工作量大等问题,该文给出了一种基于工业机器人的视觉检测方法。通过把视觉系统安装在机器人的末端执行器上,利用机器人的精确运动来改变视觉系统的姿态,以实现对汽车轮毂各表面的检测,进而可实现对多规格轮毂进行动态检测,并针对多次重复测量时定位累计误差导致成像质量退化的问题,通过对轮毂图像的预处理找到了轮毂的气阀作为检测的初始位置,对机器人调节相应的位姿进行校正。该文以HONDA 1.6X17摩托车轮毂作为研究对象,实验表明,该系统在准确检测的同时,提高了检测效率。

    • 基于改进Fast MBD显著性检测和多特征融合匹配的靶纸区域快速检测算法

      2018, 26(9):23-28. CSTR:

      摘要 (2876) HTML (0) PDF 1.48 M (886) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决基于机器视觉的自动报靶系统快速、准确定位靶纸区域的问题,通过对靶纸图像的颜色和形状特性分析,提出一种基于改进Fast Minimum Barrier Distance显著性和多特征匹配的靶纸区域快速检测算法。该算法在原始Fast Minimum Barrier Distance显著区域提取算法的基础上,引入局部区域对比度先验和形状先验作为显著性区域提取的补充准则。同时,为了判断提取到的区域是否包含靶纸,再引入多特征匹配算法。首先,分别对图像边界连通先验、局部区域对比度先验和形状先验进行量化,形成距离图、对比度图和形状图,再结合三者分割出显著性目标区域,然后提取分割出的各目标区域的多种特征,并将其进行特征融合,最后利用1-范式将得到的目标特征与模板特征进行匹配,把匹配结果小于阈值的目标视为靶纸。在400张包含靶纸图像数据集上的实验结果显示了该算法的有效性。同时,在华为海思平台上,该算法处理速度能达到30帧/秒,足以证明该算法的实时性。

    • 基于深度主动学习的磁片表面缺陷检测

      2018, 26(9):29-33. CSTR:

      摘要 (2642) HTML (0) PDF 1.50 M (1643) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:磁片表面缺陷的检测一直是磁片厂流水线生产中提高生产效率、降低生产成本的重要环节。当前多种机器视觉检测方法已经被应用,这些方法都是采取人工提取缺陷特征,但由于磁片表面对比度低,磨痕纹理干扰和缺陷块小且亮度变化大等难点,导致准确度不高、通用性不强;另外在实际生产中巨大数据量获取容易,而人工标注成本高;为此提出一种基于深度主动学习的磁片表面缺陷检测方法可以解决以上两个问题;该方法首先,结合边缘检测和模板匹配算法将磁片前景和背景进行分割;其次,使用Inception-Resnet-v2深度神经网络对样本进行训练,完成对缺陷图像的识别;最后,在深度学习过程中,提出一种主动学习的方法来克服数据集庞大但标注成本高的难点。实验结果表明,该方法的缺陷检测识别率达到了96.7%,并且最多能节省25%的人力标注成本。

    • 新型光学对中自动测量装置的设计

      2018, 26(9):34-38. CSTR:

      摘要 (2216) HTML (0) PDF 1.64 M (889) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对光学对中器采用面阵电荷耦合器件或者黑白线阵电荷耦合器件作为图像传感器的不足,设计了一种新型光学对中自动测量装置。测量装置由N型自发光目标、光学镜头、彩色线阵电荷耦合器件、处理电路、FPGA和电源模块组成。利用彩色线阵电荷耦合器件和N型自发光目标协同工作进行二维位置测量。通过实验,验证该装置在露天环境下工作,反射光等强干扰时,能区分有用目标信号和干扰信号。论文着重介绍了彩色线阵电荷耦合器件图像传感器的优点和N型自发光目标的尺寸设计。最后,对新型光电对中器的测量精度进行了实验验证和误差分析。在本设计中,图像传感器的选择分别采用黑白线阵CCD和彩色线阵CCD进行实验验证, X轴方向测量精度: ±0.649mm≤1.597mm;Y轴方向测量精度:±1.176mm≤3.940mm。实验结果表明:采用彩色线阵电荷耦合器件作图像传感器时,抗干扰性强,测量结果精确、稳定。

    • 基于Gabor滤波器和HOG特征的织物疵点检测

      2018, 26(9):39-42. CSTR:

      摘要 (1547) HTML (0) PDF 1.63 M (768) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对织物疵点检测问题,提出了一种基于Gabor滤波器和方向梯度直方图(HOG)特征的织物疵点检测算法。首先使用3个尺度、4个方向的Gabor滤波器组对织物图像进行滤波,并做融合处理,增强织物图像疵点区域和背景纹理之间的对比度;然后使用双边滤波减弱图像背景纹理和噪声的影响;最后将图像划分成均匀子块,提取每个子图像块的HOG特征,利用图像疵点区域和背景纹理的HOG特征差异进行阈值分割实现织物疵点的检测。实验选取5种常见织物疵点进行验证,并与传统的Gabor滤波算法进行了实验对比,结果表明该算法可以较好的抑制织物背景纹理的干扰,更加准确的检测出织物疵点。

    • 一种改良的主动频率偏移孤岛检测方法

      2018, 26(9):43-47. CSTR:

      摘要 (1344) HTML (0) PDF 1.94 M (586) 评论 (0) 收藏

      摘要:分布式发电系统中的孤岛检测问题是目前研究的难点,特别是传统主动频率偏移法在逆变器输出功率与负载功率平衡或者不平衡程度较小时,较难检测出孤岛并且输出电流存在较大的谐波含量。针对这个问题,在光伏并网发电系统中提出了一种改良的主动频率偏移孤岛检测方法。该方法把主动频率偏移与卡尔曼滤波的谐波估计相结合组成判断是否发生孤岛的依据。在Matlab/Simulink下进行系统仿真,验证了该方法有效地减少了传统主动频率偏移法存在的检测盲区,也明显地降低了逆变器输出电流的谐波含量。

    • 基于RVM和相空间重构的模拟电路PHM研究

      2018, 26(9):48-52. CSTR:

      摘要 (1466) HTML (0) PDF 1.72 M (770) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对模拟电路健康管理的特点,提出了一种基于RVM的模拟电路故障诊断和预测方法。首先对模拟电路作蒙特卡罗分析得到输出频域响应,然后利用小波分解与重构方法提取模拟电路的故障特征,最后用相关向量机分别对电路进行了单一故障和双故障的诊断研究。接着,对电路进行参数分析,得到不同参数值下的输出响应,计算其与电路无故障标准响应的欧氏距离作为故障特征,并以此表征电路元件健康值,结合相空间重构方法,得到相关向量机的输入输出样本,随后训练学习并实现对各个时间点元件的健康值变化轨迹进行预测。仿真结果表明,该方法在小样本情况下,诊断和预测效果好,适用于健康管理中实时预测,具有较好的实用性。

    • 分布式网络多通道实时数据无线监测系统设计

      2018, 26(9):53-57. CSTR:

      摘要 (1034) HTML (0) PDF 2.01 M (600) 评论 (0) 收藏

      摘要:普通无线监测系统中单个数据节点完整性较低,不能在适应网络多级结构分布形式变化的前提下,完成数据传输情况的实时记录。为解决上述问题,设计新型分布式网络多通道实时数据无线监测系统。通过数据实时采集、JIAG无线监测电路设计,确定网络服务器在分布式串口中的连接形式,完成新型监测系统的硬件设计;针对监测电路模块,对多通道网络协议、节点监测主程序、无线监测上机位三大环节进行调整,完成新型监测系统的软件设计,实现系统的顺利运行。对比实验结果表明,与传统系统相比,应用新型无线监测系统后,多级网络结构分布适应性提升35%左右、单个数据节点的完整性提升20%左右。

    • 基于倒谱预白化的轨道车辆轴箱轴承故障诊断

      2018, 26(9):58-61. CSTR:

      摘要 (1285) HTML (0) PDF 2.17 M (792) 评论 (0) 收藏

      摘要:轴箱轴承作为轨道车辆的关键旋转部件之一,起着承载、减磨、降阻的作用。基于振动信号的轴承监测方法,将成为轨道车辆轴承状态在线监测的发展方向。在信号预白化的理论基础上,提出了基于倒谱编辑预白化的轴承故障诊断方法,该方法使用实倒谱定位和编辑原始信号的对数幅值,去除不想要的离散频率分量,然后结合原始相位信号和编辑后的幅值重构时域信号,再对时域白化信号进行频谱分析。试验结果表明,倒谱预白化与传统包络谱解调分析都能有效检测轴箱轴承故障,但倒谱预白化不需要进行滤波频带选择,具有简单实用的优点,验证了该方法在轴承严重故障和微弱故障诊断方面的有效性。

    • >控制技术
    • 基于模糊避障算法的履带式搬运机器人的设计

      2018, 26(9):62-66. CSTR:

      摘要 (1634) HTML (0) PDF 1.86 M (1007) 评论 (0) 收藏

      摘要:以HC-SR04超声波传感器模块获取机器人周围环境信息,以链式叉车作为搬运货物的执行机构,以STM32F103单片机作为机器人控制器,设计了一种自动搬运并且避障的小型履带式搬运机器人。针对局部静态环境下多障碍物对系统避障的复杂性,引入了模糊控制算法,通过对机器人与障碍物之间的距离进行模糊化,建立模糊规则,实现搬运机器人的避障控制。为了提高机器人的稳定性及避障的可靠性,对直流电机建立了数学模型,并利用积分分离PID算法进行仿真,最后实验结果表明该算法提高了直流电机的控制性能。

    • 改善室内环境舒适度的一种新型控制方法

      2018, 26(9):67-71. CSTR:

      摘要 (1345) HTML (0) PDF 1.84 M (718) 评论 (0) 收藏

      摘要:室内环境舒适度直接影响着在室人员的健康和工作效率,需要进行有效的控制以保证其舒适性。论文以某办公室为研究对象,提出一种基于同策蒙特卡罗自适应控制方法对建筑物内空调系统、加湿器、除湿器、照明系统和通风系统等设备优化控制,调节室内温湿度、照度和CO2浓度提高室内舒适感。建立了有关影响室内环境舒适度的因素的状态变化的数学模型,并利用实验数据验证模型,同时与PID和模糊控制算法进行了仿真对比分析。结果表明:在同时控制影响室内环境的多个因素时,同策蒙特卡罗控制方法能够较好的跟踪实际情况,且该方法稳态误差较小,收敛速度较快。

    • 无人机航迹规划与监控系统设计

      2018, 26(9):72-77. CSTR:

      摘要 (1469) HTML (0) PDF 2.97 M (762) 评论 (0) 收藏

      摘要:无人机作为现代战争中广泛使用的设备,使无人机安全、准时完成任务。航迹规划就是针对各种任务需求,为无人机提供一条或多条可行航线,确保无人机处于自主飞行状态。本研究目的是研发通用性特征的无人机航迹规划与监控系统,在阐述设计该系统原则基础上,详细介绍无人机航迹规划与监控系统分层架构及用户控制层、数据管理层等,并提出开展各项测试。结果表明,所设计系统能顺利通过测试,达到实际应用的需求。

    • 远距离多跳无线自组织网络数据分发控制系统研究

      2018, 26(9):78-82. CSTR:

      摘要 (1305) HTML (0) PDF 1.75 M (713) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统系统受到长时延影响,网络数据分发控制效果并不理想,提出了远距离多跳无线自组织网络数据分发控制系统研究。根据系统总体框架,设计硬件结构框图,创建全局资源数据库,通过后台任务流程调度管理,设计数据分发控制平台;单独组网,通过防火墙与网络中服务器进行部分数据交换,完成种子资源服务器设计;将2288H V5作为跟踪服务器芯片,并对具体跟踪内容展开研究。设计追踪服务器软件流程,利用连通度分发控制方案,使系统具有公平分发性能。使用距离设置转发时延协议,改善传统长时延问题。通过验证分析结果可知,该系统比传统系统数据少分发22 GB,可有效缓解数据传输压力。

    • 基于多传感器融合的机器人编队ADRC控制

      2018, 26(9):83-87. CSTR:

      摘要 (1955) HTML (0) PDF 1.43 M (917) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对移动机器人编队问题,设计了一种基于多传感器信息融合和自抗扰控制器的编队控制系统。首先,为提高机器人的定位精度,采用卡尔曼滤波算法对激光数据和里程计数据进行融合,以更加精确的获得移动机器人的坐标信息,并建立主从机器人轨迹跟踪误差模型。进而设计了自抗扰控制器,完成扩张状态观测器以及控制规律的设计,实现移动机器人的跟踪编队控制。最后,设计了编队控制实验平台,并在该平台上验证了所提出方法的有效性和优越性。

    • 基于NESO的永磁同步电机无位置传感器控制

      2018, 26(9):88-92. CSTR:

      摘要 (1606) HTML (0) PDF 1.81 M (641) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于使用高分辨率的机械传感器会增加永磁同步电机(PMSM)的体积和成本,降低系统的可靠性,因此在电机控制领域引入了无位置传感器控制技术。根据扩张状态观测器的理论,设计了非线性扩张状态观测器(NESO)来观测PMSM的反电动势,实现对电机转子速度和位置的估计,并通过分区分析和Lyapunov理论分析了观测器的收敛性。最后,通过对观测器的仿真实验,验证了NESO能够对系统的转速和位置实现较好的跟踪,并且具有很好的鲁棒性。

    • 基于模糊控制的轮椅自主跟随与避障系统

      2018, 26(9):93-96. CSTR:

      摘要 (1107) HTML (0) PDF 1.66 M (537) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了减轻看护人员的负担,设计并实现了一种基于模糊控制的嵌入式轮椅自主跟随与避障系统。首先利用激光扫描雷达实时探测轮椅周围人员和障碍物的位置,并结合信号强度定位方法,将目标人员准确识别出来。然后将目标人员和障碍物的相对于轮椅的位置偏差作为输入,利用模糊控制方法,建立模糊控制规则,将跟随与避障进行综合决策,控制轮椅的线速度和角速度以实现自主跟随与避障。实验表明轮椅能准确识别出目标人员和干扰人员,对目标人员的跟随效果较好,并能在跟随过程中准确避开障碍物。

    • 基于Matlab的早高峰电梯群控调度系统仿真研究

      2018, 26(9):97-102. CSTR:

      摘要 (1914) HTML (0) PDF 2.15 M (679) 评论 (0) 收藏

      摘要:电梯群控问题是一个具有不确定性和非线性的复杂多目标优化问题,为了研究此类问题,在现有的关于对电梯群控系统仿真研究的基础上,仅针对早高峰时段,即上午7:50到9:10的这个时间段来进行建模仿真。在建模的过程中考虑到排队、乘客等待时间及启停次数等问题, 运用Matlab进行模拟仿真,使各关键参数直观的呈现出来,以便为电梯优化调度方案的提出提供科学且可用的参考数据。

    • 基于CoDeSys平台的六自由度工业机器人运动控制器设计

      2018, 26(9):103-107. CSTR:

      摘要 (4324) HTML (0) PDF 2.21 M (999) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对ER50六自由度工业机器人,基于CoDeSys软件平台开发了一款机器人运动控制器。采用ARM+CoDeSys架构和PLCopen规范进行六自由度工业机器人控制系统软件开发以及人机交互界面设计。首先根据D-H参数对ER50机器人进行运动学建模,并在此基础上封装ER50机器人正逆运动学功能块;然后对控制器的示教模块、点动模块以及在线编程模块进行软件开发并设计各个模块的人机交互界面。在ER50机器人上实现了运动控制器在线示教、点动以及在线编程等功能;最后通过直线和圆弧轨迹跟踪实验验证了运动控制器设计的有效性。

    • 总线网络取证信息自动检索风险控制系统设计

      2018, 26(9):108-112. CSTR:

      摘要 (963) HTML (0) PDF 1.58 M (601) 评论 (0) 收藏

      摘要:当前取证信息自动检索系统未对取证信息潜在检索风险进行过滤,导致对取证信息的检索风险控制效果差、检索效率低、误差高的问题,为此设计一种总线网络取证信息自动检索风险控制系统。将输入的取证信息在采集模块中进行收集,检索风险控制模块对采集的取证信息信息进行风险过滤和风险控制后,发送给DSP进行自动检索,采用STM32F407设计接口电路连接采集模块和检索风险控制模块,完成硬件部分的改进;选择高检索相关度节点,利用节点内置文档实现取证信息检索风险的控制,完成软件部分设计。实验结果表明,该系统的检索风险控制效果好,控制精度可达到80%以上,能够为用户提供更有效、更安全的权证信息检索结果。

    • 基于PD控制器和牛顿预测器的等效前馈复合控制技术

      2018, 26(9):113-116. CSTR:

      摘要 (1107) HTML (0) PDF 1.58 M (578) 评论 (0) 收藏

      摘要:伺服系统是无线电遥测设备的重要组成部分,随着遥测技术的不断发展,对伺服系统的稳态精度和响应速度有了更高的要求。前馈复合控制算法对于消除系统滞后误差,提高系统精度有良好的效果,通过PD控制器估计目标角速度,利用牛顿预测器对角速度进行超前预测,实现基于目标角速度预测的等效前馈复合控制。经实际测试验证,采用PD控制器和牛顿预测器控制技术的伺服系统能够快速实现对目标的稳定跟踪。

    • 视觉物联网下智能养老监控系统信号控制技术

      2018, 26(9):117-120. CSTR:

      摘要 (1172) HTML (0) PDF 1.47 M (510) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统控制技术仅适用于无信号干扰,在有其它信号干扰条件下的控制效果较差,提出了视觉物联网下智能养老监控系统信号控制技术。设计信号控制流程,并对信号进行分发处理。根据节点密度来估计信号分发情况,在视觉物联网环境下,记录并统计每个节点受到信号影响而传输延迟的时间,选择一条最短路径,作为信号分发处理方案。采用自适应联合滤波信号定位方法,将分发处理后的信号自动推算传递方向,利用影像编码器可获取信号传递位置,并对其定位所产生的误差进行适当补偿,访问区域性子模块,实现对有效信号的控制。由实验结果可知,该技术最高控制效果可达到90%,为养老监控系统信号的控制提供支持。

    • >军事装备测控技术
    • 某有源靶弹微波源程序指向系统的设计与实现

      2018, 26(9):121-125. CSTR:

      摘要 (1052) HTML (0) PDF 1.82 M (632) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对有源靶弹供靶过程中因靶弹微波源对被试舰艇照射不稳定而导致供靶失败的问题,论证了微波源程序指向系统的技术要求,介绍了基于安控系统的有源靶弹微波源程序指向系统一体化设计方案,研制了某有源靶弹微波源程序指向系统,通过实际应用表明,该系统具有指向精度高、工作可靠、可扩展性强等特点,大大提高了掠海有源靶弹的供靶成功率。

    • 某型导引头综合测试设备的设计与实现

      2018, 26(9):126-129. CSTR:

      摘要 (1296) HTML (0) PDF 1.71 M (697) 评论 (0) 收藏

      摘要:文章以多型导引头作为主要研究对象,运用VXI等总线技术,在分析各型导引头功能和特性基础上,构建了测试设备硬件平台;测试设备软件自动完成各激励信号发生、响应信号采集、处理,对测试结果进行综合分析判断,最后给出故障判断及定位;通过对多型导引头故障件与正常件的测试验证,综合测试设备工作稳定可靠,为多型导引头故障测试和维修提供了有效且可靠的手段。

    • >设计与应用
    • 基于CUDA加速的TLD算法实现

      2018, 26(9):130-133. CSTR:

      摘要 (1636) HTML (0) PDF 1.33 M (691) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 在线产品智能搬运机械手系统视觉识别技术

      2018, 26(9):134-138. CSTR:

      摘要 (2094) HTML (0) PDF 1.69 M (902) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对采用机械手从传送带上抓取位置不固定的产品并将产品按照固定位姿放置而需要复杂的视觉图像处理且成本较高的问题,提出了一种基于辅助定位机构的视觉识别技术。该技术首先以苹果手机为具体研究对象,在非极端光照条件下采集了不同光照下11组44张手机图像,并进行了预处理;然后根据各图像直方图的灰度分布特征,通过研究各图像中灰度值出现次数最多的灰度值和所有像素的灰度值均值的变化情况,确定了分段线性阈值分割准则;最后,采用面积特征找到合适的目标,再采用目标的位置特征对图像进行位姿识别,并给出了识别算法。以普通视频聊天摄像头为实验设备进行了算法适应性验证,实验结果表明,在非极端光照且光源环境基本稳定的情况下,该技术能够稳定可靠地实现手机位姿识别。该识别技术相对于多自由度机械手+摄像机的识别技术在成本上至少降低50%以上,可广泛应用于类手机形状产品的生产线上。

    • 基于小波矩的车辆特征提取算法研究

      2018, 26(9):139-144. CSTR:

      摘要 (1138) HTML (0) PDF 1.94 M (637) 评论 (0) 收藏

      摘要:车辆目标图像特征提取是智能交通系统中车辆识别与分类的关键问题。在车型提取算法中,矩特征是较为常用的车型特征描述子。针对Hu矩的七个特征分量在数量级上差别较大且受比例因子影响的问题,基于不变矩和小波能量的原理和特点的研究,重点提出了基于小波矩的特征提取算法,并应用于车辆的特征提取。最后的实验对实际车辆图像进行采集,对预处理图像进行小波分解得到三级子图像,对子图像求取修正Hu不变矩,将不变矩作为特征量,利用最小邻距离分类得出识别结果。最后的实验结果显示,通过这种方法提取的特征量具有平移、旋转、比例不变性,能反映目标图像的重要的、本原的属性,与传统Hu矩相比,识别率提高了13.5%,达到了预期的目标。

    • 基于Java Web的CEA程序移植

      2018, 26(9):145-148. CSTR:

      摘要 (1875) HTML (0) PDF 1.58 M (755) 评论 (0) 收藏

      摘要:CEA(Chemical Equilibrium with Applications)是NASA Lewis研究中心基于最小化自由能方法研发的计算化学平衡程序,主要应用于液体火箭发动机化学热力平衡过程(燃烧)分析。在将近50年NASA研究人员的不断更新中CEA得到了完善,其中除了通用的化学平衡计算方法,还包括了诸多计算方法,这些方法广泛应用于空气动力学和热力学的研究当中。但是因为程序的高度定制化,并没有得到更加普遍的使用。对CEA程序的结构和工作流程进行了研究,提出一种基于Java Web的移植方法,实现了程序的Web完整移植,并且将算法封装为URL API供开发人员调用。一方面增加了程序的便携性,另一方面API的封装降低了二次开发难度,具有实际的应用价值。

    • 复杂电磁环境下IEEE802.11g系统中OFDM信号仿真

      2018, 26(9):149-153. CSTR:

      摘要 (927) HTML (0) PDF 2.10 M (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更好地研究动态多场景下传播环境对OFDM系统中信号的影响,对复杂环境下IEEE802.11g中OFDM信号进行了仿真。首先,搭建了高速移动、多径传播以及同频干扰等因素对OFDM信号传输影响的数学模型;其次,在介绍了OFDM发射信号和接收模型的基础上,分析了IEEE802.11g设备面临的复杂信号环境;最后,仿真并分析了复杂环境对OFDM通信系统性能的影响。结果表明高速移动、多径传播以及同频干扰等复杂环境会引起OFDM系统性能的恶化。模型不仅可以研究复杂环境对OFDM信号性能的影响,还可以作为下一步OFDM系统性能提升的验证平台,具有一定的实用性。

    • 基于物联网的危重病人体征监测报警系统设计

      2018, 26(9):154-157. CSTR:

      摘要 (1753) HTML (0) PDF 1.32 M (899) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于传统系统存在准确率低、误警率高等问题,导致危重病人体征监测准确度较低。提出了基于物联网的危重病人体征监测报警系统设计。根据系统设计基本原理,架构硬件结构框图,对传感器接口进行设计,并在监测报警指挥中心设置监控组件;针对软件部分,需提取体征信号,检测蓝牙与网络连接状态,对信息进行采集与上传,并对远程命令信息进行接收与显示,进而实现终端软件界面的设计。通过实验验证可知,该系统信号提取准确率高、误警率低。

    • 利用地面景象信息辅助的无人机自主定位技术

      2018, 26(9):158-162. CSTR:

      摘要 (1258) HTML (0) PDF 1.69 M (702) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无人机自主定位过程中GPS定位系统失效的问题,提出了一种利用地面景象信息辅助的无人机自主定位技术,首先利用无人机所拍摄的实时航拍图像,与预先储存在无人机计算机中地面景象的数字化地形图进行匹配,从匹配结果中提取一个同名像点,结合地面景象数字化地形图所提供的数据信息获取此同名像点的地理位置坐标,根据同名像点位置与无人机位置间的几何关系,结合机载光电测量系统的坐标转换过程,实现无人机的自主定位过程。利用已知的地面同名像点的地理位置信息,反推出无人机的地理位置信息具有一定的创新性。由于整个定位过程存在实际误差,因此利用无人机飞行时记录的数据,采用蒙特卡罗法对定位误差进行仿真试验。试验结果表明该技术能够在误差允许范围内,在GPS定位系统失效的情况下完成无人机的自主定位

    • 基于运动放大的振动结构的模态识别

      2018, 26(9):163-167. CSTR:

      摘要 (1855) HTML (0) PDF 1.66 M (793) 评论 (0) 收藏

      摘要:快速准确地获取结构的振动信息是确定结构模态参数的关键。随着计算机视觉和高速相机技术的发展,视觉测量振动逐渐受到人们的重视。对一种可检测结构微小运动的计算机视觉技术进行了研究,并将最新的实时运动放大算法用于振动结构的模态识别。此算法可在不提取位移的情况下直接展示振动结构的模态特征。为了验证提出方法的可行性,以悬臂梁为例搭建了加速度计和高速相机的模态识别实验系统,并依据理论模态对其实验数据进行模态置信准则(MAC)检验。分析实验结果表明:提出的方法可以识别振动结构的模态参数。

    • 一种改进的无人机多目标航迹规划研究

      2018, 26(9):168-171. CSTR:

      摘要 (1485) HTML (0) PDF 1.47 M (567) 评论 (0) 收藏

      摘要:无人机多目标作战对航路具有很高要求。航路规划因受任务安全性、隐蔽性以及航距等要素的影响,往往存在主观性强、算法复杂、权重量纲不一等问题。为克服传统基于权值的评价函数所固有的量纲不一致,主观性强,优度进展不可控等缺陷,增强无人机对地面的打击效果,提升作战效能,采用Pareto最优解思想,采用快速非支配排序算法,以航迹长度、隐蔽性、安全性作为具体评价指标,研究了利用NSGA-Ⅱ算法来优化无人机多目标任务的航路规划问题,并进行了仿真验证。得到的最优Pareto解普遍达到了较优秀水平,并且不同的Pareto解都具有各自的优势,分别适应不同的任务需求,该方法在无人机航路规划上具有良好的灵活性和适应性。

    • 基于WiFi的无线浪高数据采集系统的设计

      2018, 26(9):172-175. CSTR:

      摘要 (1667) HTML (0) PDF 1.84 M (797) 评论 (0) 收藏

      摘要:在海洋工程实验室现场数据采集过程中,由于测试点分散、实时性能要求较高、现场布线相对繁琐,提出一种基于WiFi的无线浪高数据采集系统。该系统主要由数据采集模块、单片机控制模块、无线WiFi模块以及上位机系统构成。采集的浪高信号经过电压偏置和低通滤波后由单片机控制器进行AD转换,然后通过无线WiFi模块输出数据。上位机系统通过无线AP点接收数据,再利用分析软件对数据进行分析和显示动态数据。在实验水池中,搭建由造波机、数据采集系统、无线接入点、上位机组成的实验系统来采集实时的浪高数据并验证系统数据传输的稳定性和数据通信的可靠性。通过实验证明,该系统可以实时采集浪高数据,具有传输速率快、可靠性高、实时性好的特点。

    • 基于贝叶斯和蒙特卡罗的多信号模型扩展研究

      2018, 26(9):176-180. CSTR:

      摘要 (1073) HTML (0) PDF 1.41 M (534) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统多信号模型基于确定性测试假设条件,忽略了系统存在不确定性的真实情况,在传统多信号模型基础上引入贝叶斯条件概率来表示不确定性问题,并通过蒙特卡罗方法进行仿真模拟,将不确定性问题转化为单次试验确定性问题,进而使用相关矩阵进行测试性分析,通过程序实现和算例验证了该方法的有效性,并可以根据反馈数据进行参数学习,修正初始条件概率。

    • 基于Android手机的西安市公交查询系统设计与实现

      2018, 26(9):181-184. CSTR:

      摘要 (1465) HTML (0) PDF 1.76 M (575) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要:随着我国城市化进程的加快,城市公交系统迅速扩大和复杂化,公交查询软件的质量逐渐成为影响公共交通效率的重要因素。出于提高城市公交效率的目的,文章提出了设计并初步实现了基于Android手机的公交查询系统。本系统的创新点在于将人、车、路三者结合起来,通过车况来反映路况信息,能提供实时地图信息,而且更能掌握到实时的公交车信息。如果进一步开发,可能形成一个巨大的交通信息网络,这对于提高公交管理水平具有重要意义,具有一定的推广价值。

    • 基于发动机ECU开发的双路并行系统参量获取技术研究

      2018, 26(9):185-190. CSTR:

      摘要 (1020) HTML (0) PDF 2.98 M (706) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于发动机ECU双路并行开发系统试验平台,开展了待开发V-ECU对原机P-ECU运行参量实时获取技术的研究与开发。在P-ECU控制发动机正常运转情况下,依据CCP协议提供DAQ功能原理,通过V-ECU向P-ECU发送一系列CCP协议命令组合,使能P-ECU中的DAQ功能,实现对P-ECU内部运行参量的灵活、高速实时获取与运算。试验表明,此系统获取P-ECU内部参量速度足够快,能满足发动机ECU控制算法优化需求,并显著提升优化效率,为高效优化V-ECU内部自主开发控制算法提供了一条有效途径,同时也为获取ECU中内部变量提供了一种新思路。

    • 基于COMSOL的磁共振成像双平面梯度线圈的仿真研究

      2018, 26(9):191-194. CSTR:

      摘要 (2765) HTML (0) PDF 1.24 M (780) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的:采用COMSOL有限元软件对磁共振成像横向双平面梯度线圈进行仿真分析,为高性能梯度线圈的设计及制作提供技术支持。方法:首先采用改进的目标场方法设计得到梯度线圈绕线的点数据,然后利用AUTOCAD建立三维模型,最后将模型导入COMSOL中,进行电-磁多场耦合模型仿真和结果分析。并且提出结合3D打印技术为复杂梯度线圈的制作提供技术支持。结果:根据设计的不同参数建立不同的梯度线圈模型进行仿真比较,所设计梯度线圈的梯度磁场可以满足非线性度小于5%的应用要求。结论:通过横向双平面梯度线圈三维模型的有限元仿真,可以为梯度线圈的设计和制作提供一定的参考,对优化设计和制作性能更优的梯度线圈具有重要意义。

    • 云计算中基于IABC算法的负载预测的研究

      2018, 26(9):195-199. CSTR:

      摘要 (1153) HTML (0) PDF 1.32 M (604) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对云计算中的资源负载预测的问题,采用改进的人工蜂群算法和SVM相互结合的方式构建预测模型,首先通过采用反向学习对种群进行初始化,差分进化对种群个体进行选择,吸引点策略构建算法的蜜源选择,通过反馈机制和森林法则降低算法陷入局部最优的缺点,其次,将SVM预测模型中参数通过改进的蜂群算法进行优化得到了最佳的参数,最后仿真实验中,提出的IABC算法预测精度优于SVM,LSSVM等预测算法,具有一定的推广价值。

    • 基于颜色衰减的自适应去雾算法

      2018, 26(9):200-204. CSTR:

      摘要 (2044) HTML (0) PDF 1.90 M (607) 评论 (0) 收藏

      摘要:雾霾使室外拍摄的图像、视频画质退化严重,给室外安防和交通监控等系统的正常运行带来困难。去雾算法旨在恢复图像质量,增强图像对比度和清晰度。本文提出了一种结合大气散射模型与颜色衰减先验的去雾复原模型,并以新增可见边比为评价标准,给出了模型参数的自适应求取方法,并采用引导滤波对透射率进行优化,从而较好地恢复出无雾图像。对有雾图像分别采用本文方法和三种现有去雾算法进行对比实验,从实验结果看,基于颜色衰减的自适应去雾算法可使图像清晰度、对比度得到较大的提高,与其他算法相比,在实时性和清晰度方面有一定优势。

    • 硅通孔键合硅片预对准边缘信息采集与处理

      2018, 26(9):205-209. CSTR:

      摘要 (1854) HTML (0) PDF 1.67 M (748) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究硅通孔即TSV(through-silicon vias)键合硅片的预对准边缘信息采集与处理方法。TSV硅片与标准硅片相比,有减薄、键合不同心、边缘毛刺多、存在崩边;缺口被填充、内有鼓胶、镀铜等工艺特点,使得传统基于线阵CCD一维图像采集与处理预对准方法失败。针对TSV硅片的特点,把线阵CCD配合扫描运动采集的一维原始图像集拼接获得二维图像,应用二维图像处理技术提取边缘信息,硅片整周边缘数据用最小二乘圆拟合算法识别出圆心位置,缺口边缘数据用Hough直线变换识别出缺口两条斜边,其交点定位为缺口位置,从而实现TSV硅片的自动预对准。实际测量表明,该方法预对准重复性定位精度<20um、预对准时间<40s,满足指标需求,为光刻机能够曝光TSV硅片提供有力支持。

    • 一种ARINC825总线通信接口可靠性设计方法研究

      2018, 26(9):210-214. CSTR:

      摘要 (2287) HTML (0) PDF 1.88 M (819) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着航空电子技术的进步,民航客机电子系统逐渐向着数字化、复杂化的方向发展,对设备间通信的可靠性有着更高要求。在分析ARINC825总线协议标准后,提出使用STM32F207单片机和商用CAN控制器,设计了一套低成本双链路冗余的ARINC825通信接口,使用“时间触发总线调度”技术对通信接口可靠性进行分析。实验表明,设计的ARINC825协议通信接口方案具有较高的可靠性,能够满足飞机驾驶舱控制通信要求。

    • 地震前兆数据的大数据挖掘研究

      2018, 26(9):215-218. CSTR:

      摘要 (1394) HTML (0) PDF 1.37 M (610) 评论 (0) 收藏

      摘要:【摘要】:在地震千兆观测项及方法不断增加的过程中,传统数据分析方法已经无法满足观测数据分析需求。大数据挖掘技术的出现为地震前兆观测工作带来了较为积极的影响,所以本文就对地震前兆的大数据挖掘分析进行了研究,从而为相关方面提供参考。

    • 基于ZeroMQ消息通讯的多源空中目标跟踪处理平台设计

      2018, 26(9):219-222. CSTR:

      摘要 (1107) HTML (0) PDF 1.50 M (695) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过分析空中目标的信源异构性,提出使用ZeroMQ消息通讯库设计完成多源目标跟踪平台的设计方法,平台采用消息库的3种通信模式的组合与Json消息格式与各监测节点数据交互,为提高数据传输与交互能力,建立多线程Push-Poll数据推拉传输模式,且支持多源监测点实时接入与退出;本文采用欧式距离的最小二乘法二次曲线拟合方法进行航迹关联操作,有效的保证同一目标的航迹关联融合,可将目标属性融合、目标身份信息传递给目标综合识别,为后续的空中态势评估和威胁评估提供较为可靠的数据基础和保障。

    • 基于双目技术的无人机自主三维定位方法研究

      2018, 26(9):223-226. CSTR:

      摘要 (1643) HTML (0) PDF 1.30 M (750) 评论 (0) 收藏

      摘要:无人机具有体积小、造价低、机动性强、隐蔽性好等优点,在军事侦查、地理勘测、目标跟踪等领域应用广泛。由于无法采用造价昂贵、体积庞大的精密惯导设备,当应用场景为弱或无GPS环境时,无人机的准确位置信息将难以获取,并且在实际飞行过程中还面临着GPS信号不稳或易遭欺骗等挑战。针对以上问题,提出了基于双目技术的无人机自主三维定位方法。介绍了双目立体视觉技术的光学物理原理,以及双目摄像头与目标的距离判别算法;设计了无人机通过双目技术进行三维定位的方法;详细说明了通过RSS定位方法计算出无人机的精确三维位置信息的运算步骤及矩阵计算式;通过MATLAB仿真实验检验了该基于双目技术的无人机自主三维定位方法的有效性和可实现性。结果表明,该无人机自主三维定位方法具有定位精度高、普适性强等特点。

    • 基于树莓派的无人值守信息处理系统

      2018, 26(9):227-231. CSTR:

      摘要 (1810) HTML (0) PDF 1.87 M (789) 评论 (0) 收藏

      摘要:国内畜牧业智能化程度不高,相关环境监测系统依赖进口。针对这种情况,结合树莓派和多传感器设计并实现了一种无人值守信息处理系统,采用温度,湿度,图像和声音等传感器阵列,通过树莓派wiringPi驱动库进行驱动,实现对猪场的复杂环境进行实时监测。程序设计中采用多进程技术使各模块协同工作,保证了系统稳定高效运行。图像处理算法基于Open Source Computer Vision Library(OpenCV)设计,通过对图像中目标物的特征进行扫描,从而判断目标物状态。系统数据经处理后,通过树莓派板载的WIFI传输到上位机,便于生成数据日志。整个测试系统搭载在一个移动平台上,能够实现移动监测。本系统经过测试,系统稳定运行,温湿度数据测量精度可达0.1,系统能够对危险情况及时响应。

    • 基于性能分析的自适应插桩框架

      2018, 26(9):232-241. CSTR:

      摘要 (1492) HTML (0) PDF 1.61 M (815) 评论 (0) 收藏

      摘要:插桩技术用于跟踪获取软件系统的运行时信息,是软件性能管理工具中不可或缺的一个部分。目前,存在的各类插桩工具所产生的插桩点在目标程序运行的过程中往往是不可改变的。在实际的程序异常、错误检测中,用户关心的程序代码的位置在不同阶段往往不同,因此目标程序运行的不同阶段所需要获取信息的插桩点位置是不同的,如果插桩点过多会导致插桩工具浪费系统资源,产生系统资源消耗过大的问题;插桩点过少则会导致无法准确定位目标软件发生异常位置。针对以上问题,使用基于线性回归和K-Means的分析模型,分析目标软件的性能数据,在其运行过程中动态地改变插桩点,尽可能的减少资源的消耗;另外,采用朴素贝叶斯分类模型对插桩类进行筛选,减少植入插桩点的类,可降低插桩带来的资源消耗。实验表明:与传统的工具相比,使用此插桩框架进行监控,被测网页的平均响应时间减少6.88%,同时对目标程序的干扰更小。

    • 基于GPS/北斗的超低空防撞警告系统设计与实现

      2018, 26(9):242-245. CSTR:

      摘要 (1809) HTML (0) PDF 1.54 M (710) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着我国民航业尤其是通用航空领域的飞速发展,以及低空开放政策的实施,飞机数量迅速增长,空域变得更加繁忙和拥挤,同时增加了飞机在超低空飞行危险接近的可能性。同时,随着超低空无人机数目的增加,给民航系统带来了一定的安全隐患。基于GPS/北斗的超低空飞机防撞警告系统在超低空范围内为飞行器提供其附近空域中的交通状况,通过4G移动通信实现对飞行数据信息的实时接收处理和对飞行器的实时监控,在当飞行器存在潜在的安全隐患时,作出相应等级的警告并提前向相应飞行器发出警告信息,帮助飞行器选择安全的航路,避免飞行器间的碰撞危险。

    • 函数曲线生成器的设计

      2018, 26(9):246-249. CSTR:

      摘要 (6423) HTML (0) PDF 1.55 M (860) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文主要研究了通用函数方程的曲线绘制过程。根据用户输入的函数表达式,使用VC++编程语言对输入的字符串进行分析,并绘制出相对应的函数曲线。该研究包括函数方程式的解析和逆波兰式求值、规定区域内函数曲线初始值和初始方向的确定,以及函数曲线的逐点绘制过程。根据MFC图像绘制方法,本文还研究了内存DC缓冲技术,建立基于Bitmap的内存兼容DC,以高效地完成函数图像的平移和缩放操作方法。本研究已实现多项式函数、常用数学函数以及数学函数的复杂嵌套形式的绘制。当用户输入出现错误时,能够智能地提示错误位置。本研究对数学教学和函数模型研究具有深刻的意义。

    • 面向车牌字符分割的图像预处理方法研究

      2018, 26(9):250-254. CSTR:

      摘要 (2400) HTML (0) PDF 2.12 M (702) 评论 (0) 收藏

      摘要:车牌字符分割是车牌识别系统中的核心步骤,而车牌预处理的效果直接关系到分割的准确率。针对传统基于灰度图的预处理方法难以消除由拍摄硬件和成像环境造成的干扰特征,提出一种基于R通道和灰度拉伸的车牌图像预处理方法。该算法将原始图像以R通道的数据表征,抑制车牌成像的干扰特征,提高了字符与背景底色的区分度;为了进一步增强图像的对比度,提出改进的灰度拉伸算法,有效分离字符和背景。为验证提出的预处理算法对字符分割的效果,引入一种基于投影和模板匹配的分割算法,实验表明,该算法不仅改善了污损车牌的成像效果,同时也有效提升了分割准确率。

    • 含零漂的遥测加速度振动信号时域积分方法研究

      2018, 26(9):255-258. CSTR:

      摘要 (1047) HTML (0) PDF 2.47 M (545) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出通过遥测加速度振动信号时域数值积分和最小二乘相结合的方法消除零漂对积分结果精度的影响,即采用最小二乘原则对加速度振动信号时域数值积分结果根据其包含的趋势项形式进行多项式拟合,获得修正参数,进一步对积分结果进行修正,获取遥测速度和位移振动信号的修正值。方法在仿真信号上进行了应用,修正结果和真实结果的误差较小,结果精度较高,说明方法的有效性,在此基础上将方法在遥测加速度振动信号的处理上进行了应用,鉴于方法模型的在仿真信号上的有效性,可以推断获取的遥测速度和位移振动信号的修正结果具有较高的置信度。

    • 基于机器视觉的枸杞枝条识别方法研究

      2018, 26(9):259-263. CSTR:

      摘要 (1151) HTML (0) PDF 2.10 M (645) 评论 (0) 收藏

      摘要:目标枝条的识别定位是实现枸杞果实自动化采摘的前提,为了实现枸杞的自动采摘,提出了一种新的能实现首端定位的枝条识别方法。首先,通过对枸杞枝条特征进行分析,实现了枝条轮廓和直径等特征的提取。然后,对部分非合理性间断的枝条进行了修复;对于果实将枝条首端完全遮挡的情况,采取最小二乘法拟合实现了枝条识别。最后,提出了质心差值法来获取枝条的首端坐标,从而实现了整条枝条的识别和定位。通过用VC编程进行识别算法的实验验证,实验结果表明该算法能较好地实现对枸杞枝条的识别和定位。

    • 基于直线投影特征的镜头畸变校正方法

      2018, 26(9):264-268. CSTR:

      摘要 (1581) HTML (0) PDF 1.17 M (774) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对摄像机镜头畸变校正方法的简便和快速问题,设计了基于直线投影特征的校正方法。介绍了镜头主要畸变产生原因和畸变模型;给出直线三点在理想投影下的关系,确定了适应度函数,利用遗传算法得到了畸变参数组最优解。基于matlab软件编写校正程序,并进行了实验验证。实验表明,利用畸变参数组的最优解能够实现图像畸变校正,效果较好。该标定方法只需场景内有直线存在即可实现对摄像机镜头畸变参数校正,方法所需实验条件简单,程序简便,便于现场快速校正。

    • 基于多约束信息融合的特定网络检测方法设计

      2018, 26(9):269-272. CSTR:

      摘要 (1044) HTML (0) PDF 2.27 M (603) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前特定网络检测方法中没有对数据粒度进行过滤,数据粒度过于粗糙,检测过程的单一,致使检测效率低、检测正确性偏差等问题。提出一种基于多约束信息融合的特定网络检测方法,利用Windows中的Wpcap.dll获取特定网络中NIC相关信息,构建特定网络侦听,制定过滤条件实现特定网络数据的获取;根据Rough集理论对特定网络数据粒度进行过滤,减小数据粒度的粗糙程度;构建特定网络检测模型,结合D-S证据理论得到基本置信函数值并确定值的权重,代入D-S合成公式获得检测结果,引入群体信任法对检测结果再次过滤,实现网络异常数据的彻底检测和清除,解决检测方法的单一性。实验表明,该方法提高了网络检测的效率和正确性,有效解决了当前网络检测方法中存在的问题。

    • 机械手三维操作空间建立与路径规划

      2018, 26(9):273-276. CSTR:

      摘要 (1750) HTML (0) PDF 1.30 M (710) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统路径规划算法在机械手路径规划中未考虑机械臂干涉、搜索效率低、路径不合理等问题,在建立了机械手空间模型,采用二次投影法分析和计算机械手操作空间的基础上,将障碍模型和操作空间栅格化,并提出了改进的遗传算法。在遗传算法的设计中,使用实数编码和三维坐标编码相结合的编码方式将栅格进行编码,改进交叉算子,定义最小基因交叉片段数量比,提高了搜索效率,简化了计算过程。通过Matlab建立了机械手仿真模型,验证了算法的有效性,且在实验条件和实验对象等各项参数相同的情况下,相对于传统路径规划算法,搜索效率,最优路径比等得到明显提升。

    • 基于STL文件的柱状支撑结构自动生成算法

      2018, 26(9):277-282. CSTR:

      摘要 (1776) HTML (0) PDF 1.43 M (655) 评论 (0) 收藏

      摘要:熔融挤压三维打印以热塑性材料为原料逐层打印完成,由于熔丝只能沉积在已存在的物体上层,模型悬空部位需要添加支撑结构。为解决该问题,提出一种基于STL(Stereo Lithography)文件的稀疏柱状支撑结构自动生成算法。算法通过对比三角面片倾斜角度与模型临界角的大小,获取独立的待支撑区域,然后基于边长自适应法和射线与面片相交法得到待支撑点集,自动生成支撑结构。此外为了保证模型表面质量和支撑结构的稳定性,支撑结构不在模型表面生成。调整支撑结构形状,进一步提高支撑结构的稳定性。通过实验证明本文算法比Cura软件节约15%的材料消耗,支撑结构更容易剥离,模型表面质量更好。

    • 基于混合纠错技术的北斗长报文可靠传输机制设计

      2018, 26(9):283-286. CSTR:

      摘要 (1201) HTML (0) PDF 1.44 M (790) 评论 (0) 收藏

      摘要:北斗卫星导航系统的短报文通信功能在传输容量上具有一定的限制,并且无回执信息,属于不可靠的通信方式。为了提高长数据报文的传输可靠性,通过对传输协议的改进,提出了一套基于混合纠错技术的长报文可靠传输机制。通过前向纠错技术和自动重传请求技术的结合,能够对一定范围内的出错情况进行自纠正,并对超出自纠能力的传输出错进行反馈重传,从而提高传输的可靠性。

    • 级联卡尔曼滤波在初始对准中的应用

      2018, 26(9):287-291. CSTR:

      摘要 (1204) HTML (0) PDF 1.44 M (541) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对微惯组测量误差大,尤其是陀螺仪误差较大,不能辨别地球自转角速度,造成捷联惯性导航系统不能实现自对准的问题,采用GPS和磁强计辅助微惯组进行对准。当载体处于静止状态时,没有外力作用,加速度计仅输出重力加速度信息,可提供水平姿态角的观测信息,航向角观测由加速度计和磁强计的输出融合解算得到,通过构建级联的四个卡尔曼滤波器,分别实现水平姿态角、航向角、陀螺仪误差、失准角和加速度计零偏的估计,将估计的姿态角转换为待修正的姿态矩阵,利用估计的失准角对姿态矩阵作进一步修正,最终得到修正的姿态矩阵,完成初始对准目的。

    • 基于超材料的低剖面宽带双极化天线设计

      2018, 26(9):292-296. CSTR:

      摘要 (2087) HTML (0) PDF 2.12 M (1023) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了一种基于超材料的低剖面宽带双极化天线。该天线采用复合左右手结构(CRLH)作为辐射单元,利用其色散曲线的非线性特点,实现两种模式谐振点的融合,拓展带宽;同时采用不连通的十字形缝隙改善异极化隔离与交叉极化。论述了宽带低剖面线极化天线、水平/垂直双极化天线、&#177;45&#176;双极化天线的设计方法,并给出了HFSS的仿真结果,仿真结果表明:该天线具有低剖面、宽频带的特点,可用作大型天线阵的阵元。

    • >试验与评价技术
    • 考虑强度和疲劳寿命影响的层合复合材料结构优化分析

      2018, 26(9):297-300. CSTR:

      摘要 (994) HTML (0) PDF 1.41 M (599) 评论 (0) 收藏

      摘要:工程应用中对复合材料轻量化的要求在不断提高,为了能够在满足工程应用对材料强度和疲劳寿命要求的同时,达到减轻结构质量的目的,研究了强度和疲劳寿命影响下的复合材料层合结构优化方法,并在此基础上提出了一种基于参数化有限元技术和改进遗传算法的复合材料层合结构优化方法。根据复合材料层合结构铺层参数属于离散型变量的特点,将遗传算法编码改为联合整数编码,并且为了能快速准确求出最优解,提出了精英保留策略、交叉和变异自适应度策略。最后,基于Visual Studio和ANSYS进行联合仿真,对所提出的方法进行验证,仿真结果表明,优化后的复合材料层合结构不仅能够满足强度和疲劳寿命的约束条件,并且其质量减少到初始质量的56.2%,优化效果明显,这表明所提出的基于参数化有限元技术和改进遗传算法的复合材料层合结构优化方法是可行的。

    • 不等精度数据融合的最优权值与参数估计方法

      2018, 26(9):301-307. CSTR:

      摘要 (1594) HTML (0) PDF 1.34 M (803) 评论 (0) 收藏

      摘要:对测量数据进行融合处理是提高数据处理精度的一个十分有效的方法。本文使用引入加权因子的方法,对不等精度测量数据融合处理的最优加权与参数估计的问题进行了研究。对于线性回归模型,从理论上证明了,最优融合权值由数据的精度唯一确定,这与经典的Gauss-Markov定理是一致的;对于非线性回归模型,在理论上获得了最优融合权值的计算方法,给出了实际数据融合处理的最优权值与参数估计算法,并且证明了非线性模型的不等精度数据融合的最优权值,不但与数据本身精度相关联,而且与模型的结构、模型的导数相关联,则在此时经典Gauss-Markov定理不再成立。通过算例进行对比验证,证明了所提方法的有效性。

    • >设计与应用
    • 应用于硅微机械谐振式传感器的频率计

      2018, 26(9):308-311. CSTR:

      摘要 (1234) HTML (0) PDF 1.37 M (724) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对硅微谐振式传感器频率测量中精度低的弊端,依据周期测频法原理,设计了一种基于FPGA的测频周期自调整频率计。首先在一个待测信号周期内,对标准信号的上升沿进行计数,粗略计算出待测信号频率和周期。据此对标准信号的上升沿重新计数,从而精确测量出待测信号的频率。测量后的频率信号经过RS-232串行通信接口送入PC上位机,可以实现频率数值的实时显示和储存。测试表明:采用该频率计测量1 Hz~2 MHz方波信号的相对误差可以达到10-7量级。利用该频率计测量谐振式传感器闭环自激测量电路输出的谐振频率信号,频率信号稳定在1 Hz以内。

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