摘要:本文针对低速无人车在室外发展需要用到的关键技术，展开了对高精度地图与三维激光雷达同步定位与建图方法的讨论。指出了室外环境与室内环境的智能导航技术的主要区别，一方面是室内外环境差异较大，需要对动静态障碍物综合处理也需要遵守交通法规，另一方面室外环境对传感器也要求较高，还有一点是在室外情况经常会出现全球定位系统信号差导致定位不准确的情况；本文针对以上问题介绍了两个重要的低速无人车自主定位与导航技术，首先是高精度地图的使用，主要介绍了高精度地图的理论框架与地图制作方法；然后讨论了介绍了较为成熟的室内SLAM算法，并讨论算法的局限性，引出室外3D SLAM方法的重大突破算法与发展现状；最后提出未来室外SLAM技术的发展趋势。

摘要:涡轮发动机是一种通过燃烧燃料并利用高速流动气体产生动力的发动机,在高速旋转状态下,其失衡振动会导致涡轮发动机各部件的磨损加剧,减少使用寿命。为了有效解决这一问题,设计一种涡轮发动机高速旋转状态失衡振动故障诊断系统。该设计将系统框架划分为三层结构,包括下位机层、上位机层以及客户端层。该系统采用振动传感器和声音传感器采集高速旋转状态下的涡轮发动机工作过程中的状态信号,并通过变送器将信号转变为可被下位机识别的信号。下位机运行处理程序,对信号实施滤波,提取故障特征,然后通过Zigbee远程通信模块将信号转发给上位机。上位机层运行知识图谱诊断程序,构建发动机失衡振动故障的知识图谱,并结合贝叶斯网络推断故障类型,计算故障发生概率,实现高精度的失衡振动故障诊断。实验结果表明:与三种传统诊断方法相比,所设计系统的ROC曲线在最上方,曲线下方的面积更大,AUC值=0.847,说明所设计系统的故障诊断能力强,能保证诊断结果的准确性。

摘要:5G通信网络具有高并发性和低延迟的特点,且网络中涉及大量的设备,包括基站、天线、中继器等。在高密度场景下,大量用户设备同时连接到基站,导致网络容量需求大大增加,会使得某些链路资源不足而其他链路则资源过剩,进而产生负载失衡和链路阻塞问题。为此,设计一种基于BP神经网络的高密度5G通信链路负载均衡性测试系统。搭建通信链路负载均衡性测试框架,设计控制器、流量监测器、网络处理器,完成系统硬件设计。构建通信链路信道传输模型,计算链路负载,应用流量监测器、网络处理器获取通信链路历史负载数值,采用BP神经网络预测下一时刻通信链路负载数值,将适应度函数和链路实际负载能力结合,当负载不均衡程度达到最小化时结束神经网络训练,获取通信链路负载均衡性测试最佳方案,从而实现高密度5G通信链路负载均衡。实验数据显示,在不同实验工况背景下,设计系统应用后获得Jain氏公平性均衡指数最大值为0.95,通信链路阻塞率最小值为5%,网络吞吐量在12Gbps-18Gbps之间。

摘要:为了实现电厂人员跌倒行为的实时检测，防止跌倒昏迷而无法及时发现并救援的事件发生，针对跌倒行为检测实时性以及特征提取能力不足的问题，提出了一种改进YOLOv5s的跌倒行为检测算法网络：在YOLOv5s模型中引入SKAttention注意力模块，使得网络可以自动地利用对分类有效的感受野捕捉到的信息，这种新的深层结构允许CNN在卷积核心上执行动态选择机制，从而自适应地调整其感受野的大小；同时结合ASFF自适应空间融合，并在其中充分利用不同特征，又在算法中引入权重参数，以多层次功能为基础，实现了水下目标识别精度提升的目标；加入空间金字塔池化结构SPPFCSPC，大大缩短了推理时间。实验结果表明，相比于原始YOLOv5s，新网络在mAP平均精度均值方面提升了2.1%，查全率提升了16%。改进后的网络在感知细节和空间建模方面更加强大，能够更准确地捕捉到人员跌倒的异常行为，检测效果有了显著提升。

摘要:为了提高高处作业吊篮工作人员的施工安全性，研究了一种智能吊篮的安全绳锁扣检测系统，该系统能够精确测量锁扣是否处于闭合的状态；系统采用了谐振电路和信号处理链的组合，实现了对锁扣状态的高度监测和识别；主控芯片产生的方波信号经过谐振电路谐振后，最终输出目标正弦波；经过滤波整流和电压放大电路对信号处理后，信号被输送给比较器电路进行进一步分析，比较器电路用于与预设的阈值进行比较，以判断锁扣状态；系统成功判断锁扣闭合状态并显示给施工人员，准确实验结果对于提升高空作业领域的安全性和可控性具有深远的意义，通过集成了多个关键模块的系统设计，降低了锁扣未闭合造成的事故风险，同时及时警示操作人员，使工作场所更加安全可靠，强调了电子信息技术在工程安全中的关键作用。

摘要:随着我国“海洋强国”战略的提出,航运业飞速发展。海上交通量迅猛增长,碰撞事故频发,同时积累的丰富的船舶航行数据,亟需在此数据基础上,对船舶的航行位置进行长时序的预测,加强对海域的整体交通状况的认知,降低船舶碰撞事故率；为此在实验中首先对船舶自动识别系统(AIS,Automatic Identification System)数据进行预处理,剔除其中的易于去除的异常点,提出基于船舶航行特征的动态轨迹去纠缠方法去除纠缠点；其次,依据船舶航行特征提出顾及行为语义约束的时空轨迹密度自适应聚类方法对船舶运动模式进行挖掘,得到船舶典型运动行为模式。最后,针对船舶轨迹以及船舶运动模式,提出一种基于运动模式的时序图神经网络轨迹预测模型,对轨迹进行长时序预测,选取粤港澳大湾区作为实验海域,经对比实验验证,该模型在长时序预测上效果优于传统模型。

摘要:为更好地应对心电监护仪在实时心率测量中效果不佳和数据提取能力不足的问题,提出一种基于光电容积脉搏图技术的新型心电监护仪系统。该系统利用光电容积脉搏图技术对心电监护仪的数据进行高效处理,并采用改进的小波变换方法对数据进行降噪处理。经试验测试,系统在数据降噪处理后,心电波形的变化幅度显著降低,整体变化范围较降噪前低0.4mV；得到的心率数据更接近原始心率变化图像,最大变化仅为2bpm；研究方法的信噪比达到16.0578,均方根误差仅为0.0195,相比平均滤波器方法降低了0.0229。该系统在人体心率实时测量方面具有更优的数据处理性能,能够有效提高心率测量的准确性和实时性,为心率实时监测技术的发展提供了重要的参考和应用价值。

摘要:MEMS加速度计是一种用于测量载体加速度的微型集成系统,已被广泛应用于生产生活中；然而MEMS器件在使用过程中易由内外因素影响出现故障,若不能及时检测故障并校正故障数据,将会使得系统无法准确感知外界环境进而导致控制出现偏差,因此及时检测MEMS加速度计的故障并校正其故障数据对于提高系统的鲁棒性、测量准确性以及控制稳定性等方面具有重要意义；现有检测校正方法大多依靠建立加速度计的物理模型或构建传感器冗余网络来实现加速度计的自检测与自校正,但这些方法存在建模复杂且引入额外误差或硬件资源需求高等问题；为了避免建模不准确引入的误差并减少算法对硬件资源的需求,基于近传感器计算的思想,设计了一种轻量化的、基于数据驱动的MEMS加速度计自检测自校正算法；测试结果表明,算法对冲击、偏差、信号丢失、恒定输出四种故障的检测率均达到90%,校正后数据与正常数据的平均绝对误差小于0.15 g,并且具有在2.55 ms内处理加速度计数据的能力。

摘要:雷达发射电源作为雷达最重要的组成部件，其稳定性与质量高低直接影响整个雷达设备运行的可靠性与性能指标的实现，同时电源需要连续运行，还要承受高、低温及高湿、冲击等考验，运行中不允许检修或者只能进行简单的维护，因此探究发射电源的性能退化规律，并对其进行有效的预测十分有必要；通过详细分析发射电源失效机理，并开展发射电源性能退化试验，并对各试验数据进行有效的分析，探究电源各监测参数相关关系，建立电源各关键参数退化模型，从而实现对发射电源的故障预测或者关键参数的趋势预测。

摘要:使用单一传感器进行人体跌倒检测的方法不能充分捕捉动作特征,摄像头在光线较差时无法获得高质量图像,毫米波雷达的点云稀疏性降低了远距离目标信息的有效性；针对上述问题,提出了一种基于双模态门控特征融合的跌倒检测方法；使用雷达和摄像头同步检测,雷达分支根据时间-距离图和微多普勒图获得融合特征,视觉分支提取目标的光学特征；将两种特征送入门控融合模块,根据权重整合特征信息,在输出层实现分类；设计了雷达分支和整体网络的相关实验,雷达分支融合方法的平均准确率是91.7%,优于单一特征方法；整体网络的门控融合方法的准确率是94.1%,相比特征相加融合和首尾拼接融合方法分别高出3.0%和1.8%；充分表明该方法能够提升人体跌倒检测的性能。

摘要:3D目标检测是自动驾驶在道路环境感知任务中的重要环节，现有主流框架通过搭载多种感知设备获取多模态的数据信息来实现多传感融合检测；传统相机与激光雷达的传感器融合过程中存在几何失真，以及信息优先级不对等，导致传感融合的3D目标检测性能不足；对此，提出了一种基于鸟瞰视角（BEV）的多传感融合3D目标检测算法；利用提升-展开-投射（LSS）方式，获取图像的潜在深度分布建立图像在BEV空间下的特征；采用PV-RCNN的集合抽象法建立点云在BEV空间下的特征；该算法在统一的BEV共享空间中设计了低复杂度的特征编码网络融合多模态特征实现3D目标检测；实验结果表明，所提出的算法在检测精度上相较于纯激光方法提升4.8%，相较于传统的融合方案减少了47%的参数，并保持了相近的精度，较好地满足了自动驾驶系统道路环境感知任务的检测要求。

摘要:针对智能高铁2.0体系中智能装备建设要求，研制了高速铁路线路环境视频检测系统。该系统采用高实时、双模态补偿技术进行动态成像，克服了高速运行条件下的运动模糊及开放式场景下的环境光干扰问题。基于Faster-RCNN（Faster Region-based Convolutional Neural Networks）和YOLO v8模型开发了异物入侵智能识别算法，实现了基于高速动车组平台的列车运行环境状态异常在线检测。研发了线路环境视频动态检测应用软件，实现了列车运行环境异常的动态实时监测和异常数据管理。试验验证表明，系统可满足最高450km/h运行条件下的线路环境高清成像和异物入侵检测，缺陷检出率≥90%。

摘要:为确保各电磁环境检测实验室间电磁环境干扰场强检测结果的准确性、一致性，评价实验室电磁环境检测能力、更准确的评估电磁辐射对人类健康的潜在影响、对仪器设备和环境设施的不利影响，从电磁环境检测实验室间比对的目的入手，对电磁环境干扰场强测试系统的架构及原理进行了研究，结合电磁环境干扰场强测试方法，对电磁环境检测实验室间比对进行了设计，提出了电磁环境检测实验室间比对的方案及比对测试结果统计方法及评价原则，并经实际应用实现了电磁环境干扰场强测试实验室间比对过程，为电磁环境检测实验室开展实验室间比对提供了参考。

摘要:多级航天装备的惯导系统级间相对安装误差标定精度与补偿效果对其导航精度有着直接影响，实际工程应用时相对安装误差的标定往往是非重复性流程，且缺少快速评估相对安装误差准确性的测试手段；为了提高测试覆盖性，在系统级测试阶段提出一种惯导系统级间动态对准测试的总体方案，设计了一套检测惯导系统级间相对安装误差的自动化设备；测试设备以基于PXI总线的控制系统为核心，配置摇摆转台提供动态激励，搭载基于LabVIEW开发平台的上位机测试软件，配合上传至产品端的测试软件实现测试流程。通过试验测试验证了测试系统的应用价值，进一步分析测试结果发现了惯导系统级间通信时延问题并改进了测试方法，提高了相对安装误差检测的准确性。

摘要:铁路机车无线通信主要用于列车与控制中心之间的数据传输,如果通信网络出现拥塞,会导致信息传输延迟或失败,进而影响到列车的运行安全。为了提高铁路机车无线通信接入的流畅性,设计了基于模糊逻辑的铁路机车无线通信接入拥塞控制系统。通过数据解析分类模块对数据包进行解析,经过WRED模块完成丢包处理,传输给队列模块,通过队列的整理将数据传输给模糊逻辑控制器模块,在模糊逻辑控制器模块中,利用模糊逻辑理论,设计了模糊控制规则,依据逐跳拥塞控制,完成系统的硬件设计。在系统的软件设计中,根据无线通信接入数据在队列模块的缓存情况,感知无线通信接入节点的状态,通过获取无线通信接入节点的剩余队列,预测无线通信接入路径的拥塞情况,在无线通信接入的最佳路径下,设计了拥塞控制算法,实现对铁路机车无线通信接入的拥塞控制。测试结果表明,设计系统的吞吐量可达到4000kpbs,丢包率和节点死亡率均低于1%,能够有效控制无线通信接入的拥塞情况。

摘要:移动机器人在跟随运动目标时,容易受到周围环境的影响,导致目标识别准确性降低,从而影响自动跟随控制效果。为此,设计了基于深度学习的移动机器人目标自动跟随控制系统。系统框架设计为感知层、处理和控制层以及执行层。利用感知层中的视觉传感器、超声波传感器、MEMS传感器,采集信息并传输到处理和控制层,单片机处理器运行两个程序,前一个程序利用深度学习中的残差学习网络、深度卷积网络、长短期记忆神经网络进行图像处理和目标识别,后一个程序结合超声波传感器测距信息计算目标坐标。PLC微控制器承载控制程序,结合MEMS传感器采集到的角度信息,基于PID设计双环控制器,在其控制下实现移动机器人目标自动跟随控制。实验结果表明,无论在何种环境下,设计系统的误识别图像和未识别图像数量较少,角度跟随平均误差和跟随距离平均误差均较小,具有较好的目标识别功能和较强的抗环境干扰能力,更适用于多种环境的目标跟随,确保移动机器人目标自动跟随控制效果。

摘要:在大数据传输中,当网络流量过大或网络拓扑复杂时,可能会出现网络拥塞的情况,导致通信传输时延的增加,为了优化通信网络的数据传输效率,设计基于PCIE总线的大数据通信传输时延控制系统。在PCIE总线核结构下设计大数据收发器、通信转换模块与通信中断控制器,搭建时延控制终端,联合大数据通信寄存器与时延状态估计器,实现传输时延控制硬件系统的设计。在通信数据相空间内,计算传输时延量的具体数值水平,完成对大数据通信传输时延的预测。根据大数据通信序列定义条件,得到与通信传输时延状态相关的反馈信息,并以此为基础,确定具体的控制方案,完成基于PCIE总线的大数据通信传输时延控制系统设计。实验结果表明,PCIE总线控制系统的应用可将大数据通信时延控制在0-0.20ms范围之内,不会因时延过大造成数据信息瞬时响应速率下降的问题,且数据传输丢包率低于%,符合实际应用需求。

摘要:5G通信使用的是毫米波频段,相比于低频段而言,信号在传播中更容易受到信道干扰及多路径衰落的影响,导致5G通信信道拥塞概率与数据丢失概率较高,为此,设计并开发了基于云计算的5G通信信道传输控制系统。改装通信信道数据采集器、处理器、交换机合路器、均衡器以及控制器等元件,将其接入到系统电路中,实现硬件系统的优化。利用采集器设备,以动态方式采集5G通信信道传输数据,从时域和频域两个方面提取信道传输特征,综合特征匹配度和信道占用率两个方面,判断当前通信信道的运行状态。针对处于拥塞状态的信道,在传输控制协议的约束下,利用云计算技术实现5G通信信道传输任务的调度,最终通过通信信道增强、干扰消除两个步骤,实现系统的5G通信信道传输控制功能。实验结果表明,有干扰场景下,所设计系统的信道传输平均误码率为0.22%,信道传输数据丢包率的平均值为0.48%,5G通信信道的平均数据传输速度为406GB/min。

摘要:面向无线通信网络化应用发展趋势，针对无线链路容错概率高、实时变化大、信道带宽窄导致链路可靠控制难的问题，提出了基于复杂信道服务模型的高效可靠链路控制方法；分析了无线传播复杂信道服务模型的多种特点，提出了基于无线信道服务模型紧密耦合高效适配的控制机制，设计了无线链路层自适应分组反馈控制流程，结合帧结构设计给出了数据分组长度、最大重数次数等关键参数演算方法；在物理层最小分组长度对应传输成功率85%至99%条件下，仿真给出最佳分组长度为最小分组的2倍至9倍，最大重数次数为9次缩减至4次；仿真验证表明：在业务数据包长度为最小分组长度的10倍～100倍时，相比无链路控制状态，传输成功率由1%～90%改进至99.99%以上，平均吞吐量可提升两倍以上。

摘要:在嵌入式机器人中，包含大量重要的运行数据，这些数据需要连接到网络上进行通信和传输，使其容易受到多种网络攻击。如果这些数据被篡改则会导致机器人无法正确执行任务，造成安全隐患。因此，为了确保数据的完整性和安全性，设计基于区块链的嵌入式机器人运行数据防篡改传输控制系统。在嵌入式主控板电路的配合下，协调机器人运行数据解算模块、传输数据矫正模块、控制系统微处理器之间的实时连接关系，完成传输控制系统硬件部分设计。设计控制系统环境和角色对象，并根据不同角色身份，确定运行数据在区块链RBAC组织中的访问能力，基于区块链中的哈希值实现对运行数据防篡改链码的恢复处理，完成基于区块链的嵌入式机器人运行数据防篡改方案的设计。提取运行数据中的关键嵌入部分，建立防篡改要求下的机器人运行数据聚集索引，计算篡改率数值，并实施针对性控制，完成基于区块链的嵌入式机器人运行数据防篡改传输控制系统设计。实验结果表明，经过上述系统的防篡改控制作用后，数据传输效率明显提高，非关联信息难以入侵嵌入式机器人运行系统，也无法篡改关键传输数据，有助于保障机器人运行数据的安全性。

摘要:针对纺织行业中现有人工布匹生产订单报工管理困难的问题，设计并实现了一个基于机器视觉的数码印花工厂自动报工系统，将正在生产的布匹图像与订单库中的花型图案进行智能匹配，从而对生产订单进行快速准确的报工管理；首先系统客户端使用工业相机实时采集生产线上的印花布匹图像，并对图像进行滤波、归一化等预处理；然后将图像通过HTTP协议发送至系统服务端，利用基于Vision Transformer的神经网络模型进行特征提取和多层特征融合，再与订单库中的花型图案进行匹配，找出待报工订单；最后对匹配结果进行数据库管理，并将匹配结果返回客户端用于报工结果展示与确认操作；实验结果表明，该自动报工系统的订单匹配TOP-3命中率达到90.4%，满足工厂布匹生产需求。

摘要:针对维修管理技能训练系统与训练需求不匹配的问题，本文应用ISD/SAT模型对维修管理技能训练系统进行了设计。在系统建设过程中，应用ISD/SAT模型，对培训需求进行了分析，对训练内容、系统结构、业务流程和技术体系的进行了设计，对系统和评估模块实施了开发。经实验测试，部分使用训练系统的两个实验组及完全使用训练系统的一个实验组，平均成绩分别比原始组高出了0.63%，1.34%，5.64%，表明使用ISD/SAT方法设计的训练系统可以提升训练效果。

摘要:随着我国航天测控事业的发展,在轨航天飞行器数量逐年增加,陆地测控站已经由原来的人工操作模式过渡到自动化运行模式。但是在日常工作中,船载S频段测控雷达高频接收机仍需频繁借助人工进行本地开关机,并且在跟踪飞行目标过程中需要人工进行现场识别并设置信号工作频点,存在时效性差和工作效率低的问题。为解决此问题,设计一种设备远程加去电和飞行目标极化判断、频点自动识别设置系统。该系统采取非侵入式,可在常态化任务和海上测控任务中进行灵活切换,不影响系统原有工作方式。该系统基于LabWindows/CVI环境平台控制网络继电器和频谱仪实现了高频接收机的远程加去电、目标信号自动搜索捕获和跟踪旋向和点频设置,提高了船载测控站完成常态化任务的时效性和可靠性。

摘要:高压釜是湿法冶金领域常用的重要设备,存在危险气体泄漏的风险。同时,泄漏会导致高压釜内压不稳,严重时甚至引起爆炸,威胁设备和生产安全。高压釜泄漏发生时的声音监测是比较常规的手段,文章提出了一种高压釜泄漏声音的高频高阶空间交互识别算法。首先通过高通滤波器消除低频噪声对于识别结果的干扰,然后利用递归门控卷积块实现高频分量在高阶空间的交互,最后使用全卷积层识别高压釜泄漏的声音。实验结果表明,所提算法具有较好的高压釜泄漏识别效果,平均置信度达到0.93,以0.65作为置信度阈值时,识别准确率可达到99.5%。

摘要:餐饮业产生的油烟废气蕴含大量有害气体，而传统抽油烟废气设备将没有经过任何去污染净化处理的油烟废气直接排放到空中，严重污染生活环境，危害人体健康,急需治理。针对治理餐饮业油烟废气污染环境难题，提出一种以提高油烟废气净化效率为目标进行优化控制的智能装置设计。装置实时监测油烟废气浓度和电解液PH值大小，通过控制超声波雾化强度喷射适量碱性水雾促进油烟废气乳化，又不会过量喷射碱性水雾造成二次环境污染。同时监测环境污染的颗粒浓度，开启负离子发生器，产生适量负离子与油烟废气颗粒结合使油烟废气颗粒变大更容易沉积，提高油烟废气净化效率。沉积的油烟废气沿着管道下流不但自动清洗黏附油垢，而且方便收集循环再利用。实验结果表明，装置不仅净化油烟废气控制有效，而且提升环境空气质量，既节能又环保，特别适合在食堂、街头地摊等规模使用排油烟废气地方，具有较好的实用性和广泛的应用前景。

摘要:蒙文字体转换在促进蒙文应用和推广、丰富中国文化多样性以及促进蒙古族地区经济繁荣方面具有关键作用。针对蒙文字体转换的效和准确率低的问题，提出一种基于轻量化卷积神经网络(CNN)和FPGA硬件加速器的方法。即使用CNN进行手写蒙文识别，并结合字体转换库，通过识别结果和字体的映射关系实现了简单高效的蒙文字体转换。相比于其他方法，该方法结合了高效的CNN和FPGA硬件加速器的优势，既提高了转换效率又满足了设备成本、功耗和便携性的需求。使用Xilinx公司的XC7Z020CLG400-2完成网络模型电路的设计和优化工作，在此基础上实现了手写蒙文字体转换系统，测试结果表明，手写体蒙文转换为目标字体的准确率为95.62%，转换时间为1.43ms，功耗为0.341W，加速器峰值吞吐量为6.64Gops。研究成果对于促进蒙古族文化传承和经济发展具有重要意义。

摘要:遥感图像极易受到环境和天气因素的影响,分辨率降低,为提高单幅遥感图像细节信息的提取质量,在融合残差网络和纹理转移模型的支持下,优化设计单幅遥感图像超分辨率重建方法。考虑遥感图像的退化现象,按照遥感成像原理,获取低分辨率的单幅遥感图像。通过去雾、平滑滤波、颜色空间转换等步骤,实现对初始遥感图像的赋值。融合残差网络和纹理转移模型,进行单幅遥感图像纹理特征特征标记,确定图像重建规律,经过图像细节损失补偿,得出单幅遥感图像的超分辨率重建结果。以不同尺寸的遥感图像作为研究目标,实验结果表明,所提方法得出重建图像峰值信噪比提高约204,重建图像分辨率始终为1080dpi,同时图像重建任务的时间开销得到明显降低。

摘要:基于麦克风阵列的声源定位技术,可以应用在机械设备故障诊断、鸣笛抓拍等领域。本文设计了一个使用三个数字麦克风组成阵列进行声源定位系统。该系统利用三个麦克风的时域信息,采用广义互相关算法对达到时间延迟进行计算。通过阵元几何关系并利用阵元信号的时延,获得了在室内环境下较好的声源定位效果。经测试该系统最大误差为4.68%有较好的结果,同时该方案还可以帮助工人快速发现并排除车间生产线机械设备故障,从而提高生产效率。

摘要:路由器是片上网络的关键组件,其性能对于整个网络的性能具有重要影响；针对片上网络路由器进行功能验证,采用SystemVerilog和自动化脚本搭建了基于通用验证方法学(UVM)的验证平台,简化了验证流程；在验证平台中,通过划分多个agent向路由器的每个端口发送受约束的随机激励和定向测试序列,并创建了多个独立的测试用例,对路由器的功能进行充分的验证；通过运用覆盖率驱动策略,对验证进程进行了量化；根据路由器的设计要求,编写了覆盖组和交叉覆盖组以收集覆盖率数据；此验证平台已应用于人工智能芯片的验证工作,平台中的组件和测试用例均可实现更高层次的复用；此外,通过VCS和Verdi的联合仿真,实现了100%的功能覆盖率和95.6%的代码覆盖率的目标。

摘要:工业物联网的出现工业数据安全倍受关注。数据采集的安全直接关系到了工业互联网的数据安全。数据采集系统中，数据采集（南向）和云端通信（北向）协议及数据采集系统运行环境是数采终端最主要的安全攻击目标。在对工业物联数采安全终端主流北向MQTT协议和南向OPC UA协议的安全性及数采系统可信运行环境进行分析后，在国产处理器E2000D安全可信运行环境上基于OpenSSL库设计并实现了支持北向MQTT和南向OPC UA协议的工业数采安全终端。通过试验测试表明，该工业物联数采安全终端在安全认证、访问控制、数据完整性和数据机密性方面都有较高的安全性能。

摘要:针对现有建筑材料运输机器人避障中存在的全局寻优能力差,易与移动障碍物发展碰撞的不足,设计了一种蚁群势场算法。首先分析了蚁群算法下蚂蚁个体信息素浓度的累积过程,通过构建人工势场求解引力和斥力的合作,将其作为优选蚁群算法启发因子的重要约束条件；其次引入SA算法对蚁群势场算法做二次优化,将降温的过程视为一个全局优化的过程；最后在局部避碰方面构建了质量点模型,通过评估机器人当前位置、运行速度和障碍物位置等信息建立惩罚函数,并将惩罚函数值降至最低,避免出现与障碍物的碰撞。实验结果显示:提出算法有更高的迭代效率,复杂动态条件下最短行进距离和时间分别为110.6m和115.1s,且在局部未出现与其他移动机器人的碰撞情况。

摘要:连续图像帧之间特征点匹配是视觉同步定位与建图（VSLAM）技术的关键技术。针对VSLAM系统中连续图像帧之间特征点匹配耗时且精度低的问题，一种基于局部像素运动模型的快速特征点匹配算法（LPMM）被提出。该算法基于运动平滑约束假设，利用连续图像帧中局部区域内的像素点的运动具有一致性这一特性，将图像划分成局部网格区域后利用每个网格中的部分特征点估算该网格区域的运动向量，并以此为基础，计算下一帧匹配特征点的搜索范围的中心点；最终在计算出下一帧的中心点的局部邻域内搜索与当前帧的特征点相匹配的特征点。实验结果表明，所提出的匹配算法与广泛使用的ORB-SLAM2中的投影匹配算法相比，平均匹配速度提高50%以上，匹配精度提升了约4%。

摘要:针对数据传输可靠性低导致功能安全事故频发的问题,进行了基于POWERLINK的openSAFETY功能安全通信协议研究；在实时工业以太网协议POWERLINK的基础上设计了以PCP-AP为架构的openSAFETY安全节点,设计了基于FPGA软核处理器的POWERLINK内核层的软件硬件结构,设计了基于单片机MCU的openSAFETY安全应用接口程序以及近底层通信接口程序,搭建了以贝加莱PLC为安全控制节点的功能安全通信实验平台,依据故障分析设计了电磁干扰实验,模拟了工业现场中出现不同程度电磁干扰情况下功能安全通信平台的通信情况,并与非功能安全通信平台进行对比,验证了安全节点的可靠性和必要性。

摘要:说话人视频生成需要对面部纹理和驱动语音进行精准联合建模；为实现该目标，对语义引导的纹理特征形变进行了研究，提出一种基于草图引导的少样本说话人视频生成框架，采用双阶段生成技术进行模态对齐；在第一阶段使用真实先验关键点信息进行语音到目标关键点的生成，第二阶段将关键点转化为草图作为中间表征与参考图片进行语义对齐；草图的引入有效地解决了语音与图像的模态不匹配问题；通过实验测试，算法在公开数据集HDTF和MEAD上的FID指标达到了15.676和8.618；经上述结果验证，提出的算法可通过中间表征有效建模目标音频驱动下的面部纹理，达到与最先进算法相当的生成效果。

摘要:印花图案的设计是服装生产领域非常关键的一环，但目前人工设计的印花图案存在内容相似化、设计效率低下的问题，因此设计并实现了一种基于扩散模型的印花图案生成方法。采用深度学习技术提取、扩充现有印花图案数据集，并从颜色和类别维度生成印花图案的文本描述，完成印花图案数据集制作。使用已制作的数据集微调扩散模型，并对图像特征空间进行平铺处理，使得生成的印花图案在边界过渡处满足纺织行业四方连续的要求。对局部扩散特性进行了分析，结合文本引导，实现细节可变的图文生图效果。实验结果表明，所设计的印花图案生成方法具备生成高质量印花图案的能力，并且其特征空间平铺方法使得印花图案边界过渡处较为自然。

摘要:针对夏季电网高峰期间办公建筑空调系统的峰值负荷造成电网短缺等问题,提出一种基于需求响应的多区域空调系统分布式模型预测控制(DMPC)供冷策略；以西安市某办公建筑的5个区域为研究对象,分别建立该办公建筑的物理模型及空调系统能耗数学模型,并验证模型的准确性；构建多区域空调系统仿真模型,优化目标为最小化空调系统运行能耗和室温与设定值的误差最小；选取蜣螂算法作为优化工具,并针对该算法存在全局搜索速度慢、易早收敛和陷入局部最优等缺点；采取混沌映射策略优化种群初始化,生成更加均匀的种群以提升种群个体质量；利用螺旋搜索策略对蜣螂的觅食和繁殖行为进行更新,进一步扩展算法的全局搜索性；同时引入随机扰动和自适应因子改进蜣螂的偷窃行为,改善算法易陷入局部最优等问题。运用改进后的蜣螂算法对DMPC的滚动优化进行优化求解,并与PID温度反馈控制进行对比,验证DMPC的控制性能。实验结果表明,在所研究的5个区域中,DMPC比PID控制方法的响应速度分别提升了8.91%、8.65%、12.04%、5.79%和1.79%。结合需求响应策略利用分时电价进行调控,提出温度与启停优化调控策略对空调系统的峰值负荷进行削峰转移。结果表明两种预冷启停优化策略的峰时负荷转移率分别为27.29%和29.16%,可以有效地将系统高峰时段的冷负荷转移到其他时段,降低电网运行压力。

摘要:任意波形发生器通常使用直接数字波形合成技术生成任意波形，然而使用此技术实现可变采样率功能时，需要调整时钟的工作频率，导致输出中存在难以滤除的镜像频率以及硬件实现难度增加；针对上述问题，对基于Farrow架构的任意倍重采样方法进行了研究，在FPGA上进行了固定时钟驱动下的32路并行的任意倍重采样的逻辑设计与实现；并针对逻辑实现中出现的量化误差积累问题，提出了清除累积误差的逻辑实现方案；经实验测试，实现了在187.5MHz固定时钟驱动下1KSPS~6GSPS范围的采样率转换，并解决了量化误差积累造成的长时间运行时波形失真的问题。

摘要:数据处理组合与信号调理组合是自动化测试系统的重要测试设备,数据处理组合包括电源、控制器、DA输出、AD采集、数字IO信号处理、串行总线通信及1553B总线通信等几个部分,能够实现模拟量及数字量信号控制输出、模拟量及数字量信号采集监测、RS422串行总线通信及1553B总线数据通信等基本功能,模块化设计采用PXI总线架构形式,优点是成熟稳定可靠并且能够支持扩展,数据处理组合控制器接收指令与各功能板卡配合完成所需功能；信号调理组合作为被测与数据处理组合的中间信号转接设备,实现了数据参数的接口匹配及信号隔离等功能,重点对信号调理电路及芯片进行了计算研究经实验测试实现了不同幅值的数字量信号和模拟量信号输入输出转换及不同转换比例的电压电流转换。

摘要:针对高速信号采样系统因ADC模数转换器模拟输入带宽低而不能对频率较高的模拟信号直接进行A/D转换的瓶颈,结合某类高速信号高精度数据记录仪的研制,提出了一种基于随机解调的采样方式,并通过矩阵理论将随机解调采样转换为可进行矩阵计算的数学模型；该模型利用随机解调和抗混叠滤波器实现了低速ADC模数转换器对高速模拟信号的采集；同时,根据所建立的采样模型,提出了一种基于最小二乘的采样重构方法,并且对其重构误差进行了定量的分析；最后,通过仿真对基于随机解调的采样系统进行了验证,结果表明该采样系统实现了低速ADC模数转换器采样对高速信号的直接采样,且误差更优于单片ADC模数转换器采样误差。

摘要:遥感地貌影像通常包含大量的数据,具有高度的复杂性和多样性,难以捕捉到不同层次的纹理信息,从而影响识别效果。因此,为提高纹理特征提取的效果,确保识别精度,提出基于多尺度半耦合卷积稀疏编码的遥感地貌影像纹理识别方法研究。去除遥感地貌影像噪声,增强遥感地貌影像整体质量,通过分水岭算法分割遥感地貌影像,探究不同尺度下遥感地貌影像纹理特征区别。然后应用灰度共生矩阵(GLCM)获取遥感地貌影像的多尺度纹理特征,构建半耦合卷积稀疏编码模型,完成多尺度纹理特征提取过程的学习与多尺度纹理特征的有效融合,并选取适当的分类器——朴素贝叶斯分类器,并对其进行训练。最后以此为基础,制定遥感地貌影像纹理识别程序,执行制定程序即可获取地貌纹理识别结果。测试结果显示:应用提出方法获得的遥感地貌影像处理结果清晰度与对比度较高,地貌纹理特征提取结果更加完整与清晰,地貌纹理识别结果与实际结果一致,充分证实了提出方法应用效果更好。

摘要:灯塔在目前仍然发挥着重大作用,其在船舶出港、返港和近岸航行时是出海人员非常依赖的建筑物。传统方法无人机导航受到多路径以及动态环境的干扰,使得其导航出现误差。为精准确认灯塔的工作范围,提出一种基于轨迹重构与贝叶斯推理的空中机器人灯塔距离测绘技术。设计基于捷联式惯性导航系统的惯性轨迹重构技术,实现空中机器人灯塔距离测绘中的惯性导航,实现更加精准的灯塔距离测绘。采用的空中机器人为千巡翼Q10复合翼无人机飞行平台,对其实施惯性导航,采集灯塔灯光距离测绘数据。设计基于贝叶斯推理的多线索视觉注意模型,获取灯塔距离测绘显著图。根据该视觉注意显著图搭建灯塔距离测绘中的航拍摄像机成像模型,计算灯塔灯光照射距离。测试结果表明,该技术在12次测试中,无人机平均导航误差最终仅为0.132mm,平均灯塔灯光距离测绘时间较短,多次测试后平均灯塔灯光距离测绘误差仅为27.41cm,整体测绘误差小。

摘要:欺骗攻击行为会干扰工业控制网络对传输信息的判断能力,从而使得风险性数据进入网络主机,造成网络安全性下降的问题。为避免上述情况的发生,设计基于对抗机器学习的工业控制网络欺骗攻击行为检测系统。设置攻击行为采集、处理、检测验证三类子模块单元,完成欺骗攻击行为检测系统的功能性模块设计。在对抗机器学习算法中定义攻击行为,并以此为基础,提取欺骗攻击行为特征,实现对攻击行为的识别。分析工业控制网络的安全风险,联合欺骗攻击行为的风险性度量条件,定义具体的检测建模标准,从而实现对工业控制网络欺骗攻击行为信息的检测。实验结果表明,设计方法的应用可以按照数据样本传输波长的差异性,将欺骗性攻击信息检测出来,且召回率测试结果在0.93~0.98之间,表明设计方法能够准确地检测出欺骗攻击行为,使工控网络的运行安全性得到了保障。

摘要:卫星遥感观测非均匀地表重点区域监测数据通常具有复杂性和不确定性,且易受天气、设备故障等多种因素的影响,难以精准确定重点监测区域和获取有用信息,导致监测范围受限,监测结果存在较大误差。因此,为了给非均匀地表的治理提供数据支持,利用无线传感器网络优化设计卫星遥感观测非均匀地表重点区域监测系统。加设卫星遥感观测图像传感器,调整无线传感器网络模块,改装监测数据处理器,利用调整的系统电路连接硬件元件,完成硬件系统的优化,避免因设备故障或天气等因素导致的数据丢失或误差。通过数据库表的构建与逻辑连接,得出监测系统数据库的构建结果。在硬件和数据库的支持下,从拓扑结构和传输协议等方面,构建无线传感器网络。实现高空遥感与无线传感器网络的深度融合,利用无线传感器网络采集地表卫星遥感观测图像,获取更为全面、精确的地表信息,扩宽了监测范围,有效克服卫星遥感数据的复杂性和不确定性,提高信息获取的准确性。通过滤波、几何纠正等步骤,实现初始图像的预处理,提高图像的质量,并提取图像特征,根据特征图像的匹配结果,确定非均匀地表重点区域。最终根据获取去的信息数据,依据地表倾斜角度、地表非均匀程度等指标完成卫星遥感观测非均匀地表重点区域监测。通过系统测试实验得出结论:与传统监测系统相比,优化设计系统输出地表倾斜角度和地表变形量的监测误差分别减小0.28°和0.73m3,同时系统监测范围明显扩大。

摘要:对地观测卫星作为国家基础性战略资源,在国民经济、社会发展和国家安全等方面发挥着关键作用。一直以来,如何通过调度手段,发挥对地观测卫星资源的应用效能,使其完成更多的观测任务,是航天领域的一个研究热点。通过卫星资源效能评估的方式,对卫星对地观测效能进行事前评估的定量分析,并将效能评估结果应用在对地观测卫星资源调度上,采用一种基于KM算法的卫星资源最优调度方法,实现卫星资源在执行多个对地观测任务过程中的整体效能最大化,可为卫星资源调度、优化建设提供参考和决策支撑。

摘要:电解液式测斜仪广泛适用于测量土石坝、面板坝、岩土边坡、路堤、基坑等结构物的水平位移监测。为消除环境温度变化和测量噪声引起的电解液式测斜仪测量误差，进行了传感器温度实验，并对硬件本身、工作环境、数据采集三种测量误差影响因素和温度变化影响因素进行详细分析，提出了一种基于方差补偿自适应卡尔曼滤波（AKF）和BP神经网络（BPNN）的精度补偿模型。结果表明，补偿后的电解液式测斜仪水平位移的均方误差相较于补偿前平均降低了80%以上，从而有效减少计算水平位移的误差，极大提升了电解液式测斜仪的测量精度，可应用于电解液式测斜仪实际工程。

摘要:多传感器运行环境复杂化,空间态势信息外界威胁度较高,防篡改机制触发次数较低,敏感性较差且响应时间较长,提出了一种多传感器空间态势信息隐私数据防篡改方法研究。结合隐私数据安全需求,确定密钥分存策略,设置隐私数据加密查询范围。基于多传感器空间态势感知结果和隐私数据查询结果,制定动态防篡改机制,实现多传感器空间态势信息隐私数据的防篡改功能设计。实验结果表明:该方法在不同节点环境下能够快速响应,防第三方篡改机制最小响应时间为1.8秒,单元块触发次数均较低,证实了该方法具备较好的隐私数据防篡改性能。