摘要:激光SLAM(Simultaneous Localization andMapping)是一种在机器人导航和自主驾驶领域被广泛应用的技术；该技术可以利用激光雷达扫描环境并提取特征点,实现机器人的自主定位和地图构建；针对机器人激光SLAM技术进行研究,分析了各个激光SLAM算法的基本原理,并且对主流SLAM算法进行了现状总结；根据激光SLAM算法的特点以及原理不同,将激光SLAM算法分为:基于滤波器的算法、基于图优化的算法、基于配准的算法、基于学习的算法等；基于上述分类,详细介绍了每个算法的优缺点,并且分述了近两年的主要研究成果；针对移动机器人激光SLAM算法研究现状,对激光SLAM算法的未来发展进行了展望。

摘要:传统的航天器展开机构任务压力传感器参数测控系统使用有线的方式，展开过程中存在力轴转动网线跟随缠绕的现象，以往需根据位置调整采集终端，避免网线断裂，使用极不方便，且单点采集，不利于多通道部署和数据集成处理。为了解决上述问题，开发了一种基于ESP8266和LabVIEW的嵌入式分布式无线压力传感器参数测控系统，设计信号调理电路，ADC采集模块，使用ESP8266无线模块多点分布式组网；终端采集软件使用LabVIEW虚拟仪器平台，采用多线程低耦合的QMH队列框架，功能模块化编写，便于开发人员维护，实现设备通讯，传感器校准及数据采集处理等功能；使用PSP服务器动态实时共享试验数据，实现数据的网络快速传递，提高系统的数据处理速度；添加了增量式积分分离PID算法，实现了传动机构与传感器的联动，精确控制压力参数，同时具备数据动态拟合及超限报警等功能。系统运行稳定，数据采集频率和压力控制精度高，具有工程应用价值。

摘要:为了使得视频加密技术具有更加良好的加密效果，在原本AES加密算法基础上进行了创新，通过加密元素的选取、运动矢量的加密方案设计、DCT变化系数的加密方案设计三部分进行了展开分析与实验。经过后续仿真验证，密钥敏感性得到了很好的提升；视频质量方面，改进后的AES算法的RGB直方图可知其加密效果和解密还原效果良好，经过对比分析，改进后的AES算法加密的SSIM值最小、PSNR值更低，即加密效果相对更好；经过计算可知，编码时间百分比增加了0.23%，解码时间百分比增加了8.56%，对NPCR、UACI以及加密前后视频帧像素对的相关系数等参数分别测试可知，相比前人的几种加密方式，改进后视频加密安全性能最好。综上分析可知，改进后视频加密效果最好。

摘要:为实现对矿区沉陷深度的精准测量，完善测绘技术的具体实施方案，针对无人机DEM测点插值算法的矿区沉陷测绘技术展开研究。根据DEM测点获取结果，实施分维值测定处理，再以此为基础，确定插值拐点所处区域，实现对无人机DEM测点插值算法应用流程的完善。联合像控点布设原则，定义空中三角区域，并通过推导径向插值基函数的方式，建立矿区沉陷区域的地理模型。在空间坐标系转换条件的基础上，确定矢量数据叠加的处理结果，再结合像片倾角与旋偏角的实际取值，求解测量精度评价指标，完成无人机DEM测点插值算法的矿区沉陷测绘技术实施方法的设计。实验结果表明，上述测绘技术方法作用下，沉陷深度测量结果与矿区真实沉陷深度之间的差值不超过1m，符合精准测量的应用需求，对于测绘实施方案的完善可以起到一定的促进性影响作用。

摘要:针对维护大规模老化电力电缆网络这一关键挑战,通过详细描述电力电缆中的信号传输物理模型,提取反射信号和透射信号中的故障特征,研究基于时域反射法的电力电缆网络故障诊断方法,实现电缆网络故障的快速辨识与定位。以最小单元Y型电缆网络为研究对象并建立其物理模型,利用分布式检测时测点之间的反射信号及透射信号所反映出的信号传播路径和阻抗不匹配信息,开展多源信息融合的电缆网络故障诊断方法研究。在Matlab/Simulink软件环境中搭建Y型电缆网络的故障仿真模型,通过设计不同主干、分支线路故障的仿真实验,验证了方法的有效性和适用范围。

摘要:以传感节点为基础的交通拥堵监控设备，在海量三维交通信息中，处理数据能力较差，导致监测目标延迟高。为缓解交通拥堵为出行带来的压力，及时有效疏散拥堵区域，本文设计一种基于改进DV-HOP的道路交通拥堵传感节点快速监测方法。在待监测区域安置无线视觉传感器，划分子节点与Sink节点，初始化本地节点数据存储器、定时计数器等设备，依照无线传感网采集车辆通行状况和整体长度；把异常道路数据作为小概率事件，确立速率采集周期及交通状态采集周期，推算历史车辆速率均值和交通数据方差，设定拥堵临界值，分析路段是否产生拥堵；对道路交通拥堵节点进行初始化，确定全部道路交通拥堵节点，然后，将三维的道路交通拥堵节点变换成二维坐标中，实现道路交通拥堵节点二维变换，对粒子群优化方法进行改进， 利用改进DV-HOP算法获取道路交通拥堵节点位置信息，得出道路交通拥堵节点监测结果。实验分析表明：本文方法的均等系数值可达0.998，数据传输延时仅为3.5s，表明交通拥堵监测精度较高。

摘要:无人机遥感影像覆盖范围广，难以区分建筑区域与背景区域，所以研究基于并联卷积神经网络的无人机遥感影像建筑区域测量方法。获取无人机遥感影像，通过静态输出、图像融合、去雾等环节完成遥感影像预处理。构建并联卷积神经网络，通过网络训练传播提取无人机遥感影像建筑区域边缘特征，经过特征匹配实现无人机遥感影像中建筑区域识别，结合面积计算结果获取建筑区域的测量结果。经过精度性能测试实验得出结论，在有雾和无雾环境下所提方法与传统区域测量方法相比的建筑区域测量误差分别降低了0.505km2和0.305km2，说明该方法的测量结果可靠性更高。

摘要:在管道工程应用中,由于良好的耐腐蚀性和韧性,聚乙烯(PE)管比其他材料相比具有显着优势,已广泛地应用在核电、油气输送领域。PE管焊接过程中,焊接参数、人员操作和环境等因素会影响聚乙烯管道的焊接情况,可能致使焊接接头内部形成缺陷,影响管道安全运行。相控阵超声检测技术能够实现聚乙烯管道焊接接头内部结构的无损检测及评估。本文通过开展PE管焊接接头的相控阵超声实际检测工作,研究了聚乙烯材料的声衰减规律及声频散效应,优化了焊接接头的超声相控阵检测工艺,基于 CIVA 仿真软件实现了聚乙烯管道相控阵超声检测的声场模拟和缺陷仿真,通过研究检测参数及声学参量变化对检测结果的影响,获得了PE管焊接接头的最优检测工艺。本文还通过加工了带有典型缺陷的聚乙烯热熔对接接头试样,对前期基于仿真结果设计的检测工艺以及针对焊接接头相控阵检测研发的楔形耦合组件进行可靠性测试和工艺试验。

摘要:针对UPS机房在运行过程中无人监守，工作人员无法及时排查故障的问题，设计并实现了一套基于ARM和NB-IoT的UPS智能在线监测系统，由检测终端、云服务器和监管中心组成；检测终端使用各类传感器和检测电路获取多个UPS设备的输入输出电压和电流、负载率、蓄电池电量等数据以及机房温湿度环境参数，通过无线模块发送给云服务器，监管中心从云服务器获取数据，用户可以登录监管中心远程查询UPS的工作数据；经测试，系统能够实现对UPS各项数据的采集和无线传输，可以通过监管中心实时查询UPS工作状态以及下发指令，能达到实时监控的效果；具有数据测量准确，实时性响应良好等特点，减少了管理人员的工作量，提高了UPS的管理效率。

摘要:网络安全漏洞智能检测需要依赖大量的真实数据来进行分析,冗余数据与异常数据的存在会导致检测准确性下降。为保障网络系统稳定运行,提出基于知识图谱的网络安全漏洞智能检测系统设计研究。从结构、逻辑模型以及运行模式三个方面设计网络安全漏洞检测器,实现网络安全漏洞智能检测系统硬件设计；系统软件设计通过网络爬虫采集安全漏洞数据,去除冗余数据与异常数据,根据属性信息识别安全漏洞实体,获取安全漏洞属性信息关系,以此为基础,定义安全漏洞知识图谱表示形式,设计安全漏洞知识图谱结构,从而实现安全漏洞知识图谱的构建与可视化；以上述网络设计结果为依据构建网络安全漏洞智能检测整体架构,制定网络安全漏洞智能检测具体流程,从而获取最终网络安全漏洞智能检测结果。实验结果表明,在不同实验工况背景条件下,设计系统应用后的网络安全漏洞漏检率最小值为1.23%,网络安全漏洞检测F1值最大值为9.50,网络安全漏洞检测响应时间最小值为1s,证实了设计系统的安全漏洞检测性能更佳。

摘要:目前铁路上普遍采用人工监督方式来检测工人是否佩戴安全帽，但监督范围过大，在实践中不能及时跟踪和管理所有工作人员。因此针对该问题，采用深度学习目标检测的方法，通过改进YOLOv5s目标检测算法来实现铁路工人是否佩戴安全帽和穿戴背心。具体来说，以YOLOv5s算法为基础，采用GhostNet模块替换原始网络中的卷积Conv，提高模型的实时检测速度；采用更高效简单的多尺度特征融合BiFPN，使特征融合方式更加简单高效，以提高检测速度和降低模型复杂度；把原始的CIOU损失函数替换为SIOU损失函数，以提高模型精度。研究结果表明，改进的YOLOv5s-GBS算法的准确率和识别效率可达到95.7%和每秒45帧，并且模型大小减少了一半，准确率提高了4.5%。

摘要:针对直升机机载电子系统在执行任务过程中故障检测和隔离困难，外场维修保障效率低下，且缺乏快速有效故障检测工具现状的问题，设计了基于ATML标准的机载电子系统原位测试系统。阐述了原位测试系统的基本组成、工作原理、硬件结构、软件架构和测试电缆转接设计方法，以某型机载配电系统为案例进行原位测试需求分析及测试方案设计。利用基于ATML标准的测试软件平台SGTS进行原位测试程序开发，并将该方法应用至某型直升机原位测试系统研制。经实际验证，该原位测试系统的使用大幅提升了机载电子系统的故障检测与隔离率指标，为直升机外场排故提供了有效便捷的手段，提高了外场维护效率。

摘要:铁路货车轮轴类部件故障种类较多，工作时处于高速旋转状态，特征频率获取难度较大，且部件正常运行时也会产生一定振动，从而导致故障信号呈现多维状态，对故障判断会产生干扰。为了有效解决这一问题，提出铁路货车轮轴类部件故障状态多维度评估建模方法。根据铁路货车轮轴类部件结构，通过考虑滚子数、接触角、径向间隙等因素，计算各个单元特征频率。基于此，构建多维度综合评价模型，对轮轴类部件故障状态完成多维度等级评估，以此确定出相应的故障等级，实现铁路货车轮轴类部件故障状态多维度评估。实验结果表明，该方法的评估精度高，且评估耗时低于2s。

摘要:外观检测涉及对图像或视频中的物体进行准确和高效的识别和定位,为了解决物体表面小尺寸目标检测的问题,研究通过优化YOLOv3网络模型,引入多尺度检测和深度可分离卷积技术来提高检测精度和模型效率,以增强对小尺寸目标的识别能力,再采用深度可分离卷积技术来减少计算量,并提高模型的训练效果。实验结果表明,改进后的算法在物体表面小尺寸外观检测方面表现出明显的提升,平均精度达到71.52%,比原始模型提高11.37个百分点。同时,通过减少计算量和提高模型速度,实现了35.6帧/秒的检测速度。研究可以优化算法,提高小尺寸目标检测的准确性和鲁棒性,推动其在计算机视觉领域的广泛应用。

摘要:针对现有传动设备在线监测算法存在的检测精度地、效率差等问题，提出一种基于改进SSD网络模型的在线检测算法。先对故障集进行预处理，通过滤波调制、共振解调等环节滤除原始故障集的噪声干扰；以VGG-16为基础设计了SSD网络结构，同时增加了辅助卷积层和预测层；对SSD网络模型进行改进，引入了注意力机制模块和特征增强模块，改善模型各层的数据共享性能同时提高了模型的数据训练效率；基于通道拼合方式对故障数据进行多尺度特征融合，并优化SSD模型的各层金字塔结构，以更好的匹配先验框及选择最佳的损失函数。实验结果显示，提出算法的传动设备故障检测率达到98.8%，同时算法的检测效率也优于现有算法。

摘要:通风机械仪表盘往往处于复杂的背景环境中,阴影或部分遮挡会在图像中引入不一致的颜色、亮度和纹理变化,使得故障区域与周围环境的对比度下降,导致人工方法难以正确定位故障区域。针对这些问题,设计一种通风机械仪表盘视觉故障检测与定位方法。首先,使用Kinect相机提取通风机械仪表图像,并进行直方图均衡化来调节图像的亮度和色调,增强故障轮廓与背景的局部对比度。然后,利用改进像素相关性分割算法分割图像特征,将图像中的仪表盘区域从复杂背景中提取出来。利用深度学习领域的深度卷积网络,对分割后的仪表盘图像进行故障轮廓检测。最后,计算定位目标(故障轮廓)的质心坐标,将质心位置作为目标点,映射到构建的投影成像空间坐标系中实现对仪表盘显示故障区域的高精度定位。实验结果显示:应用该方法后,故障区域与周围环境的对比度区分显著增强,具有较高的检测和定位精度。

摘要:针对监控视频流,开展有效信息检测存在计算量大、耗时长等问题。通过构建视频图像数据集,训练人工手持探针模型；采用KNN算法分析前后帧的监控视频流,实现前、背景分离；利用人工手持探针模型实时提取监控视频中的探针,获得手持探针的前景图像；建立探针位置探测模型,并对比理论应检的真实位置,判断探针检测的有效性；实检结果表明,设计的手持探针探测位置检测算法的平均准确率约93.26%,召回率约81.11%,F1值约86.76%,检测速约9.66fps/s,能够实现工程监控视频流中手持探针的有效性检测。

摘要:在电梯系统中，电机是维持电梯运行不可或缺的核心组成部分，它通过将电能转换为机械能来驱动电梯的运行。而轴承作为电梯电机的重要传动件起到了重要的传递作用，但由于其工作环境较为恶劣导致容易损坏，因此对轴承的早期故障检测非常重要。Teager能量算子是一种经典的能量解调方法，专门用于检测损伤轴承振动信号的幅值和频率调制。通过固有幅值解调，从而在频谱中识别故障特征频率。然而，Teager能量算子容易对强烈的噪声和振动干扰敏感。针对传统能量解调算法对强背景噪声较为敏感的不足，本文提出一种改进的能量解调算法。该算法的思想是将B样条理论与传统Teager能量算子方法进行结合，首先B样条对信号进行插值起到滤波作用，然后再利用基于Teager能量算子对插值信号进行转换，最后利用傅里叶变换得到转换信号的能量谱从而揭示故障特征。这种基于B样条插值的能量解调方法不仅保留了传统能量解调算法的优点，如较高的解调精度和优秀的时间分辨率等，并且在强噪声存在的情况下表现更加优秀。仿真和实验结果表明，该方法提高了轴承故障检测的性能，能够在故障退化的早期检测故障。

摘要:防渗墙是水利水电工程项目中的重要部分,随着防渗墙规模的逐渐扩大,常规防渗墙检测方法逐渐减少。为了增加防渗墙的检测手段,研究提出采用弹性波CT正演模拟技术,与钻孔注水法相结合,在钻孔注水试验时,利用弹性波CT正演模拟技术,检测水流在墙体中的流动情况,从而实现在检测防渗墙渗透性的同时,完成防渗墙的完整性检测。结果显示,在低速或高速异常速度模型中,走时残差的波动较大,且完全不同,采用围井法,实验深度为15m时,计算得到的渗透系数为0.14*10-6cm/s,采用常水头法,深度为15m时,该方法计算得到的渗透系数为1.88*10-6cm/s,基于弹性波CT正演模拟技术,可以有效地反映防渗墙的状态,采用围井法检测得到的防渗墙渗透系数,低于采用常水头注水法得到的渗透系数。研究提出的方法可以准确地检测防渗墙的质量。

摘要:现有神经网络模糊测试技术在测试样本生成阶段通常对初始样本进行随机变异，导致生成样本质量不高，从而测试覆盖率不高。针对以上问题，提出一种基于强化学习算法的神经网络模糊测试技术，将模糊测试过程建模为马尔可夫决策过程，在该模型中，测试样本被看作环境状态，不同的变异方法被看作可供选择的动作空间，神经元覆盖率被看作奖励反馈，使用强化学习算法来学习最优的变异策略，指导生成最优测试样本，使其能够获得最高的神经元覆盖率。通过与现有的主流神经网络模糊测试方法的对比实验表明，基于强化学习算法的神经网络模糊测试技术，可以提升在不同粒度下的神经元覆盖。

摘要:在实际的帕金森病远程诊断过程中,应用单模态数据检测帕金森病存在误诊率较高的问题,且远程诊断的安全性问题突出；为提高帕金森病远程诊断准确率与安全性,设计一种具有隐私保护功能的帕金森病多模态安全远程辅助检测系统；使用帕金森病语音和步态双模态数据,在传统卷积神经网络后融合多头注意力机制与多层感知机,有效提高模型的特征提取、融合与识别能力；为了保证数据传输过程的安全性,使用基于余弦混沌的差分隐私加噪方式扰动随机拆分的数据编号,提高帕金森病数据传输安全性；通过两模态消融实验和对比实验结果表明,提出的基于多头注意力机制的帕金森病多模态远程检测模型实际测试准确率达到0.913,且模型的各项评估指标和收敛速度等均高于传统模型,具备良好的帕金森病智能辅助检测效果,能够满足帕金森病早期智能安全筛查与诊断需求。

摘要:针对运动控制系统课程在传统教学中，学生在课程理论知识学习和利用Matlab/Simulink仿真阶段，缺少实际控制单元设计与开发实际工程训练的问题，设计了一个基于Matlab的运动控制系统实验平台，在实验平台使用基于模型设计的方法可实现从仿真测试到实物测试一体化；通过介绍实验平台中的PC端环境配置流程以及实验平台中驱动器的构成给出了实验平台的总体设计方案；说明了实验平台应用基于模型设计的方法实现代码自动生成的流程，并对基于模型设计的开发流程进行了详细的阐述；通过案例永磁同步电机转速、电流双闭环控制系统在实验平台经过模型在环仿真、软件在环仿真、处理器在环仿真，最后到实验平台进行实物测试的流程与实验结果来达到验证实验平台的优点及其可行性和有效性的目的。

摘要:针对无人艇在航向控制中易受风浪流等环境干扰，导致控制效果下降的问题，提出一种结合细菌觅食算法的改进无模型自适应控制算法。文章首先分析了偏格式动态线性化方法在无人艇航向控制中的应用问题，并设计了虚拟输出项以满足无模型自适应控制假设条件，建立了基于偏格式动态线性化方法的无模型自适应航向控制器；针对无模型自适应控制算法参数初始值选取范围问题，设计了改进细菌觅食算法对参数初始值进行预整定，保证了算法的快速收敛。最后通过半物理仿真试验验证了所设计算法的有效性。试验表明，在模拟的3级海况干扰下，无人艇在30°阶跃航向控制和±30°方形航向控制中，相较于传统算法出现的较大稳态误差，使用无模型自适应控制算法能在经过10s左右调整后，将误差稳定趋近于零，实现无人艇的航向自适应控制。

摘要:为应对通信过程中的传输时延以及车辆间连续信息交互带来的信息冗余、资源浪费，提出一种基于事件触发机制的车辆队列一致性策略，以保证车辆队列能够稳定运行；为此，构建一个考虑车辆间的跟驰行为和通信时延的三阶异质车辆队列动力学模型，提出一种基于事件触发的一致性车辆队列控制器的设计方法；在此基础上，利用Lyapunov稳定性理论和代数图论，对车辆队列的稳定性进行分析，得出了使车辆队列稳定的事件触发条件和通信时延的上界；在MATLAB平台上进行仿真实验，验证了所提车辆队列控制方法的有效性。

摘要:为解决由公钥文本、私钥文本不匹配造成的信息数据错误加密问题，实现对实景三维地理信息数据的按需加密处理，设计了基于区块链的实景三维地理信息数据加密控制系统。设置CPU主机端调度模块、地理信息数据处理模块和混合加密模块作为主要元件，联合数字签名结构，完善矢量化计算单元的连接形式，完成对数据加密控制系统硬件的设计。按照区块链编码原则，确定关键区块角色的组成情况与公钥密码体制定义条件，并以此为基础，计算数据多项式结果。再根据Curl加密节点部署形式，求解隐藏加密向量的具体数值，实现对实景三维地理信息数据的加密处理。结合相关硬件应用结构，完成基于区块链的实景三维地理信息数据加密控制系统的设计。实验结果表明，设计系统的公钥文本、私钥文本之间的长度差不超过0.25KB，能够较好解决由密钥文本不匹配造成的信息数据错误加密问题，符合按需加密处理实景三维地理信息数据的实际应用需求。

摘要:针对退役导弹改装靶弹工程面临的改装线路复杂、对动目标供靶精度不足、多目标模拟能力弱等问题,设计研制了集电气改装、接口转换、目标导引、安全控制功能于一体的靶弹多功能控制器,能够实现退役导弹到多用途靶弹的通用化、标准化改装,具有工作量小、可靠性高、灵活性强的特点,较好地解决了靶弹改装难题,满足防空武器系统试验训练的需要。

摘要:针对现有双足机器人智能控制算法存在的轨迹偏差大、效率低等问题,提出了一种基于D-DQN强化学习的控制算法。先分析双足机器人运动中的坐标变换关系和关节连杆补偿过程,然后基于Q值网络实现对复杂运动非线性过程降维处理,采用了Q值网络权值和辅助权值的双网络权值设计方式,进一步强化DQN网络性能,并以Tanh函数作为神经网络的激活函数,提升DQN网络的数值训练能力。在数据训练和交互中经验回放池发挥出关键的辅助作用,通过将奖励值输入到目标函数中,进一步提升对双足机器人的控制精度,最后通过虚拟约束控制的方式提高双足机器人运动中的稳定性。实验结果显示:在D-DQN强化学习的控制算法,机器人完成第一阶段测试的时间仅为115s,综合轨迹偏差0.02m,而且步态切换极限环测试的稳定性良好。

摘要:为确保电子健康记录系统尽快实现安全地医疗数据共享,克服传统隐私加密控制模型访问时延增长率较高,控制效果不够平稳的问题,本文基于区块链技术对健康医疗数据隐私加密控制系统进行了设计研究。采用C/S体系结构,设计了4层的基于区块链技术的的加密控制系统硬件。在系统软件的软件部分,采用了基于无证书公钥体制的内容提取签名方案,完成了对健康医疗数据隐私保护功能的设计。采用区块链技术,提出了数据加密访问控制方法MDACSC,在该方法中设计区块结构和链式存储结构,将后序遍历策略树匹配算法与分类分级属性算法应用到访问控制结构中提升访问控制效率,完成对健康医疗数据的加密访问控制。采用PoP-DPoS算法设计了改进共识机制,以确定记账权归属,优化了加密控制方法。经实验测试实现了对健康医疗数据隐私的加密控制,结果表明:该模型访问时延增长率较低,具有平稳、高效的访问控制性能,密文小、加密成本低,解密成本极高,并且数据安全系数达到了0.98,说明该系统总体应用效果良好。

摘要:针对野外炸点空间三维坐标测量的问题，提出了基于二维PSD位置传感器的炸点位置测量方法，构建了基于二维PSD位置传感器的炸点三维坐标测量系统；基于双目视觉原理建立了炸点空间三维坐标测量数学模型；研究了被动探测系统在野外远距离下的标定技术；通过系统误差分解传递，分析了各参数的误差；在Matlab中分别绘制了炸点位置坐标三个维度的误差分布图，并分析了测量系统误差随炸点实际位置变化的分布情况。根据误差分布图得到了在理论100m测试距离下X坐标最大测量误差约为0.292 m~0.303 m，Y坐标最大测量误差约为0.251 m~0.371 m，Z坐标最大测量误差0.270 m~0.336 m。最后通过静爆实验对测量方法正确性、被动探测系统标定技术可行性和测量系统功能性进行了验证，结果表明测量系统响应速度快且功能正常，被动探测系统标定技术具备可行性且操作方便，可适用于野外炸点位置的快速测量。

摘要:为评估温压炸药的热毁伤性能,针对其爆炸瞬间产生高温高压场温度变化剧烈、持续时间短、测量难度大、且难以测到爆炸瞬间火球温度分布的问题,提出了一种接触式与非接触式测温混合测试方法,搭建了红外热像仪和热电偶测温系统,对洞内外两发温压炸药的爆炸过程进行测试；使用两台红外热像仪分别以高低帧频拍摄,同时在距离爆心一定距离处布置钨铼热电偶,从不同时间不同位置获取了火球不同维度的信息,实现了爆炸温度变化全过程的高帧频、高分辨率完整记录。对温压爆炸过程中温度变化进行了精细化研究；其中,洞内爆炸最高温度可达1800℃以上,火球最大直径约为8.3m,洞外爆炸最高温度可达1700℃以上,火球最大直径约为7.7m,山洞的限制作用使得火球最高温度更高,1800℃以上持续时间为14ms,热毁伤效果更强；洞内外温压弹爆炸最高温度测试结果的最大偏差分别为5.1%和5.8%,平均偏差为5.45%,处于一定合理的范围内,可以满足爆炸场测试需求。

摘要:针对复杂电磁和拒止环境下固定翼无人机自主着陆应用场景,提出了一种基于LSD(Line Segment Detector)的飞机着陆跑道检测和定位的方法；根据机场数据特点,构建机场跑道数据模型,并对数据进行标定和预处理,采用LSD直线检测算法以提高检测时间,采用蒙版技术以提高跑道的检测精度,通过检测得到机场跑道线在图像坐标系下的信息；根据相机成像原理推导出基于线检测的PNP(Perspective-n-Points)定位算法,从而求出飞机相对于跑道的位置；分别在视景仿真环境和真实机场环境进行检测和定位解算,结果表明本文设计的算法满足无人机着陆定位的实时性要求。

摘要:针对线圈式磁传感器随测量转速变化所产生的电动势信号幅值线性变化，为实现此类幅值与周期动态变化信号的无失真采集，设计了一种增益随输入信号幅值水平改变的自适应增益采集系统。本系统以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心，对输入信号幅值进行分析，根据幅值分析结果控制电路增益在-20dB~80dB范围内自适应改变，并记录系统当前时刻增益，根据当前增益还原得到输入信号，将增益信号和还原信号同步存储。采集信号经自适应增益后输出信号幅值控制在设定范围内，利于对动态信号中不同幅值区间信号变化细节直接观察。通过幅值在20μV~10V范围内转速信号输入测试，系统自适应增益后信号幅值控制在了0.1V~4V范围内，实现了对动态转速信号的无失真采集，验证了本自适应增益采集电路的性能，在高动态幅值信号采集领域，具有良好的应用前景。

摘要:针对可重复使用飞行器地面系统应用要求和现行方案存在的问题，改变各分系统独立设计思路，将地面系统作为一个整体，将其广义的各类计算机抽取出来，进行超融合设计，通过软件定义硬件和服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、显控桌面化，可实现根据各分系统任务需要，进行计算机资源的灵活分配和动态调度，以虚拟机、云桌面的形式供各分系统使用，简化了地面系统的配置和部署，实现了地面系统的通用化、简易化、便捷化、可配置化、高可用性。与各分系统独立设计方案应用对比和性能测试表明，地面系统超融合设计减少了IT设施32%，缩短了部署时间52%，降低了运维复杂度60%，可用性达到了99.9%以上，服务延迟率低于44%，并可实现灵活配置，能适应不同型号的可重复使用飞行器应用。

摘要:无人机在进行山地航测时,经常遭遇鸟类等动态障碍,若不能及时规避掉障碍,极容易发生坠机事故。为此,研究一种基于滚动速度障碍法的无人机山地航测避障路径规划方法。基于山地环境模型,结合飞行路径长度、路径平滑度建立一个综合目标函数并利用改进布谷鸟搜索算法求解,得到无人机山地航测的初始路径。对图像进行预处理后,识别无人机初始路径飞行过程中遇到的障碍物,并通过超声波测量无人机与障碍物之间的距离,以此建立速度障碍模型,实现速度障碍碰撞分析,通过滚动窗口的方式确定无人机与障碍物是否存在飞行冲突。基于滚动速度障碍避障方法实现滚动角度避障和速度避障,获取最终的优化路径,完成基于滚动速度障碍法的无人机山地航测避障路径规划。测试结果表明:航测避障路径长度为571.45m,平滑度为165.52,规划的方案更具合理性。

摘要:针对目前卷积神经网络种子分选方法存在识别精度不高、模型参数量大、推理速度慢且难于部署等问题，提出了基于轻量级金字塔空洞卷积网络的种子分选方法；该网络提出了残差空间金字塔模块，利用不同扩张率的空洞卷积扩大感受野,更有效的提取多尺度特征；再结合深度可分离卷积技术减少模型参数量和计算复杂度；在网络结构中引入轻量级注意力机制模块，利用局部跨通道交互方式关注重要的信息，提高种子关键特征提取能力；实验结果表明，提出网络参数量仅为0.13M，在玉米和红芸豆数据集上准确率高达96.00%和97.38%，在NVIDIA Quadro板卡上识别单张图片时间仅为4.51ms，均优于主流轻量级网络MobileNetv2、Shufflenetv2 和PPLC-Net等，可以满足工业现场实时识别的要求。

摘要:时间反演多信号分类(TR-MUSIC)算法进行混凝土结构缺陷超声成像,能够在激励超声频率不改变,保证探测深度的情况下,打破衍射限制,实现超分辨率成像；但此方法的缺点是极易受到噪声的干扰,在成像划分信号子空间与噪声子空间过程,产生附加奇异值,影响超声成像的精度和准确性；为进一步提高TR-MUSIC超声成像的质量和稳定性,抑制噪声对成像的干扰,提出一种基于变模态分解(VMD)的噪声处理方式,该方法首先对VMD分解后的变模态分量采用能量熵和重心熵结合的方式确定信号频谱形态发散和能量分布不均的噪声分量,对噪声分量采用小波阈值降噪方法处理,然后将降噪后的噪声分量和其他分量进行Savitzky-Golay filtering(最小二乘平滑滤波)并重构；改善后的信号进行反演成像,提高了信号子空间和噪声子空间对应奇异值大小的区分度,再通过设定阈值方式进行划分,提高了成像分辨率,抑制了由噪声引起的伪像问题。

摘要:航空物探遥感数据的采集过程中受到电磁波辐射等外界因素的影响,导致航空物探遥感数据分类准确率较低,为此提出基于自编码神经网络的航空物探遥感数据分类方。根据航空物探对象的基本特征,设置遥感数据的分类标准。通过辐射校正、几何纠正、噪声消除等步骤,完成航空物探遥感数据的预处理。构建自编码神经网络,利用自编码神经网络算法,从光谱、形状、纹理等方面提取遥感数据特征,通过特征匹配确定航空物探遥感数据的所属类型。通过分类性能测试实验得出结论:所提方法的全局遥感数据分类成功率和错误率的平均值分别为99.8%和0.6%,局部遥感数据分类的成功率和错误率的平均值分别为99.8%和0.3%,即所提方法在分类性能方面具有明显优势。

摘要:随着私家车数量日益增多，雨雾天交通安全问题成为了亟待解决的难题。在嵌入式硬件资源有限的情况下，为驾驶用户设计了基于机器视觉的雨雾天语音辅助驾驶系统。系统结合了湿度传感器、轻量化去雾神经网络AOD-NET和目标检测模型YOLOv5n。在目标检测模型YOLOv5n上，利用K-means++算法重新设计锚框,选取较优的骨干网络并利用模型剪枝进一步压缩模型大小。实验结果表明，改进的模型在Jetson nano上的FPS达到了17.78，最终mAP在人工加雾、分辨率变化的TT100K (Tsinghua-Tencent 100K)数据集到达了65.8%，满足了正常天气与雨雾天气下的驾驶辅助实际应用。

摘要:针对核心工业级SRAM型FPGA芯片XC7V690T抗辐照能力较弱、在轨运行期间存在较高单粒子翻转风险的问题，为了提高XC7V690T在轨抗单粒子翻转的能力及配置文件注数修改的灵活性，设计了一种基于XC7V690T的在轨抗单粒子翻转系统架构。其硬件架构主要由XC7V690T SRAM型FPGA芯片、AX500反熔丝型FPGA芯片以及多片FLASH组成；软件架构主要包括AX500反熔丝型FPGA对XC7V690T进行配置管理及监控管理，对XC7V690T进行在轨重构管理，XC7V690T通过调用内部SEM IP核实现对配置RAM资源的自主监控和维护。在轨实验结果表明，采用工业级SRAM型FPGA芯片XC7V690T的某航天器通信机在轨测试过程中成功进行了SEM纠错，通信机在轨工作正常，通信链路稳定，满足使用要求，表明该系统架构可以有效提升XC7V690T抗单粒子翻转能力，可以为其他SRAM型FPGA抗单粒子翻转设计提供借鉴与参考。

摘要:针对多系统载体天线数量多的问题，提出了一种基于印刷振子结构的宽频带共口径复合天线设计方法。通过两种不同形式的印刷偶极子进行共口径设计：采用平面印刷偶极子结构完成宽带高增益线极化天线，通过宽带定向耦合器实现了天线和差方向图辐射；采用十字印刷偶极子实现低增益天线的圆极化辐射。两种天线单元印刷在同一微波介质上，通过优化天线单元布局，相对位置关系和增加金属隔离环等措施，降低天线之间的相互影响，实现共口径复合天线性能满足工程应用要求。加工了天线样机，测试结果表明线极化天线在工作频带1.2GHz～1.8GHz范围内和差通道电压驻波比小于1.8,和通道增益大于13.5dBi，方位差波束零值深度小于-25dB，圆极化天线在工作频带1.2GHz～1.8GHz范围内电压驻波比小于1.6，增益大于6.5dBi，轴比小于2.5dB，与计算结果基本一致。复合天线可以满足多种无线通信系统的需求，减少了天线数量，有效节省载体平台空间，同时具有结构简单紧凑，剖面低、易于工程实现等特点，具有广阔的应用前景。

摘要:无人机（UAV）无线网络中，UAV承载基站设备，可灵活提供无线通信服务，支持在高质量的无线信道状态下进行数据传输；另一方面，将边缘计算服务器部署到基站侧，计算资源更靠近用户，通过任务卸载，能够直接在基站侧进行计算处理，缓解无线网络的去程链路压力；但是，考虑到能耗受限问题，如何通过资源优化来降低网络能耗并保证用户到基站的数据传输和任务处理的稳定性依然是研究的难题；针对UAV无线网络中用户向UAV基站发送数据并卸载计算任务的场景，研究了在数据传输和任务处理稳定性约束下进行无线与计算资源优化的能耗最小化问题，构建数据队列与任务队列，采用李雅普诺夫优化理论对问题进行转化和分解，获得能耗与队列的折中关系，并通过仿真分析评估了所提解决方案的有效性。

摘要:目前常规的多源异构数据治理方法主要通过对数据属性进行判断,从而实现分区域数据清洗,由于缺乏对非线性数据的分析,导致治理性能不佳；对此,提出基于云数据中心的多源异构数据治理技术。采用关系型数据库中的ETL功能对数据进行清洗,对数据转换模式以及数据清洗规则进行定义；引入互信息系数对数据相关程度进行判定,并进行非线性数据相关性分析；以云数据中心作为载体,对多源异构数据治理体系进行构建；在实验中,对提出的数据治理技术进行了治理性能的检验；最终的实验结果表明,提出的数据治理技术具备较高的查准率,对云数据中心多源异构数据具备较为理想的数据治理效果。

摘要:以单粒子翻转为代表的软错误是制约COTS器件空间应用的主要因素之一；为了满足空间应用对高集成卫星电子系统抗辐照防护的要求，提出了一种面向通用多核处理器的单粒子翻转加固方法，通过软件层面双核互检，在不额外增加硬件开销的前提下，充分提高了COTS器件的可靠性，具有良好的可移植性和较强的工程实用价值；进行软件故障注入实验，在程序执行的关键节点注入错误信息，验证该双核互检方法实用性；实验结果表明双核互锁方法可以100%检测出系统中产生的单粒子翻转，抗软错误能力满足应用需要。

摘要:隧道为典型的GNSS信号拒止环境，现有接收机无法在隧道内正常接收信号并实现可靠的定位。现提出一种基于已有接收机硬件平台，通过适应性升级接收机算法软件的方式实现隧道定位的方法；首先通过漏缆以及伪卫星在隧道内搭建用于接收机定位的信号环境，再对接收机定位算法进行改进，使得接收机可以在隧道内完成定位；测试试验结果表明，接收机在隧道内接收到的信号的载噪比稳定，上下浮动幅度不超过1 dB，接收机捕获跟踪信号的相关峰稳定，所搭建的信号环境良好；接收机在所搭建的信号环境中静止状态及移动状态下定位误差均在5 m以内，满足隧道内定位的需求。

摘要:针对动态水下目标跟踪定位过程需要良好的实时性与鲁棒性问题，提出了一种基于双目视觉的水下动态目标定位方法；首先，利用快速引导滤波提取水下图像的光照分量，然后构造二维伽马函数并利用光照分量的分布特性调整二维伽马函数的参数，实现了对光照不均匀图像的自适应校正处理；其次，利用卡尔曼滤波预估下一时刻目标的位置，将预测空间作为ROI区域进行图像校正，极大降低了算法的运行时间，随后，在HSV空间对目标进行掩膜提取，识别之后通过双目定位算法对目标进行准确定位；最后，经过水箱试验验证，与多尺度高斯函数、双边滤波等算法相比，该方法在运行速度上有着显著的提高，并且在定位过程中有着较高定位精度，结果表明，该算法可以满足水下动态目标跟踪定位的实时性与鲁棒性要求。

摘要:针对高速磁浮列车制动控制器研制、试验、生产等环节的测试与故障诊断需求,采用PXI总线以及自动测试程序集(TPS)技术,设计研发了可移动式综合试验台。通过模拟各种故障以及异常工作状况,验证了控制器的故障处理、出厂检测、检修维护能力。试验表明,该试验台具有小型化、模块化、高精度的可移动便携性优点,可实现制动系统的单机测试。

摘要:为了提高图像在传输过程中的安全性，使得用户有更好的体验感，将Chen超混沌系统和DNA编码引入图像加密领域；彩色数字图像根据红、绿、蓝三个通道分为三个二维矩阵，并对三个二维矩阵进行DNA分区域编码处理，增加了编码运算的多样性，使得加密过程更加安全；由Chen超混沌系统生成的序列决定了每个二维矩阵的DNA编码解码规则和运算规则，按照相应规则进行加密，加密后由分段Logistic生成相应的序列再次进行行、列置换，分段的Logistic混沌映射可以让系统更快的进入混沌状态；合并红、绿、蓝三个通道的三个二维矩阵，生成三维矩阵，最终得到相应的彩色加密图像。选取相应的彩色图像进行仿真实验，最终的仿真结果表明，所提出的算法加密效果和相关性能指标良好，同时具有较强的安全性和鲁棒性。

摘要:为克服运动目标不断变化导致跟踪定位精度较低的问题,设计基于超宽带技术的运动目标跟踪高精度定位系统。图像采集模块由FPGA单元、VGA显示单元、帧缓存单元以及图像采集单元构成,以此实现运动目标跟踪与定位中的图像采集,在超宽带技术模块中,设计超宽带运动目标定位所需的天线、定位基站、移动节点,完成超宽带动态组网,实现硬件系统的设计。基于硬件系统采集到的图像,实施图像灰度化处理、形态学滤波处理,以增强图像中有用的信息,设计TLD运动目标跟踪算法,随着运动目标开始运动,TLD模型会不断学习跟踪的运动目标,获取目标在距离、景深、角度等层面的改变,并不断学习、识别,达到良好的跟踪效果,基于超宽带技术设计运动目标动态定位算法,依据跟踪结果实现运动目标的高精度定位,完成软件系统的设计。实验测试结果表明,该系统在中、远距离目标跟踪与定位实验中跟踪错误率低于0.60%、2.4%,沿着S 型运动时,路线弯折处的定位误差较低,与实验运动目标的飞行路线相贴合,具有良好的定位能力。

摘要:基于准确测量目标方位进而快速实施救援的需要，采用无线信标、电子磁罗盘和卫导组合技术，设计了一种集发射端信标信号全向发射、接收端信标信号定向接收、数字化声谱处理、干扰野值剔除、信标方位精确测量、信标距离概略估计等功能于一体的户外搜救导引系统。并研究分析了一种基于信标导引的目标方位估计方法，该方法通过接收远程、配属在合作目标端信标发射的声波脉冲信号并进行FFT变换，进而通过分析频谱的特征参数来对目标的方位进行准确测量，对目标的距离进行概略估计；测试结果表明该方法比较适合郊区和城市等户外环境中对合作目标进行快速探测搜救和远程监视的需要。

摘要:SCATS是一款基于最新AMTL标准的面向信号的国产自动测试软件开发平台。通过使用ATML标准实现了测试结果,测试仪器功能,试策略,信号特征,故障诊断以及被测对象等信息的共享、互换。通过在机载电子系统通用测试设备中的应用表明,使用SCATS进行测试设备的软件开发具有很好的通用性和可移植性,特别是其中的TPS开发采用无代码编程技术,大大降低了TPS开发人员的技术门槛低、软件界面友好、可读性强。

摘要:震动传感器的系统相位非一致性会对地震波到时时差提取产生很大的误差，严重影响震源定位精度；针对这一问题，提出了一种基于量子粒子群优化算法（QPSO）的震动传感器片上相位补偿器设计方法。首先对震动传感器进行相位标定，获得传感器与参考传感器的相位差；其次设计基于QPSO算法的相位补偿滤波器对相位差进行修正，使其无限趋近于0；最后，将相位补偿滤波器封装成FPGA软核部署于FPGA上，完成对震动传感器的相位片上实时补偿。为了验证该方法的性能，将相位补偿滤波器部署于自研的多通道震动信号采集系统上，对8个相同型号震动传感器进行相位一致性校准。试验结果表明，在震动传感器频响范围内，该方法可以将2.5°内的传感器相位差实时修正至0.0044°以下，实现了震动传感器阵列的相位一致性实时校准。该成果在地下浅层震源定位领域具有较强的应用价值。