• 2021年第44卷第3期文章目次
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    • >研究与设计
    • 基于FPGA的CCD相机响应延迟检测方法设计

      2021, 44(3):1-5.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 2.33 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对测量高速弹丸时对CCD相机的响应速度要求极高而相机的响应延迟难以精确测量这一问题,提出一种基于FPGA的CCD相机响应延迟检测方法。该方法将触发信号分成两路,一路直接外触发高速相机;另一路经FPGA模块对信号进行延时触发脉冲激光光源,通过改变延时时间和不断判断相机是否拍摄到脉冲激光来确定相机的响应延迟。本文建立了CCD相机的探测性能模型对相机的探测性能进行了分析,最后搭建了实验平台对该测试方法进行了验证。结果表明,检测出的相机响应延迟为0.5s。测试的响应延迟精度达到0.1s,检测速度快,工作效率高,操作简单,结果准确稳定。

    • FY-4A静止气象卫星转发器时延在轨标定

      2021, 44(3):6-10.

      摘要 (3) HTML (0) PDF 2.55 M (8) 评论 (0) 收藏

      摘要:观测数据的系统差是影响卫星定轨精度的主要因素,其中卫星转发器时延由于难以直接在轨测量获取,因此成为FY-4A静止气象卫星观测数据系统差的主要来源之一。针对该问题,本文首先对原有的FY-4A静止气象卫星转发器时延在轨标定方案进行了介绍并分析,发现该方案由于待估参数过多导致无法获得卫星转发器时延,随后提出了一种新的在轨标定方法,利用动力学精密定轨分析得到FY-4A气象卫星转发器时延与地面校正值差异在2m左右,结果表明该方法可以有效的反演FY-4A气象卫星转发器时延在轨变化情况。

    • 基于Profibus-DP中冷控制器的方案设计

      2021, 44(3):11-15.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 2.96 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文针对中冷控制系统的机械与电气结构,阐述了中冷器的换热工作原理以及现场总线设计的必要性。结合中冷控制系统硬件特征、驱动特性,根据其应用场合,完成了包括基本功能、辅助功能和附加功能在内的控制器模块。根据该设计方案,以工业级PLC为中心,借助环境控制系统与Profibus-DP工业现场总线,中央测控系统的控制可以延伸至发动机实验室中的各个角落。设计出了基于DSP和Profibus-DP通讯功能的中冷控制器的硬件体系结构。结果该控制器不仅能够对涡轮增压后的空气温度进行良好控制,还能为工业控制的互联以及远程控制提供可行性。同时为发动机实验室环境控制系统中其他智能控制器的设计提供解决方案。

    • 金属引下线与柔性石墨接触腐蚀特性研究

      2021, 44(3):16-21.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 3.28 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:为验证石墨基柔性接地装置中石墨基柔性接地体对金属引下线腐蚀行为的影响。通过对镀锌板、铜金属、304不锈钢三种金属与石墨材料连接后进行模拟土壤包覆、强电解质土壤通电流等不同类型的加速腐蚀试验,并采用失重法、XRD以及极化曲线等方法,研究不同加速腐蚀试验类型对镀锌板、铜、不锈钢三种金属腐蚀行为的影响。结果表明:几种金属材料与石墨材料连接后的耐蚀顺序依次为304不锈钢>铜金属>镀锌钢,硫酸根离子浓度的增加会加速石墨接地材料对金属接地材料的腐蚀。结论为石墨基柔性接地装置中引下线优选304不锈钢或304不锈钢与石墨复合材,镀锌钢表面的腐蚀产物具有明显的层状结构,内层腐蚀产物主要为Zn5(OH)8Cl2H2O、Fe4(OH)10SO4,外层腐蚀产物的含氧量高,质地较疏松,主要为SiO4和Zn。

    • 基于机器视觉几何量测量技术研究进展分析

      2021, 44(3):22-26.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 3.59 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于机器视觉技术检测机械产品是测量领域的发展趋势,用机器视觉检查产品质量精度和效率具有良好的保障。通过查阅国内外机器视觉尺寸测量技术相关研究文献,综述目前关于基于机器视觉几何量测量技术的研究进展情况。经分析总结出目前检测技术中存在缺少对通用几何量测量系统的研究与开发、图像处理系统带有明显的时滞性、基于机器视觉几何量测量的精度还不是很高等不足之处。提出了机器视觉机械产品几何量测量技术的发展策略:后续研究相应增加开发零件图像识别和分类模块,进行算法优化,实现更高水平的自动化、智能化机器视觉测量;有效地结合其它传感器之间性能互补的优势,通过融合多传感器建立更加稳定的传递模型消除不确定性;利用主动视觉的成果等发展策略。为基于机器视觉产品检测技术相关研究提供理论参考。

    • 基于可纠错BCH码的Hotlink的数据传输方案设计

      2021, 44(3):27-31.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 2.66 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对恶劣测试环境中,数据高速远距离传输出现误码和丢数的情况,本设计采用了一种可自纠错BCH编码和一种可以实现传输过程中直流平衡的8B/10B编码相结合传输方案。该方案通过使用高速串行HOTLink发送接收芯片CY7B923/933实现数据的远距离传输,通过设计数据接收和发送的硬件电路和使用带有纠错技术的软件逻辑设计,提高了传输过程的可靠性。经过带有外部信号激励干扰的高温环境试验的验证,可以实现HOTLink数据在100m的同轴电缆上,以400Mbit/s的速率无误码正确传输。

    • 一种改进的储能锂电池主动均衡拓扑研究

      2021, 44(3):32-37.

      摘要 (7) HTML (0) PDF 2.95 M (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对光伏储能电站存在的电池不一致性问题,设计了一种基于反激式变压器和电感的分层主动均衡系统。该系统采用分层均衡的策略,第一层为电池包的组内均衡,通过储能电感实现能量在相邻电池之间的快速转移;第二层为不同电池包的组间均衡,通过基于反激式变压器的均衡电路来实现。以电池的荷电状态(State of charge, SOC)为均衡指标,在Matlab/Simulink中搭建了6节串联锂电池组仿真模型。实验结果显示,经过组内均衡和组间均衡后,串联锂电池组内的每一节单体电池的SOC值都达到了100%,且未造成过充现象的发生,均衡用时较短,达到了预期的效果。

    • 基于单目视频的伪双目动态测距方法

      2021, 44(3):38-44.

      摘要 (0) HTML (0) PDF 3.73 M (8) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的双目测距是通过待测物体在双目相机中成像的视差来计算物体在三维空间中的坐标信息,需要结合理想的双目测距模型来完成。然而在实际的工程应用中所使用的摄像机往往是单目摄像相机,无法满足双目测距要求。针对以上问题提出一种基于单目视频的伪双目动态测距方法,针对在预定轨道上移动的摄像机拍摄的视频,对目标物体进行测距。对所使用的单目摄相机进行标定,得到摄相机的焦距、主点坐标等内部参数。在摄像机拍摄的视频中截取不同位置时的两帧图像,通过轨道参数计算出在不同位置时摄像机的位姿关系,运用归一化相关的模板匹配算法,得到最佳的像素匹配点,结合伪双目测距模型计算待测物体的距离,并与传统双目测距以及单目测距进行了比对。实验结果表明,当摄相机距待测物体5m以内时,在摄相机视野范围内测量物体,误差能够维持在4%以内。

    • V型MEMS电热执行器技术研究

      2021, 44(3):45-49.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 2.48 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:V型电热执行器结构简单、执行力大、能够输出直线型位移,广泛用于MEMS系统中。本文利用热电效应,对V型电热执行器进行了讨论,得到了执行器上温度分布、最大位移以及阶跃响应时间的理论分析值,并利用有限元分析软件ANSYS进行了仿真验证,结果表明理论分析值和仿真结果保持一致。对执行器的几何参数对器件性能的影响进行研究,搭建测试平台对执行器的性能进行测试,14V电压下可以在4ms内达到稳定的工作状态。

    • 基于改进PID算法的风力摆控制

      2021, 44(3):50-54.

      摘要 (3) HTML (0) PDF 2.64 M (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文针对风力摆装置存在的不确定性和非线性因素,考虑到传统PID控制方法很难对其进行精准有效的控制,为此将传统的PID控制和模糊控制思想相结合,提出了基于模糊切换的多模控制器设计方法来解决其稳定性问题。多模控制器是对风力摆装置反馈输入的角度误差和误差变化率进行处理,并采用模糊切换开关自动调整各控制器的控制强度,由此提高风力摆装置的自适应能力。最后,通过MATLAB仿真工具,将本文提出的多模控制器分别与常规PID控制器和模糊控制器进行对比,验证了本文所提出方法的有效性和优越性,进一步证明了多模控制器具有较高的抗干扰性和精准性等优点。

    • 室内复杂环境处理及泰勒公式改进定位算法研究

      2021, 44(3):55-59.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 2.56 M (9) 评论 (0) 收藏

      摘要:室内环境具有复杂性和多变性等特点,为了实现室内精准定位,需要对室内环境进行建模处理,进而对目标实现定位估计。针对现有的室内定位算法定位精度不高等问题,本文根据室内环境的特点,采用对数正态分布模型,用泰勒公式改进传统最小二乘算法,实现了更加精准的室内目标定位。该算法中,首先使用均值卡尔曼滤波(Kalman Filter)对室内环境建模处理,消除随机噪声的干扰。接着对最小二乘算法得到的估计坐标用泰勒公式展开,构建循环迭代,使之逐渐逼近真实目标位置。实验结果表明,改进算法更好地提高了定位精度,得到了更加准确的估计坐标位置,保证了定位偏差的稳定性。

    • 基于HHT的滚动轴承故障分析实验设计

      2021, 44(3):60-64.

      摘要 (0) HTML (0) PDF 2.68 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:在旋转机械设备应用中,滚动轴承是减小轴与轴座之间摩擦损耗的关键精密设备。为了能够有效监测由于磨损、腐蚀和过载等原因导致滚动轴承产生的损坏,设计并验证了滚动轴承振动信号对于滚动轴承故障的表征作用。本实验设计方法是通过从采集到的机械旋转过程中滚动轴承的振动信号入手,通过在Matlab中对滚动轴承故障特征进行提取和分析。通过经验模态分解从而获得振动信号的固有模态函数,通过希尔伯特—黄变换后得到各分量的包络频谱,通过与理论计算的故障特征值进行比对和匹配,从而实现滚动轴承故障的诊断和分析。实验结果表明,理论计算滚动轴承外圈故障频率约49Hz,实验测量故障频率为50Hz,与外圈故障频率特征一致。由此可知,该方法能够准确表征滚动轴承的故障频率,可以实现滚动轴承故障的有效监测。

    • 煤矿井下移动机器人节点三维定位算法研究

      2021, 44(3):65-70.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 2.98 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:在煤矿井下移动无线传感器网络中,移动机器人作为网络中的可移动节点,其空间位置的确定对网络的正常运行具有重要作用。针对目前无线传感器网络中三维定位算法精度和实现复杂度难以平衡的问题,本文将一种二维平面内的基于接收信号强度指示(RSSI)测距的概率质心定位算法扩展到煤矿井下狭长封闭环境中移动机器人节点的三维定位应用,通过在一定显著度下的各锚节点定位球壳求取定位重合区域,并用该区域代替整个机器人节点的分布区域,以重合区域的概率密度质心作为机器人节点的估计位置。通过实验仿真对移动机器人节点定位情况进行了验证,结果表明算法在狭长封闭模拟空间定位精度可以达到0.13m,基本可实现对移动机器人的空间定位。

    • 汽车制动盘高精度有限元建模及试验研究

      2021, 44(3):71-76.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 3.07 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高汽车制动盘的建模精度,分别采用三类单元建立制动盘有限元模型。通过计算与试验获得制动盘前六阶固有频率,对比发现采用四面体、1阶和2阶六面体单元建立的有限元模型与测试所得的前六阶固有频率误差分别小于9%、2%和7%。进而比对1阶六面体有限元模型计算与测试振型,并对其进行约束模态分析。结果表明:计算与测试所得制动盘前六阶振型基本一致,有限元模型建立准确可靠;三种不同的单元建模精度从高至低分别为1阶六面体,2阶六面体,四面体;制动盘约束边界条件存在三对复模态,制动系统设计时应予以关注。研究方法对提高制动盘有限元建模精度具有一定的参考意义。

    • 基于3DsMax/Unity/Vuforia SDK的高校三维定位AR导览系统设计

      2021, 44(3):77-82.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 3.07 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:为同时提供到校与校外服务,让师生宏观了解校园布局及相关资源分布,设计高校三维定位AR导览系统,系统采用3DsMax软件制作三维模型,用Vuforia SDK识别目标地点平面图像,并通过显示Intent、ListView、百度地图SDK及Shared SDK实现模式切换、区域列表、基本地图定位与分享等交互功能。经测试,系统在功能上基本完成需求,可增强渲染校外与校内场景中的地点目标,达到预期的虚实融合的效果,同时,定位误差全部低于0.6m,最小误差为0.2m,所用时间为13s,性能也可满足师生基本需求,有良好的师生用户体验。

    • >理论与算法
    • 基于Bi-LSTMA-CNNA的线上评论情感分析模型

      2021, 44(3):83-86.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 2.36 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于深度学习的文本情感分析是目前自然语言处理研究的重要方向,本文在卷积神经网络、双向长短期记忆网络的基础上提出一种性能优于前面两种算法的情感分析算法。改进后的情感分析算法结合传统的深度学习结构,将双向长短期记忆网络、卷积神经网络以及注意力机制相结合,其中双向长短期记忆网络与注意力机制相结合的部分主要用来提取全局特征,并对目标词重点关注;卷积神经网络与注意力机制相结合的部分主要用来提取局部重要特征;最后将两部分特征相融合再进行分类。实验结果表明在对线上评论情感分析时,CNN模型的F1为0.7939、Bi-LSTM的F1为0.7959、Bi-LSTM-Attention的F1为0.7998、Bi-LSTMA-CNNA的F1为0.8028;因此改进后的模型性能优于其它三个模型。

    • 级联PD-模糊PID控制器的自动发电控制方法

      2021, 44(3):87-92.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 3.14 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决传统混合电源统一电力系统的自动发电控制问题,提出了一种级联PD-模糊PID控制器。采用灰狼优化和基于教与学优化算法的混合优化(GWO-TLBO)技术对该级联PD-模糊PID控制器的缩放参数进行优化。在优化过程中,在区域1加入0.01 pu的突发负载干扰,并以积分时间绝对误差作为评价函数。在分析系统的动态性能时,考虑了交流联络线和交流-直流联络线。在负载随机变化和标称参数变化情况下,进一步验证了级联PD-模糊PID控制器的鲁棒性和灵敏度,利用时间响应指标对系统的动态特性进行分析。通过提出方法获得的最优参数与现有成果进行比较,得出使用级联PD-模糊PID控制器的△f1、△f2及△Ptie沉降时间相比PID分别提高了93.36%、84.46%、91.13%,相比模糊PID分别提高了82.59%、56.15%、65.06%。仿真结果表明:级联PD-模糊PID控制器优于其他控制器,解决了传统混合电源统一电力系统的自动发电控制问题,可为电力系统自动发电控制提供借鉴。

    • 基于改进PSO优化ELM的高炉喷煤量预测研究

      2021, 44(3):93-98.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 3.21 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:高炉炼铁过程中喷煤量的设定值通常由炉长经验得出,具有一定的盲目性和模糊性,为了增加喷煤量设定的合理性,本文提出了一种基于改进粒子群算法优化极限学习机的高炉喷煤量预测模型。本文基于某高炉实际运行数据,采用混沌惯性权重和自适应学习因子来改进粒子群优化(PSO)算法的收敛性,并通过引入遗传算法的交叉变异操作提高算法的全局最优性,然后利用改进的粒子群算法优化极限学习机(ELM)构建基于改进粒子群算法的极限学习机预测模型(IPSO-ELM)。最后,基于某高炉运行数据将本文提出的IPSO-ELM预测模型与传统粒子群优化极限学习机预测模型(PSO-ELM),以及极限学习机预测模型进行比较。结果表明,该IPSO-ELM预测模型具有更高的预测精度,能够实现对高炉喷煤量变化的准确预测,有较高的工业应用价值。

    • 基于粒子群优化的BPNN自适应切换控制算法研究

      2021, 44(3):99-103.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 2.64 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对工业控制系统中存在的一系列非线性和时变性,以及传统自适应控制方法中的瞬态响应差等问题,本文提出了一种基于粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)的神经网络多模型切换自适应控制方法。利用粒子群优化算法对神经网络权重进行调节得到最优权值,基于BP神经网络和多模型设计自适应控制方案,构造合理的切换准则,使得系统在任意时刻都可以选择最优控制器对系统进行控制,并利用神经网络良好的逼近能力有效提高自适应控制的效果。最后,本文通过Matlab仿真结果验证,所提的优化算法收敛快,精度高,有较好的网络泛化和逼近能力,能够很好地跟踪控制系统的输出。

    • 一种面向IEEE802.11ah无线网络信息年龄的优化方法

      2021, 44(3):104-108.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 2.72 M (8) 评论 (0) 收藏

      摘要:物联网发展对信息时效性的需求越来越高,实时信息则变得越来越重要。信息年龄(Age of Information,AoI)用于衡量信息片段的新鲜度,对提高物联网信息时效性有一定的优势。吞吐量和延迟在物联网中已被广泛研究,针对物联网中数据包信息年龄的研究尚具有新颖性。因此,为了改善物联网中信息的时效性,文章提出了一种轮询机制。该机制通过降低数据包的接入时延进而减小信息年龄,确保接收端能收到最新的消息,进一步优化网络传输信息的时效性。仿真结果表明,该方法在拥塞密集的IEEE802.11ah无线局域网中具有显著的优势,可以有效降低信息年龄,并提升网络吞吐量。

    • 基于卡尔曼滤波的GNSS系统联合定位技术研究

      2021, 44(3):109-113.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 2.85 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对在复杂的城市环境中或室内的情况下,单系统卫星信号因受到周围建筑物的遮挡,导致可见性不佳的问题,设计了用联合定位系统对单点进行定位,并分别用卡尔曼滤波算法以及联邦卡尔曼滤波算法对定位结果进行处理。为了验证该结论,我们采用MC20中的GPS/BDS双模定位接受模块采集定位数据,用集思宝UG905采集的数据作为定位点的基准数据。结果为经滤波处理后的定位数据与基准数据相比,联邦卡尔曼滤波较卡尔曼滤波在直线距离上的误差降低了9.54%,在高程上的误差降低了53.43%。结果表明:利用联邦卡尔曼滤波处理后的定位数据可靠性好,精度高,可以更有效地提高定位的精度和准确性。

    • >信息技术及图像处理
    • 基于图卷积网络的车联网资源管理

      2021, 44(3):114-119.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 3.35 M (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:车辆到一切(Vehicle-to-Everything,V2X)通信是有效的提高交通安全性和移动性的解决方案。为了解决深度学习在功率分配中存在的需要大量训练数据和泛化性问题,减少车辆网络信道干扰,提出了基于图卷积神经网络(Graph Convolutional Network,GCN)的总用户速率最大化,总用户能效最大化的两种准则下的功率分配框架。所提出的框架首先将无线干扰信道转化为图数据结构,证明了干扰信道的无序性。其次根据不同功率分配准则的特点,构建了GCN网络结构,同时提出相应的损失函数。通过与基于加权最小均方误差(Weighted Minimum mean square error,WMMSE)算法训练的多层感知器(Multilayer Perceptron, MLP)网络对比,仿真数据表明,在小样本训练、可扩展性、可泛化性几个方面,所提出方案优于对比算法。

    • 植物结构光点云曲面的重建及参数测量

      2021, 44(3):120-124.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 2.35 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着机器视觉等技术的发展,深度相机在三维建模等方面的应用也越来越广泛。本文从数学角度推导并分析了Kinect传感器的结构光原理。针对植物的表型曲面重建,设计了使用Kinect获取植物表型的点云数据,间隔一定角度采集图像,通过点云坐标的旋转变换拼接成完整点云图。采用直通滤波和统计滤波法完成植物点云图的滤波,利用贪婪投影三角化法对植物点云集进行曲面重建。最后借助MeshLab实现对所得曲面模型的3D重现以及叶片长度等参数的测量。实验结果表明:重建的植物曲面模型的表型参数与实测值无显著差异,测量结果精度高,相对误差保持在5%以内,所述方法能够满足植物表型三维重建的需求。

    • 基于卷积神经网络的SAR图像水体提取

      2021, 44(3):125-131.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 3.72 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于SAR图像的水体提取在洪涝监测等领域应用广泛。基于阈值分割的水体提取方法容易将山体阴影分类为水体进行错误提取,传统机器学习的分类方法需要人工提取有效的特征,低效耗时。本文提出了基于卷积神经网络的SAR图像水体提取方法,首先对SAR图像进行分块处理,通过基于图像块的多层卷积操作和池化操作自动学习SAR图像特征,最后利用Sigmoid分类器对所提取的特征进行水体和非水体的分类,实现水体的提取。通过基于Sentinel-1A获取的SAR数据的实验验证了本文方法的有效性,水体提取的召回率和精确率均可达到99%,并且性能优于OTSU阈值方法和基于纹理特征的SVM方法。该方法克服了山体阴影对水体提取的影响,并且其自动学习特征的能力可以实现水体的高效提取。

    • 基于深度学习的输电线挂接地线状态目标检测

      2021, 44(3):132-137.

      摘要 (6) HTML (0) PDF 3.12 M (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对输电线路挂接临时接地线时用手持设备获取的图像存在接地线区域占比小、间隔近、不易精准识别的现场实际问题,本文提出了采用改进Faster R-CNN法实现接地线目标识别的解决办法。通过在原始Faster R-CNN方法的基础上将卷积网络的低层和高层特征图均送入RPN中实现多尺度目标检测,并对非极大值抑制进行改进,将改进后的模型移植至手持数据采集设备。经仿真验证及现场试运行测得接地线的检测精度达到94.8%,比原始方法提高了7.5%,表明所提出方法可有效提升目标识别整体性能。

    • 一种基于Sobel算子的带钢表面缺陷图像边缘检测算法

      2021, 44(3):138-143.

      摘要 (1) HTML (0) PDF 2.88 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于机器视觉的带钢表面缺陷检测是带钢轧制过程中重要的质量检测方法,为了提高带钢表面缺陷检测的效率和准确率,本文提出了一种新的带钢表面缺陷图像边缘检测算法。该算法首先用双边滤波去除图像噪声,达到保边去噪的目的,然后用改进的四方向Sobel算子检测缺陷图像边缘,并用自适应动态阈值选取最佳阈值进行二值化处理,最后将二值化图像进行基于Hilditch算法的边缘细化处理,得到最终检测图像。在Matlab平台上对本算法进行仿真,并将得到的实验结果与传统Sobel算子进行比较。实验结果表明,本文算法平均分割正确率达到93.5%,与传统Sobel算子边缘检测方法相比,本文算法能得到更好的边缘检测效果。

    • 基于注意力机制的深度哈希图像检索方法

      2021, 44(3):144-148.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 2.73 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的深度哈希图像检索方法所生成的二进制哈希码存在信息冗余,不能很好地反映图像局部语义信息。本文提出一种卷积神经网络同注意力模型相结合的深度哈希图像检索方法,使用VGG16网络作为图像的特征提取器,接着在模型的卷积层之后添加注意力模块,提炼出更有效的特征图,最后在模型的全连接层输出二进制哈希码作为图像的特征,从而提高图像检索任务的精确度。在CIFAR-10和NUS-WIDE数据集上的实验表明,添加注意力机制后,模型在两个数据集下使用不同位数二进制哈希码的检索精度最高达到85.3%与78.1%,均高于未使用注意力机制的情况,验证了注意力机制的有效性。

    • >测试系统与模块化组件
    • 一种炮弹落点搜寻装置设计

      2021, 44(3):149-154.

      摘要 (1) HTML (0) PDF 3.00 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了回收炮弹弹载记录仪,需要准确找到炮弹落点位置,并且保证当落点在遮挡环境以及无线传输环境较差时候依然能准确找到落点位置,设计一种多定位的信标机,先用最后接收到的GPS定位信号缩小目标位置,再依靠检测目标信号强度来寻找飞行器落点。本设计由发射端的GPS模块、FPGA控制的解码模块、LORA远距离无线模块、接收端的数据处理显示模块、定向天线等组成。实验为定点测试实验,分别在学校的三处不同地点进行定位测试,测试结果如下,GPS信号定位参数为:东经112.44571,北纬38.01395,三个观测点处信号最强方向信号强度分别为-49dBm、-58.5dBm和-65dBm。通过最终接受的定位信息以及后期接收到的信号强度信息即可以有效找到炮弹落点位置,证明该搜寻装置的可实现性,为弹载记录仪的回收提高有效的搜寻手段。

    • 基于CR302A电容触控式自动电阻测量装置研究

      2021, 44(3):155-159.

      摘要 (0) HTML (0) PDF 2.55 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前电阻测量仪器采用机械旋转换挡,不支持自动换挡测量与电阻筛选的问题,文中研制了一种电容触控式自动电阻测量装置。装置以STC12C5A60S2单片机为主控平台,采用GM3400 NMOS场效应管与标准精密电阻组成挡位切换电路,CR302A电容触摸电路用于系统工作模式与测量参数的设置,LCD12864液晶屏显示电阻测量与电阻筛选结果。为了提高电阻测量精度,文中提出一种ADC软件补偿算法。试验结果表明,该装置实现了0~10MΩ范围的电阻自动换挡测量与电阻筛选,电阻测量误差小于0.41%,电阻筛选功能稳定,准确性高。

    • 基于物联网的教室模糊AQI监测管理系统

      2021, 44(3):160-164.

      摘要 (0) HTML (0) PDF 2.57 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对教室环境空气质量问题,设计了一种基于物联网的教室模糊AQI监测管理系统。基于STM32构建了一种集成多种空气质量传感器的监测平台与新风调节系统,并通过TCP/IP协议、MQTT协议和HTTP协议完成了空气质量数据的传输;基于模糊推理理论,通过选取教室空气质量中CO2、VOC、甲醛、PM2.5与PM10五种指标,设计了一种模糊空气质量指数(Fuzzy Air Quality Index, FAQI)评价方法;在此基础上,采用Java Web与数据库技术设计了后台管理系统,并采用Vue.js框架设计了PC端和移动端APP,实现了教室空气质量的实时展示和新风系统的稳定控制。实际测试结果表明,该系统运行稳定,能有效实时监测与调控教室内空气质量,具有一定推广价值。

    • >数据采集及信号处理
    • 基于DSP EMIF+LHB155304的RT终端设计与实现

      2021, 44(3):165-169.

      摘要 (3) HTML (0) PDF 2.52 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对飞行控制系统中设备之间数据传输的低成本、高可靠性和芯片国产化需求,提出一种基于DSP EMIF + LHB155304的RT终端设计,采用DSP芯片作为主控制器,使用DSP的EMIF接口与国产4Mbps 1553B总线协议芯片LHB155304连接,简化了传统的“DSP+FPGA+协议芯片”架构。为解决前端数据发送系统与后端控制系统数据读取异步问题,配置LHB155304协议芯片为RT双缓冲机制,避免了冲突,保证了数据传输的正确性,最后使用CCS软件的在线调试工具对收发数据进行观察,经验证,收发数据一致,设计稳定可靠,为1553B总线的国产化提供了实际应用经验。

    • 手持式拉曼光谱仪数据采集系统设计

      2021, 44(3):170-175.

      摘要 (1) HTML (0) PDF 3.27 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足目前公共场合中危险物品的在线实时检测需求,设计了一款手持式拉曼光谱仪数据采集系统。该系统由激光器模块、微型光谱仪模块、电源模块和ARM主控模块四大模块构成。经过多次测试与验证实验,结果表明样机长18.7cm,宽9.2cm,高4.4cm,体重约0.42kg,光学分辨率高达1.5nm;通过对实验样品——无水乙醇、甲醇、乙酸乙酯进行检测并分析其拉曼响应曲线,得出该仪器能够在6s内使得输出的拉曼光谱特征峰与数据库匹配度达到98.7%。该仪器体积小、重量轻、分辨率高,能够快速、准确地检测出被测物性质,具有极高的应用价值和广泛的市场前景。

    • 基于六线圈的地下电力电缆定位技术研究

      2021, 44(3):176-180.

      摘要 (2) HTML (0) PDF 2.60 M (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有地下电力电缆定位系统的不足,结合市场和检测现场的需求,介绍了一种地下电缆定位系统线圈排布的原理及实现方法。基于电磁感应原理设计一种具有六个感应线圈的信号接收器,针对待测现场电力电缆工作状态的未知性,对运行的电力电缆在不影响正常工作的情况下直接检测工频磁场信号,对没有运行的电力电缆则检测通过发射机注入的特定频率电流产生的磁场信号,建立了六线圈地下电缆路径和埋深判断的理论模型,推导了检测信号与电缆相应路径位置、埋深的理论公式,并用Maxwell仿真软件进行了仿真,实现了对地下电缆的路径走向的判定,避免了交叉电缆的误判,同时实现了对电缆埋深的探测,且地下电缆探测深度的相对误差仅为3.469%。

主编:孙圣和

创刊:1980年

ISSN:1002-7300

CN:11-2175/TN

国内邮发代号:2-369

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