基于无人无缆自主水下航行器及其测量传感器开展海洋环境勘察与监测是未来海洋开发的重要应用领域,测量数据的矢量建模及其可视化显示是其中的关键技术之一。针对AUV的多波束声呐地形测量数据,开展了地形矢量模型构建与可视化研究,给出了传感器数据处理与时空配准、海底地形坐标变换等方法,设计了一种优化的Delaunay三角网建模算法,构建了三维海...
基于重力信息的惯性系粗对准方法是近期国内提出的一种解决动基座对准的新方法,诸多文献表明了该方法工程应用的可行性,但至今未见对其理论精度的分析。详细分析了初始对准的主要误差源陀螺常值漂移和加速度计零偏对惯性系粗对准精度的影响。用微分扰动法对姿态矩阵取微分,得到惯性系对准的误差方程。从惯性系下的速度误差分析入手,分别讨论了陀...
针对路径覆盖节点控制策略问题,利用路径覆盖的特点,提出了一种基于层级结构的节点覆盖控制方法。通过对节点感知监测目标的先后顺序,在保障不丢失监测目标的前提下,建立了节点层级模型和关联模型,设计了以开启节点数目和均衡能耗为优化目标的覆盖控制策略。仿真结果表明,该方法较基于冗余节点的覆盖控制方法,可以有效地改善节点的能耗效率,从而...
为了解决传统独立分量分析算法存在的误差累积以及收敛速度慢等缺点,提出了一种多级串联结构的独立分量分析算法。该算法采用三级串联结构消除累积误差,第1级获取一组位于不同向量子空间的降维分离向量,第2级采用维度重构方法获取分离向量的初始迭代值,第3级采用非正交化的串行FastICA算法对初始值进行牛顿迭代来分离独立分量。为加快串联结构算...
传统的高速数据存储系统使用RAID（redundant array of independent disks）技术组建硬盘阵列以提高存储带宽与存储容量。工作过程中RAID控制器的数据分配策略、缓存性能以及单次存储操作的数据长度等因素会直接影响系统存储带宽的稳定性,并造成瞬时存储速度陡降。针对这一问题,提出了一种硬盘分组控制方法,该方法分为3个步骤：根据存储带宽需求...
利用振频法对索力进行长期在线监测时,为高效准确地自动识别拉索的自振频率,就必须避免拉索随机振动信号的非平稳性和频谱微弱等不利条件,减小随机噪声及干扰。根据斜拉索振型的特征,提出频谱倍增法：对单组振动信号频谱幅值进行m次数组乘积,或者对m组相邻频谱幅值进行一次数组乘积;并通过理论分析证明了该方法能够将信噪比至少提高m倍,是常规累...
针对超宽带探地雷达脉冲源的要求,提出并验证了一种利用FPGA触发来合成彼此有任意延迟的窄脉冲波形合成方法。研究和实际设计了一种提高脉冲源性能的新型宽范围输入输出的线性直流电源,并利用此电源制成了适用于多种雪崩管为核心的宽范围纳秒级脉冲源,给出了脉冲源各个单元的设计、及雪崩三极管的筛选及老化处理方法。在50Ω负载上得到了脉宽在2...
利用宽带波束形成器输出合成了HRTF数据。确立了波束形成器结构,建立了HRTF合成的最优问题,采用二阶锥规划最优方法得到了波束形成器的最优权向量,进而利用波束形成器的输出得到HRTF合成数据。同时结合MIT实验室的HRTF测量数据的基本特性,在求解最优问题的过程中利用了HRTF的最小相位表示,进一步降低了滤波器阶次,简化了波束形成器结构。计算机...
为了提高电力系统的稳定性,将分数阶PID算法与预测函数算法相结合,提出了一种新型的基于时域的分数阶PID预测函数励磁控制器的设计方法。该算法不仅具有分数阶PID静态误差小、上升速度快以及预测函数算法超调小、调节时间短的优点,还克服了分数阶PID调节时间长和预测函数算法静态误差大的缺点,同时还比预测函数算法多出了5个可调参数,设计更加灵...
对基于压电阵列的主动Lamb波结构健康监测技术进行了研究。分析了主动Lamb波损伤监测过程中损伤散射信号的特点,在已有研究成果基础上,研究提出合成波阵面损伤成像方法。利用压电阵列合成激励波阵面实现对Lamb波损伤散射信号的相干增强,给出了基本原理和实现技术;结合时间反转理论,给出了基于合成波阵面激励的损伤成像监测方法;在复合材料板结构...
针对飞行器航电系统实物参与半物理仿真实验结构庞杂,实验困难的问题,提出一种基于RTX实时环境下的飞行器航电综合模拟系统体系结构方案以及工程上可实现的方法。基于该方案和方法研制的模拟系统充分利用计算机软硬件平台,采用虚拟技术,实现了对飞行器航电系统特性的模拟,从而为飞行器航电系统半物理仿真实验提供了良好的仿真验证手段和技术支持...
针对复杂电子装备隐性故障难以诊断的难题,在深入分析隐马尔可夫模型的核心问题及基本算法的基础上,探讨了其在故障诊断应用中存在的主要问题,建立了多状态电子装备可靠性评估模型,利用系统可靠性评估结果作为隐马尔可夫模型的初始模型特征量,改进了传统的隐马尔可夫模型,并对Baum-Welch训练算法进行了优化,形成了一套适于复杂电子装备潜在故障...
提出一种基于回声状态网络（echo state networks,ESNs）的分类方法,借鉴集成学习的思想,采用随机子空间方法产生特征子集,对应特征子集生成多个储备池。利用回声状态网络仅需训练储备池至输出层的权值这一优点,将分类集成阶段融合于多储备池回声状态网络的学习过程中。基于标准数据集和模拟电路故障诊断的实验验证结果表明,与标准回声状态网络...
JPEG2000等现有图像压缩传输算法虽然压缩性能好,但复杂度高,资源受限的视觉传感器节点很难适应。基于压缩感知理论研究视觉传感器网络环境下的图像传输问题。首先设计主-从节点对模型,分块监测图像;然后研究协作块压缩感知理论,基于图像分块和节点协作来减少测量矩阵的维数,降低压缩感知的计算复杂度;对处在发送端的主从节点,提出尽力而为的压...
为减少热惯性温度传感器的动态测温误差,提出了基于传热模型和反演算法的动态测温方法,其实质是将求解被测对象的真实温度转化为一个优化问题。该方法首先建立温度传感器非线性非定常瞬态传热正模型和有限元求解方程,并进行实验验证。在此基础上,推导了瞬态传热一阶敏度计算公式,建立了温度传感器的非稳态反演传热模型,结合快速反演算法,反求作...
提出了一种有效的模糊边界检测算法。首先,用滤波器组和改进的K-Means算法快速提取了图像的纹理基元特征;然后,采用模糊手段将图像的局部灰度信息、纹理信息和空间信息有机地融合起来,定义了一个边缘检测函数,求出每个像素所对应的模糊梯度值,并由此构成模糊梯度特征向量;最后,结合分类器的学习能力进行边界检测。实验结果表明,对于纹理和灰度边...
提出一种基于图像行列像素值累加统计规律的多管口识别与定位算法,可实现对冷凝器管板平面图像中多管口的轮廓识别与质心定位。通过行列像素值累加和求均值进行质心粗略定位,求取管口横纵轴径长,绘制矩形窗口初步筛选出多个待定位的类圆管口目标;针对不同的定位精度要求,采用采样密度可调整的轮廓拟合定位算法,实现对多管口数量统计、采样网格可...
为了解决散焦和运动模糊同时存在的图像复原问题,建立了一种散焦和运动模糊复合模型,提出了一种基于自相关的参数估计方法。在分析图像成像过程的基础上,对标准散焦模型和运动模糊模型进行卷积,估计复合模型的分布范围,根据光的散射特性和能量守恒调整复合模糊模型的幅度。对复合模型按两方向分别求导,根据导数矩阵自相关的曲线特性估计模糊参数...
在广角镜头热像仪目标检测与跟踪系统中,需要对红外图像进行畸变校正处理。目前常用的FPGA算法没有充分利用其并行机制,不仅耗用资源多,运行速度也受到一定限制。分析了常规FPGA畸变校正算法存在串行结构问题,提出充分并行的FPGA算法。根据径向畸变沿光学中心对称的特点,采用了4个并行处理单元进行校正处理,并且用较少的查找表资源实时计算校正...
针对多目标跟踪中相似目标的发散问题和跟踪核函数窗宽固定的缺陷,提出一种基于FCM（fuzzy C-means）聚类的粒子滤波算法。该算法结合经典粒子滤波理论,使用可变椭圆作为粒子区域,在粒子滤波的重要性重采样后,通过Mean-Shift算法获得每个目标的聚类中心,使用FCM聚类算法完成粒子聚类,获得相应目标的粒子子群,最后通过粒子子群估计各目标的最终状...
实时图像采集存储设备作为视觉处理系统中最前端的组成部分,其性能在很大程度上决定了后续任务的难易程度。随着近年来图像传感器分辨率的提高和摄像机阵列结构的广泛采用,图像采集存储系统性能也在向高速高分辨率方向发展。采用FPGA阵列协同处理,设计了并行多SD卡控制结构,实现了一种多通道模块化的嵌入式高速实时图像采集存储系统,能够对单通...
手形和掌纹作为人手重要的生物特征可以用来进行身份识别。在人手自然张开、非接触式的采集条件下,基于手形识别匹配速度快和掌纹识别的识别率高的优点,采用基于匹配层的手形和掌纹融合方法,克服了单一手形识别的识别率低和掌纹识别匹配速度慢的缺点。手形采用手指的相对长度作为特征矢量,掌纹采用2D-Gabor对掌纹感兴趣区域（ROI）进行滤波,提取...
提出了一种基于联合像素模型和信号子空间加权平均方法（weighted average of signal subspaces,WAVES）的多频带In-SAR自适应相位融合方法。首先,采用联合像素模型对各频带InSAR信号建模,然后,借鉴WAVES的思想对多频带信号子空间进行聚焦和加权,获得通用协方差矩阵,最后,利用窄带估计方法估计出绝对干涉相位。该方法可以在图像配准精度很差（可...
障碍物检测识别是实现输电线路除冰机器人自主除冰作业的关键技术之一。针对220 kV输电线路的结构特点,提出了一种障碍物视觉检测识别算法。算法首先对机器人采集的原始图像进行中值滤波以减少图像噪声并减小障碍物内部的灰度差异;然后利用Otsu算法来确定Canny算子的参数,较好地提取出图像的边缘;最后利用改进的随机Hough变换（RHT）提取出几何...
地表变形探测技术对于提高地质灾害监测能力具有重要的现实意义。通过对现有地表变形测量技术和时域反射测量技术的分析,提出一种基于时域反射技术的分布式地表变形探测方法并设计了一种螺旋结构的时域反射测量电缆。这种电缆由平行线缠绕而成。通过理论分析和实验证明电缆可以将其局部拉伸变形转化为电缆的局部阻抗变化。通过观测时域反射测量...
针对基于彩色CCD的高温场辐射测温问题,提出利用红、绿基色值进行比色测温来获取单一光圈快门组合内的最大测温范围,并进一步利用变换光圈快门组合来使得测温范围能够覆盖高温生产的常用温度范围;通过标定减少CCD光谱响应带宽和被测对象光谱发射率对测温精度的影响,提高测温精度。在此基础上,开发了CCD高温场测量仪。计量校准结果表明,测温仪具...
提出了一种基于图像识别技术的水中总碱度的自动测量方法及装置。以盐酸为滴定剂,溴甲酚绿为指示剂,根据酸碱中和原理,利用等当点时溶液R、G、B值的突跃确定滴定终点,从而测出水中总碱度。实验结果表明,该方法测量碱度的线性范围为0.2～40 mmol/L,相对标准偏差为0.43%,加标回收率为96.4%～102.6%。用于工业循环冷却水中总碱度的测定,具有操作简...
为了保证热障涂层的隔热效果,对热障涂层的厚度进行了微波无损检测。检测中探头选用R281A带法兰矩形波导探头,工作频率范围为26.5～40 GHz。仿真计算利用CST微波工作室（computer simulation technology-microwave studio）软件进行。实验结果表明,在26.5～40 GHz工作频率范围内,反射系数的相位差能良好地表征热障涂层的厚度。并且在高频率段时...
为解决道路交通信息采集传感器网络大规模组网及远程监控中所面临的IP互连问题,在面向交通信息采集的传感器网络互连体系基础上,设计和实现了一种具备CAN、ZigBee、以太网等多种通信接口,且能够处理区间交通参数的互连网关;通过协议转换方式实现异构网络的互连;给出了TCP/IP协议族面向交通信息采集的嵌入式精简方案。理论分析表明网络负载率、时...
基于激光诱导击穿光谱技术,研发了一套钢液成分在线分析系统,实现了钢液中Cr、Ni、Si、Mn元素成分的半定量在线分析。实验采用中频感应炉熔炼钢材,并在熔炼过程中添加原料来调整钢液中的元素浓度。通过估算的浓度值绘制标定曲线,比较了不同特征谱线的标定结果。结果表明,采用合适的特征谱线能使标定曲线相关系数达到0.9476以上,测量结果的相对标...
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