受蚂蚁的混沌行为和自组织行为启发,提出了一种基于混沌蚂蚁的无线传感器网络分布式任务分配算法,以延长无线传感器网络生命期、节省能量消耗和均衡网络负载,该算法的目标函数考虑了任务能耗和任务执行可靠性。任务分配的优化解通过任务映射、通信路由路径分配和任务分配方案优化3个步骤获得,任务映射由蚂蚁的混沌行为产生,通信路由路径分配由蚂...
目标定位跟踪技术广泛应用于军事民用领域,是当前研究的热点与难点。提出了一种空域多信号分类-自回归粒子滤波（multiple signal classification autoregressive particle filter,MUSIC-ARPF）方法,定位跟踪地面目标。该方法使用多信号分类（multiple signal classification,MUSIC）算法估计目标波达方向（direction of arrival,DOA）并计算目...
针对现有算法无法满足在不同环境中对定位精度的要求,提出一种基于测距定向的分步求精定位算法（stepwise refine-ment localization algorithm based on ranging and orientation,SRLRO）。通过分析环境因素对RSSI（received signal strength indica-tion）测距的影响,算法首先建立RSSI测距定向模型,确定指向待定位节点所在较小区域的多条直线,...
P300 Speller是目前少数可以用于临床残疾人功能补偿的脑-机接口系统,P300 Speller的字符识别效率与脑电信号采集的头皮表面电极位置密切相关,过多的电极不但增加了使用者的不适感,且易引入噪声干扰进而影响系统的稳定性。采用并发展了一种基于AdaBoost SVM（adaptive boosting support vector machine）的特征筛选方法,对脑电导联进行优化筛选,...
针对摄像机隐式标定算法中存在的样本点数少和精度要求高的矛盾,利用样条变换多元回归模型,提出一种改进的摄像机隐式标定算法。首先采集标定图片中有限个标定样本点的像素坐标和相应的世界坐标,然后通过样条变换建立像素坐标和世界坐标间的多元回归模型,获得二维图像在世界坐标系中的三维信息,完成摄像机的标定。算法发挥上述模型在标定样本点...
受数字信号处理器件处理速度的制约,宽带数字中频处理带宽、滤波器性能等重要指标难以提高。硬件实现时FPGA（field programmable gate array）无法提供与采样率相匹配的数据处理速度直接对原始采样数据下变频,将多相结构应用到传统的数字下变频运算中。推导了应用于数字下变频多相结构的多路NCO（numerically controlled oscillator）数字本振...
为有效抑制超声仪器成像中固有的斑点噪声,提出了一种基于非降采样Contourlet变换（nonsubsampled Contourlettransform,NSCT）域中边缘信号系数区提取和最小均方误差（minimum mean square error,MMSE）估计的超声图像的降噪算法。根据NSCT变换的细节信息刻画能力和平移不变性,对其各高频子带中系数进行分类,提取出边缘信号和平缓信号系数区;对...
经EM-MWD（electromagnetic method measurement while drilling）电磁通道传输至地表的信号很微弱并且极易受到白噪声、奇异噪声、工频噪声及其谐波等干扰,导致信号特征参数提取的准确度降低,为了解决这一难题,通过对电磁波传输信道的研究,根据接收初始信号强度以及自适应检测和相关检测的特点,研究并设计了相关自适应器,并基于此设计了电磁随...
具有外部辅助信息的接收机跟踪环路可以提高接收机的动态范围、跟踪灵敏度与抗干扰性能,但由于目前开展实际高动态实验非常困难,故不方便对辅助效果进行实际信号的测试。介绍了一种基于GNSS信号模拟器高动态场景采集的卫星信号与辅助信息,在软件接收机中进行捕获与跟踪处理的测试方法,其中辅助信息为用户-卫星视线速度和加速度。实验过程中采用...
液体超声流量高精度测量中使用传播时间法需要精确测量绝对传播时间和相对传播时间,针对绝对传播时间的基波信号不易得到的情况,提出了一种基波信号提取方法,通过设定能量和相位约束边界保证提取基波信号的准确性,划分流速分布区间根据实际测量流速自适应调整基波信号;通过仿真对影响相对传播时间精度的采样率、峰值搜索因素进行了深入分析;设计...
讨论了欠驱动两杆机器人控制中存在的控制器切换问题并将其归纳为一类优化问题,提出了一种优化切换姿态并保证全局稳定的控制器设计方案。在系统全局稳定的条件下,将对欠驱动关节的控制能力作为优化目标。采用基于弱控制Lya-punov函数的方法设计摆起控制器;利用线性二次调节器（linear quadratic regulator,LQR）方法设计平衡控制器;使用控制器...
针对惯性测量单元（inertial measurement unit,IMU）旋转角速度变化过程对旋转调制型捷联系统（strapdown inertial nav-igation system,SINS）定位精度的影响进行分析和研究。例举IMU旋转方式并分析旋转自补偿技术调制惯性器件偏差的基本原理;详细推导了IMU运动状态变化过程对调制型捷联系统导航精度的影响并分析了IMU正反转方案的误差特性,最...
采用对数障碍法和外点法将实际间歇反应过程中的约束条件转化为惩罚项生成新的目标函数,将有约束优化问题转化为无约束优化问题;采用非线性规划算法中的操作变量参数化方法,将操作变量的最优解转化为操作变量子函数的线性组合,将无限维最优解问题转化为有限维权值向量的最优估计问题;同时应用Lyapunov理论设计一种动态迭代优化算法,重点讨论了采...
提出了一种数学形态学与GG（Gath-Geva）模糊聚类相结合的旋转机械故障诊断方法,通过对滚动轴承信号的多尺度形态运算得到信号的形态谱,定量反映了信号在不同尺度下的形态变化特征。为进一步对滚动轴承信号进行故障识别,提取出基于形态学操作的分形维数和描述不同信号形态特征的指标即形态谱熵,并把这2个参数作为GG聚类的故障特征向量,进行聚类...
为提高大量程六维力传感器的测量精度,提出了一种新型的六维力传感器非线性静态解耦方法,该方法结合混合递阶遗传算法和小波神经网络的优点,采用递阶遗传算法与最小二乘法分别对小波神经网络隐层结构参数以及输出层权值进行优化,再将优化后的小波神经网络模型用于六维力传感器非线性解耦。建立了基于混合递阶遗传算法和优化小波神经网络的六维力...
提出了一种对于无线传感器网络中的应用层数据进行非周期性穿级采样算法;该算法着重考虑在满足误差容限的基础上,有效降低数据的发送次数,以达到降低能耗的目的。运用Markov链权衡数据率和丢包率,以确定对信号区间进行层级划分的门限区间;以此为基础,对信号区间可分配为以均匀分布和以u-law算法实现的非均匀分布的层级。考虑丢包对于穿级采样的...
常规电容层析成像传感器为规则对称方形或圆形结构,其测量和成像算法已相对成熟。由于受循环流化床旋风分离器入口结构段的限制,上述传感器结构已不能应用在旋风分离器入口段的测量,因此为了研究大型化循环流化床多旋风分离器并联布置入口段固体颗粒浓度分布,提出和设计了一种矩形非常规电容传感器,该传感器为12电极结构,在每个入口段的短边布置...
对用于金属接触损伤监测的静电传感器进行了优化设计研究。利用高斯定律建立了传感器静电感应的解析模型,利用有限元分析方法获得了静电传感器的灵敏度空间分布规律。并在此基础上,针对不同的设计参数进行了有限元仿真分析,得出设计参数（感应面半径、屏蔽罩厚度、屏蔽罩内径、绝缘体介电常数、感应面内缩长度）对灵敏度空间分布的影响,并在试验...
为了防止传感器故障或失效导致的误报警和漏报警,对传感器测量系统本身的故障诊断和失效分析已成为重大基础设施状态监测与故障诊断系统的一个重要问题。通过对桥梁状态实时监测与故障诊断系统中多个传感器之间的关联特性及关联的概率分布进行研究,提出了K-最近邻监测点对目标传感器采集数据的支持度的定义和算法,提出了基于K-最近邻的传感器有...
为了评价立体测绘相机的成像质量和辐射性能,对相机成像信噪比特性进行了研究。通过对成像电路信号转换过程及各种噪声影响进行分析,建立了相机成像电路等效成像模型;根据立体测绘相机成像电路的工作状态对成像电路的输出信号、增益及各种噪声进行分析;利用相机的工程参数对立体测绘相机成像信噪比进行了分析计算;并对立体测绘相机进行实验室辐...
为了克服在摄像机标定过程中需要使用者给出标定模板的附加信息,或全自动标定点识别算法在遮挡、不均匀照明、大视角和摄像机镜头畸变情况下不能检测出标定点的缺点,提出一种改进的基于基准点标记的棋盘格模板以及相应的全自动识别算法。新的摄像机标定模板以基准点标记代替传统棋盘格的黑白方块,从而使全自动识别算法识别出标记的位置。利用模...
针对Daubechies系列小波不具有对称性、张量积小波变换只强调水平和垂直方向的不足,提出了一种基于三通道不可分对称小波的多聚焦图像融合方法。利用矩阵扩充的方法,给出了一种三通道不可分对称小波滤波器组的构造方法,用所构造的不可分小波滤波器组分别对多聚焦图像作非下采样多尺度分解,采用低频分量系数值取小、高频分量系数绝对值取大的融合...
针对传统高斯肤色模型在肤色和光照变化较大情况下不能有效提取肤色区域的问题,提出一种改进的高斯肤色模型,并将其应用于人脸检测中。模型参数采用一种自适应更新的参数选择方法,通过对相似度人脸和灰度人脸在对应像素点加权相乘的方式,得到将肤色相似度信息和灰度分布信息有效结合的人脸肤色模型,并结合Adaboost算法设计了人脸检测方法。在FER...
在光电跟踪设备中,传统的嵌入式跟踪器一般采用形心、相关等算法,在复杂背景下或目标受到遮挡时会丢失目标。为了能够使目标跟踪器具有抗遮挡的能力,在嵌入式目标跟踪平台上引入了均值偏移算法。在硬件的设计上,利用FPGA并行运算效率高的特点,设计了基于FPGA的直方图统计计算模块,该模块实时的将每一帧的直方图计算结果存储在SDRAM上,然后利用DS...
为探究阿贝原则在现代超精密制造和测量中的适应性,回顾了古典阿贝原则及其扩展,剖析了要素布局产生的一次误差,研究了二维长度测量中的阿贝原则。通过分析测量系统的标准量、被测量、瞄准点、读数点、导向面5个要素的不同布局产生的误差,发现当标准量和被测量按经典阿贝原则要求处于同一条直线上,而其余要素不在这条直线上时,也会产生一次误差...
针对长期、实时和原位观测深海大洋的科学需求,设计了采用10 kV直流输电和100 Mb/s光纤通信的缆系海底观测网原型系统。该系统由海底科学节点、光电复合海缆和海岸控制基站组成,其中海底科学节点包括原位化学分析仪器、动力环境监测仪器和节点接驳盒。用户从数据管理子系统实时获取科学数据,从电能监控子系统远程监控仪器状态,进行海底原位实验...
提出了基于直线光流场的三维检测计算方法。在透视投影下,将表示二维直线的参数对时间的导数定义成直线光流场,详细推导出基于直线光流场检测三维刚体运动参数的模型。使用最小二乘法,求出刚体的三维旋转运动参数、平移运动参数和空间直线坐标,从而实现了刚体的三维检测。该方法利用单目图像序列中连续3幅图像的2对直线光流,能够检测出物体的运...
变压器在空载合闸时,由于铁芯饱和导致在变压器的一次绕组内会产生很大的励磁涌流。励磁涌流一方面会引起变压器差动保护装置的误动作;另一方面励磁涌流会导致绕组之间产生机械力作用而损伤绕组。通过分析单相变压器空载合闸的数学模型得出了励磁涌流及其间断角的计算公式。采用分流器和数字示波器对不同容量的单相变压器进行测量后得到了与理论...
以提高光学系统对测点正焦位置辨识精度为目标分析设计并行像散共焦系统。设计基于远心光路,采用20倍长工作距显微物镜作为系统物镜,采用2片正交对称配置的薄柱面镜组建像散镜组取代探测光路中的管镜,通过对像散镜组参数优化实现探测曲线过零点灵敏度的最大化,并利用像散原理的差动算法有效抑制了光学系统各种噪声和漂移对像散光场稳定性的影响,...
针对大气中铅、铬、镉等重金属在线监测的应用需求,研制了基于X射线荧光分析技术的大气重金属在线分析仪。该仪器具有可同时监测20多种元素、检出限低、无损快速、使用方便和维护成本低等优点。详细描述了仪器的总体设计及主要结构,展现了仪器性能特点;对仪器进行性能测试,结果显示该分析仪性能稳定,达到国际同类仪器水平。该分析仪监测大气中铅...
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