无线传感网络中传感器节点的定位信息很重要,而精确的测距技术是获得传感器节点间可靠的距离信息所不可或缺的。在时钟系统中引入游标卡尺的原理,提出了高精度的RF飞行时间测量方法。2个异步时钟好像游标卡尺的主尺和副尺刻度一样,可以引出新的比原时钟频率高很多的虚拟时间分辨率。用2种异步时钟连续进行RF发射和接收,产生与RF信号传播时间有关...
工业无线技术是满足工业应用高可靠、低能耗等特殊需求的一类无线传感器网络技术。针对WIA-PA（wireless net-works for industrial automation-process automation）工业无线网络的特点,分析了工业无线网络入侵检测的重要性,设计了一种基于全信道分析仪的分层WIA-PA网络入侵检测和安全数据处理架构,提出了一种适用于WIA-PA网络的分层入侵检测方...
圆形目标在基于图像的测量系统中应用广泛,针对圆目标中心的高定位精度和快速提取的要求,提出了一种基于非极大值抑制的亚像素中心定位方法。该方法利用Sobel算子进行边缘检测,通过改进非极大值抑制方法获取连续细化的边缘,实现了像素级边缘定位,采用Zernike正交矩对边缘点进行亚像素级定位,并用最小二乘法进行二次拟合来获取精确的标志点的中心...
针对航空遥感的作业环境特点,分析了一类位置姿态测量系统（position and orientation system,POS）用挠性陀螺的标度因数与输入角速度之间的关系。通过实验发现了在小角速率范围内陀螺标度因数与输入角速度呈规律性的＂双曲线＂关系。提出了一种改进的多位置动静混合误差标定与补偿方法。首先根据输入角速度的正负分别标定陀螺标度因数并建立两...
针对经验模态分解（empirical mode decomposition,EMD）算法中存在的模态混叠现象,提出一种应用独立分量分析进行模态混叠消除的新方法。首先应用形态学滤波方法将信号中的噪声予以消除,减少由于噪声因素造成的模态混叠现象。然后将信号进行EMD分解,获得不同的IMF分量,将存在模态混叠成分的IMF分量进行相空间重构,利用基于峭度最大化的独立分量...
针对风力机叶片初始裂纹特征难以提取的问题,提出了一种逐步提取并消减噪声源信号从而获得微弱裂纹故障特征的盲提取方法。首先基于卷积混合模型极小化改进代价函数推导自适应学习迭代算式,在仿真实验中确定非线性激励函数和滤波器的传输函数,根据输出信号的性能参数证明了改进算法对尖峰噪声的异常点更加敏感稳健。在风力机叶片疲劳实验台上模...
为了提高电阻层析成像逆问题精度,利用基于区间算法与粒子群算法的改进遗传算法,优化有限元模型拓扑结构。以模型每一层半径为变量（最外层除外）,分别以有限元平均质量、敏感场均匀分布时模型均方根值的倒数以及两者的乘积为适应度函数,并引入三角形最长边与最短边的比值作为惩罚函数。仿真与实际实验结果表明,相比传统按等间隔原理剖分的有限...
位置姿态系统（position and orientation system,POS）是机载干涉合成孔径雷达（interferential synthetic aperture radar,InSAR）提高对地观测成像质量的关键装置,围绕机载InSAR运动误差补偿的需求,分析了机抖激光陀螺惯性测量系统（inertialmeasurement unit,IMU）的尺寸效应,设计了一种轻小型、对称八点减振的惯性敏感组件结构;设计了基于D...
间歇过程的优化控制依赖于过程精确的数学模型,数据驱动的建模方法是目前间歇过程模型研究中的热点问题。突破传统数据驱动建模方法中采用均方差（mean squared error,MSE）作为准则函数的思想,提出一种新颖的间歇过程数据驱动建模方法,引入了概率密度函数（probability density function,PDF）控制的概念,构造间歇过程模型误差控制系统,将模型...
通过对一类锻造液压机的分析,在考虑多缸耦合情况下为其建立了非线性系统数学模型。将该模型视为非线性关联大系统,且将其转化为可控正则型,提出采用分散滑模控制理论对其进行滑模变结构控制。针对模型转换后控制方程中状态量与控制量同时具有关联性的特点,提出通过模拟求解一个多元一次方程组的方法,得到了基于指数趋近律的分散滑模控制律,有效...
在视觉反馈的机器人控制中,手眼系统的标定非常重要,直接影响机器人的作业精度。针对微装配机器人系统操作空间小的特点,提出了一种固定视觉的手眼系统标定算法,该方法通过3个空间点在机械手基坐标系中的坐标,采用P3P位姿测量原理获得相应空间点在摄像机坐标系中的坐标,建立了标定方程组,基于最小二乘法,标定出了手眼系统之间的转换矩阵。该方法...
特征参数的选择与提取是潜油电泵偏磨诊断至关重要的一步。对潜油电泵偏磨和碰磨过程作了力学分析,证明了利用加速度信号实现偏磨诊断的可行性。据小波变换和功率谱参数的特点以及主成分分析的优点,提出潜油电泵偏磨诊断的特征参数选择和提取方法。对加速度信号使用‘bior1.5’小波先作3层小波分解,然后逐层求取3层细节系数和第3层近似系数的功...
传统的统计过程质量控制是通过检测和采集大量的过程质量特征数据以实现过程质量控制,过渡过程在短期内无法获得充足的建模数据,导致统计错判概率增加。研究了多模态生产过程中的过渡模态建模特征,提出了一种基于历史过渡模型相关特性的新过渡模态建模方法,充分利用已有过渡模型中所蕴含的过程特性,弥补新过程数据不足无法准确描述新过渡过程特...
为了克服传统棋盘格模板标定点检测算法对于遮挡、视角、照明和畸变的局限性,提出一种利用基准点标记代替传统棋盘格黑白方块的改进模板,同时提出模板标定点的相应全自动识别算法。为了提高标定模板的质量,标定模板通过LCD（liquid crystal display）显示。因为LCD具有极高的几何精度和纯平面性,从而提高标定精度。传统摄像机标定同时计算针孔模...
为解决模拟电路故障诊断中故障特征选取的难题并提高故障识别率,提出一种故障最优特征矢量候选集的搜索算法,并构造了模式最佳邻居查询规则来选取故障模式最优特征进行故障识别。以故障信号小波包分解的频段能量值构造故障样本的初始特征矢量,搜索识别多种模式的特征子矢量生成最优特征矢量候选集,查询模式最佳邻居确定其最大邻域,在综合判据监...
将油气管道理想化为无限长的磁性材料圆柱腔,根据静磁场理论中的磁通连续性原理,分析了管道对地磁场不同方向分量的屏蔽系数,推导出油气管道内剩余地磁场强度与管道走向之间的关系,建立了管道内三轴磁传感器采集数据的数学模型,通过大量现场实验数据验证本模型。在管道走向检测领域具有重要意义,研究成果具有广阔的应用前景。
由于测试性虚拟试验可有效弥补测试性实物试验的不足,但同时也对故障注入样本生成提出新的要求。在可修系统修复如新假设下,提出一种基于更新过程理论和蒙特卡罗仿真的故障注入样本模拟生成方法。首先分析指出修复如新假设下可修系统的故障发生过程是随机过程,并用更新过程描述修复如新下可修系统的故障发生过程;然后,基于统计仿真实验中的蒙特...
为了实现可变体机翼的结构健康监测,提出了一种基于级联长周期光栅（cascaded long-period fiber grating,CLPG）的光纤Bragg光栅（fiber Bragg grating,FBG）监测系统。该监测系统以FBG为传感元件,以CLPG为边沿滤波器件,经CLPG调制后FBG反射光功率会发生变化,通过对FBG谐振波长处光功率的探测,从而实现FBG传感信号的监测。监测系统具有结构简单...
基于非本征法布里-珀罗光纤传感检测技术,分析研究了氢敏薄膜特性,实现了氢气传感单元设计及制作,简要介绍了传感器结构、制作方法、镀膜工艺及设备。通过分析氢气浓度与法布里-珀罗腔长变化间的关系,建立了光纤法布里-珀罗氢气传感理论模型。为增强系统工程实用性,着重研究了传感器温度与氢气浓度交叉敏感问题,并利用温度补偿技术消除环境温度...
随机布设的传感器网络难免存在一些位置无法唯一确定的节点。已经发现不可定节点与可定点一起进行定位解算会导致可定点定位精度下降。为了解决这一问题,提出区分定位（differentiated localization,DL）设想,其中可定节点进行集中定位解算而不可定节点则单独进行最小二乘估计。针对现有的可定性判断准则RR3P（redundant rigid 3 path）和RR-3P...
针对无线传感器网络自身的可靠性和维护问题,提出了一种基于FPAA（field programmable analog arrays）的自修复智能无线传感器节点的实现方法。该方法以FPAA为核心构成传感器的主要信号调理电路,节点设计有硬件故障自诊断功能,在节点部分硬件模块发生故障的情况下,可修复相应故障,确保节点在无人职守及野外应用时的可靠性,避免节点的直接丢弃。...
相比传统接触式采集方法,非接触采集是目前掌纹识别的趋势和主流,但其低约束性可能导致人手和图像传感器平面不平行,从而使掌纹产生仿射变形。传统的尺度不变特征变换（scale invariant feature transform,SIFT）对此识别效果不佳。针对这个问题,提出一种改进方案,即基于仿射尺度不变特征变换（affine scale invariant feature transform,ASIFT...
水下彩色图像增强是水下视觉领域的一个重要问题。其中,照明引起的非均匀亮度往往严重影响了对水下图像增强的效果。首先运用彩色模糊形态筛改善非均匀照明情况,然后通过围绕水体色彩的四元数几何旋转,将水下背景像素赋予灰度或低饱和度色彩,而目标像素色彩保持不变,从而扩大前景目标与背景的差别。实验结果对比表明,新的彩色水下图像增强算法修...
图像质量的客观评价方法研究在实现图像质量评价仪器化的过程中起到决定性的作用。在分析最新全参考图像质量评价算法：特征相似法（feature similarity,FSIM）的基础上,利用对比敏感度函数（contrast sensitivity function,CSF）算子以及离散余弦变换（discrete cosine transform,DCT）域的对比度掩盖效应,提出了一种改进的FSIM图像质量评价方...
针对不同传感器的图像融合问题,提出一种基于剪切波变换的可见光与红外图像融合算法。首先通过剪切波变换对多源图像进行多尺度多方向分解,获取图像的低频子带与高频子带系数。在融合过程中,针对高、低频子带系数所反映图像尺度特征的差异性,采用相应的区域显著性方法进行量化描述。鉴于两源图的不同物理特性导致同一场景景物灰度分布存在差异的...
将电容耦合非接触电导检测技术应用于地表水电导率检测,研制了非接触式地表水电导率测量传感器,建立了一种新型非接触式检测系统。利用有限元仿真的方法建立了传感器的仿真模型,对传感器结构参数的优化进行了研究,并分析了该系统的抗杂质干扰能力。系统测试结果表明,将该检测系统应用于地表水电导率检测是可行的。该系统具有传感器结构简单、电...
针对大型复杂曲面工件通常采用不完全定位安装,超声C扫查路径生成过程重复耗时的问题,提出了一种基于模板的扫查方法。该方法首先对第1个扫查工件表面进行采样,重构生成初始曲面模型,再通过仿形测量修正初始曲面模型,生成高精度CAD（computer aided design）模板。下一个扫描工件在合理获取少量测量点后,根据模板曲面的几何性质进行精确重定位,...
针对目前质量特性测量设备无法满足某些型号产品测量需求的问题,设计了一套大尺寸非回转体质量特性一体化测量系统。该系统利用三点法、扭摆法和惯性椭球法分别测量产品的质量、质心、转动惯量和惯性积。采用自由旋转环和升降台机构使得待测件可以自由变换位姿,通过分析得到产品的最优测量位姿,并给出了结果修正算法以提高测量精度。样件测试结...
钢球作为广泛应用的轴承组件,其表面质量直接影响轴承性能。在钢球表面缺陷自动检测中,钢球表面展开技术是核心,球表面能否充分展开直接决定了表面质量检测的准确性。目前发展的钢球表面展开技术仍存在机械结构复杂、展开不充分及随机性强的问题。基于计算机视觉技术研究了基于双图像传感器的球表面展开方法。首先,介绍基于双图像传感器的展开原...
研制了一种X波段微波网络快速扫频幅相测量系统。系统采用基于小数分频锁相环的线性扫频微波源作为激励,不存在常规矢量网络分析仪的跳频稳频过程。针对线性扫频源激励的特点,系统采用希尔伯特变换（Hilbert transform）或正交解调方法从中频信号中得到幅度和相位。使用研制系统和商用矢量网络分析仪测量了同一X波段的可调谐移相器的频率响应特...
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