科氏质量流量计是目前应用范围最广、发展速度最快的流量计之一。数字信号处理技术是科氏质量流量计的核心技术,直接决定其测量精度、测量稳定性等性能指标;而流量传感器输出信号的数学模型是信号处理的依据和基础。国内外学者提出了多种信号处理方法,但是,没有根据不同的信号模型和不同的应用场合对各种信号处理方法进行比较和评价。为此,根据...
铁路限界侵入检测对保障高速铁路安全具有重要意义,基于激光三维点云分割与分类识别的异物侵入检测具有准确、直观的优点,在诸如隧道口和站台的铁路重点区域监测中具有广泛应用前景。设计了一种带动二维激光雷达进行俯仰运动的装置用于铁路三维点云的采集,基于法线方向一致性原则提出采用区域生长分割算法解决欧氏聚类分割和随机采样一致性（RAN...
针对室内无线局域网环境中无线信号不稳定,以及传统支持向量回归定位算法在构建位置坐标与信号强度时的单输出导致位置坐标信息之间的关联性降低的问题,提出一种基于改进支持向量回归的室内定位方法。该算法首先对采集到的接收信号强度（RSS）指纹进行对数处理使其更符合正态分布,然后采用高斯滤波过滤掉小概率的指纹值之后构建指纹数据库;其次,...
由于受到驱动器PZT（Pb Zr Ti O3）非线性、系统温漂与其他不确定因素的影响,原子力显微镜（AFM）探针在任务空间的位置存在不确定性。这严重影响了AFM探针观测与操作的效率,如何减小探针位置的不确定性,实现AFM探针的精确定位成为亟待解决的问题。针对此问题,提出用概率分布的方式描述探针位置的不确定性,通过建立探针运动模型,结合基于局部扫...
传统流式数据采用人工设门法分析,效率低下且依赖于专家。近几年,很多自动流式数据聚类算法纷纷被提出,然而针对数据量不多且分布稀疏的小样本类群始终没有很好的解决办法。提出了一种基于密度-距离的t-混合模型流式数据聚类优化方法,能够较好地解决小样本类群区分困难的问题。该方法通过密度-距离中心算法定位各类群的初始中心,作为t-混合算法...
油气长输管道环焊缝处缺陷对管道安全的危害性巨大,管道缺陷造成的事故大部分发生在管道焊接处。目前,对管道进行无损检测（NTD）是预测事故隐患、保证管道安全运行的常用手段,但传统无损检测方法无法有效识别位于环焊缝处等表面形貌复杂位置的缺陷。为了克服传统检测方法的缺点,提出一种基于图像处理和神经网络的嵌入式涡流检测系统。从涡流信...
针对在仅有一个光纤对的单路点衍射三维测量系统中,存在平行于条纹的横向方向上测量精度低的问题,提出了用于三维测量的双路点衍射干涉系统。分析了点衍射波前误差、测量探头结构布局以及三维迭代重构算法对于三维测量精度的影响,在此基础上确定点衍射源结构以及探头结构布局等最优系统参数。实验结果显示,单路点衍射干涉三维测量系统在xy方向的...
星敏感器是一种广泛应用在航天飞行器中的高精度姿态测量器件,精度标定是保证高精度测量的重要环节。为了尽量提高星敏感器的整体精度,对传统星敏感器标定方法进行了仿真分析,针对传统星敏感器标定方法模型参数难以解耦的弊端,提出单独标定主点,将星敏感器光学参数误差（如焦距、成像平面倾斜和畸变）等看作一个整体误差源,采用直接映射的方式进...
设计了一种正六棱柱形状的立体拼接靶标,以靶标侧面6个棋盘格的角点作为全局控制点。基于近景摄影测量技术,建立立体靶标的6个单元模型,通过计算模型内摄站间的相对位姿,推导出棋盘格角点在所属单元模型的局部坐标。以公共棋盘格为中介,确立相邻单元模型的坐标系转换关系。建立靶标的全局坐标系于1号棋盘格,推导该棋盘格平面与其像平面间的单应...
现有的商用磁流变仪不能满足磁流变胶泥高剪切率和高剪切应力测试的要求,对比设计了密闭圆筒剪切模式的磁流变胶泥流变特性测试装置。在完成总体结构设计的基础上,建立了剪切通道励磁磁路的分析模型,得出了剪切通道磁场强度与励磁电流的关系,并进行了有限元仿真验证。考虑转子与外筒存在倾斜,建立了磁流变胶泥转矩传递的力学模型,得到了转子与外...
针对超宽带无线定位系统在复杂环境中出现的定位数据丢失以及粗大误差等导致SINS/UWB组合系统定位精度下降的问题,提出了一种基于超宽带定位系统容错判断的组合定位方法。首先根据捷联惯导测量值进行基于中值滤波的运动载体静止状态检测,进而利用最小二乘法实现静止状态下捷联惯导量测偏差矫正;然后在建立SINS/UWB组合定位模型的基础上,引入决策...
以摇板造波方式为例,推导了造波方程和消波方程,建立了造波板运动特性与波浪参数的对应关系。设计了垂向板造波模型和摇板造波模型,利用Fluent软件进行了波浪数值模拟,使用UDF控制造波板运动,在近壁面附加动量源消波,对比分析了两种造波方式的优劣。垂向板造波方式适用于小幅波,对动力源要求低;摇板造波方式适用于中幅波,波浪质量好。依据数值模...
提出了一种飞秒刻写光纤法布里-珀罗（F-P）腔级联切趾布拉格光纤光栅（FBG）的微结构传感器并研究了该传感器的温度与应变传感特性。该微结构传感器光谱稳定性良好,监测时长2 h内FBG波长最大漂移量为0.009 nm,功率最大漂移量为0.015 d B,F-P腔波长最大漂移量为0.018 nm,功率最大漂移量为0.072 d B。当应变由0με增至450με再减回0με时,该微传感器...
研究输电铁塔结构振动测量用双轴加速度传感器的优化布置问题。以三维模态置信准则（TMAC）为基础,提出一种新的考虑减小冗余度的二维模态置信准则法（RRBMAC法）,以实现双轴加速度传感器优化布置,该方法基于改进的二维列主元QR分解获得传感器初始布点,再结合BMAC矩阵非对角元最大值和测点冗余度建立目标函数进行寻优。采用EFI2法和RRBMAC法对钢...
针对在复杂条件下传统精密位置传感器易受电磁干扰,复合材料兼容性差等问题,提出了一种基于长啁啾光纤光栅的分布式位置与压力双参量传感器。建立了长啁啾光纤光栅双参量传感模型,通过数值仿真对长啁啾光纤光栅双参量传感器理论模型进行了验证。并建立了长啁啾光纤光栅双参量传感系统,实验表明该传感器对于位置参量在全量程范围内具有50μm的空间...
为了将时栅角位移传感器应用于运动控制场合,设计了一套新型的测角解算系统。相比传统测角解算系统,该系统不仅实现了时栅角位移传感器的动态测量,而且降低了系统成本,有利于传感器高集成度、低成本设计。首先利用优化的坐标旋转数字计算方法（CORDIC）进行角度粗解算,然后利用三角函数在0附近微区间内呈现线性特性实现了高分辨率的误差线性补偿...
为了提高现有共聚焦传感技术的轴向分辨力、实现微观形貌的高精度测量,在提出分光瞳差动共聚焦传感技术的基础上,对其关键参数优化理论进行了进一步研究,并研制了一种具有最优参数的分光瞳差动共聚焦显微传感器,其融合了分光瞳差动共聚焦显微技术和基于可编辑探测器件的虚拟针孔技术,利用探测区域偏移可使分光瞳共聚焦显微技术轴向特性曲线产生...
磁梯度张量系统的测量精度受限于磁传感器的零漂、灵敏度差异和三轴非正交性等系统误差以及各传感器轴系间的非对准误差。构建了平面十字磁梯度张量系统的误差参数线性模型,提出了两步线性校正法。利用两个非线性变量转换构建单磁传感器系统误差的线性方程组,对误差参数进行最小二乘估计,将传感器实际输出校正为各自理想正交输出;利用旋转矩阵构...
针对污水溶解氧浓度这类大时滞有自衡过程的控制问题,提出了一种了基于曲线拟合直接预测被控变量和采用专家控制,以及优选法搜索目标控制量相结合的控制策略。通过最小二乘法对在线采集的数据进行曲线拟合,以得出迟延τ时间后的被控变量预测值,专家控制快速逼近目标控制量的区间,然后再采用基于黄金分割点的优选法快速逼近目标控制量。这种预测优...
为了保障永磁牵引列车在退磁故障下的可靠性与安全性,并缓解由此导致的逆变器损伤加剧问题。提出了一种在混合建模基础上的永磁牵引系统延寿控制方法。该方法在实时监测退磁程度的基础上,提出通过控制率重构的方法,适当降低退磁电机输入功率;在估计退磁程度的同时,将机电系统作为整体进行闭环控制,从而有效地延长了逆变器系统的寿命。以西门子Sy...
扫描离子电导显微镜（SICM）能够在非接触条件下获取样品表面纳米级形貌特性信息,可以在生理液态环境下实现对活体细胞等柔软样品无损成像。但是通过前期大量实验结果,发现在使用连续扫描模式时SICM扫描图像存在“拖尾”现象,导致图像失真,并限制了扫描成像速度。针对这一问题,结合SICM成像原理进行分析,得出电流逼近曲线高度非线性是产生这一现...
针对非完整移动机器人运动学模型的特点,并且考虑机器人之间的交互关系是局部的,提出了一种基于领航-跟随的非完整多移动机器人分布式编队控制方法。首先提出了一种分布式估计策略,为每个跟随机器人估计（虚拟）领航机器人的位置、方向、线速度等状态;接着利用每个跟随机器人的跟踪误差设计了编队控制算法;使用Lyapunov工具对算法进行了渐近稳定...
河流水面成像测速是一种非接触式测流技术,其中流场的定标主要基于直接线性变换法（DLT）。由于严重依赖于河流两岸控制点的数量、分布及坐标勘测精度,现有测量系统受到野外复杂施测条件的制约而难以快速安全布设。对此提出了一种基于物像尺度变换（OIS）的流场定标方法。在考虑相机倾角及水位变化的基础上,通过建立倾斜视角下变高平面的成像模...
如何减小分割结果与实际地理对象间的差异,是目前高分辨遥感影像分割中面临的一个难点问题。为此,构建了一种新的对象置信度（OC）指标来衡量任意区域与地理对象间的匹配程度,进而提出了一种面向地理对象的多尺度分割算法。该算法主要包括两个步骤：首先,通过对影像进行过分割来构建初始种子区域集合,并确定尺度参数集合;而后,通过跟踪对象置信...
采用电磁层析成像（electromagnetic tomography,EMT）技术实现对金属缺陷的可视化,克服了传统的检测技术无法对缺陷进行可视化的不足。首先设计了一种新型的平面EMT传感器,其次根据缺陷分布的稀疏性,提出了l1正则化稀疏成像算法。该算法能够有效避免传统的l2正则化算法带来的过度光滑的问题,成像更加精确。最后为证明该算法相对于l2正则化算法...
为了对轮毂型号进行识别,提出一种基于形状匹配及纹理筛选的轮型识别算法。首先,确定一个轮辐形状为标准模板并得出其边缘图,把模板作为移动窗口在待识别轮毂图片中移动,逐一计算模板到轮毂图片各感兴趣区域（ROI）的最小二维欧氏距离。若此距离小于设定阈值,则判定搜索到一个与模板相同的形状;然后对待识别的轮毂图片进行随机游走,得出游走直方...
视网膜动静脉管径以及动静脉比值可以反映高血压患者脑卒中发病的风险,因此对视网膜血管直径的量化分析有助于病情的风险评估和防治工作。提出了一种视网膜动静脉自动分类和血管直径的自动测量方法。首先,对视网膜血管网络进行分割,并获取中心线;其次选取了不同颜色空间中的不同通道分量,提出了基于中心线像素和血管像素的特征向量、血管宽度和...
刹车片尺寸检测是刹车片质量的重要指标之一。为了快速综合检测刹车片尺寸,提出了基于公差设计原则和图像处理的综合尺寸检测方法。首先根据图纸要求利用尺寸公差设计原理逆向设计刹车片尺寸允许公差控制带,作为综合尺寸检测标准模板图;其次,利用CCD相机采集待检刹车片图像以及进行滤波、二值化处理,得到二值图像并利用最小外接矩形优化算法确定...
为解决小模数齿轮视觉测量中凸显的工业相机高空间分辨率与大视场相互制约的问题,对轮廓光条件下前景背景对比度过强、局部对比度不足,存在大面积同色区域的小模数齿轮图像亚像素级配准方法进行研究。针对传统基于特征点的图像配准流程在小模数齿轮图像配准中存在特征点数量稀少、正确匹配率过低的问题,介绍了适用于小模数齿轮图像的配准流程;引...
船舶碰撞频率可用潜在碰撞船舶数与致事故系数乘积表示。以往潜在碰撞船舶数计算模型对船舶动态因素考虑较少,基于交通冲突技术,通过构建动态船舶领域模型、设计碰撞冲突判断标准算法、使用船舶碰撞冲突数代替潜在碰撞船舶数,提出一种开阔水域船舶碰撞频率模型。结果表明,台湾海峡碰撞频率高发区位于牛山岛（24°46.8＇N~25°30.0＇N）、兄弟屿（2...
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