基于改进CORDIC算法的正余弦编码器信号细分技术

为了获取更精确的电机位置等实时反馈信息,提高数控系统等闭环控制系统的反馈精度,主要设计了基于改进坐标旋转数字计算(CORDIC)算法的正余弦编码器高分辨率信号处理方法.首先通过信号调理电路对编码器信号进行差分放大和整形滤波等处理;然后四倍频计数得到粗码信息,并通过基于改进CORDIC算法的电子学细分方法获得精插补位置信息;最后,将粗码和精码信息整合,得到高分辨率和高精度的电机角位置信息.实验结果显示,与算法优化改进前相比,该方法信号测量误差明显减少,精度较高.     

近炸引信对空炸点位置测试方法研究

针对现有近炸引信对空炸点位置测试方法存在的不足,提出了基于4台光电探测靶与1个高分辨率面阵CCD相机相结合的近炸引信空中炸点的三维坐标测试方法;建立了空间炸点坐标模型,研究炸点三维坐标的计算方法;对试验获取的炸点图像,根据图像的多区域高亮度特征,采用亮度递减扩散检测的图像处理算法,实现炸点图像的重心定位;靶场试验结果表明,这种方法能够满足对空近炸引信炸点位置三维坐标的实际试验测试需求。     

基于单片机的水下机器人定位系统

水下机器人的定位系统利用超声波传感器获取距离信息,同时采用三点定位法计算出位置坐标.利用单片机存储时间信息和温度信息,并将这些信息实时传送到工控机程序完成定位.最后,通过实验获取了超声波的定位数据,并采用非线性优化的方法对数据进行了分析,得到两种不同发射传感器的定位精度,对以后改进系统和提高定位精度都有参考价值.     

航空运输集装托盘脱胶监测的概率成像方法

为了提高航空运输集装托盘使用的安全性与经济性,针对航空运输集装托盘脱胶监测技术的空白,提出了一种基于损伤概率成像方法的航空运输集装托盘脱胶监测方法.该方法首先使用损伤散射信号包络损伤因子计算方法求取各激励-传感通道上的损伤因子,然后使用损伤概率成像方法获取被监测区域的结构损伤概率图像,最后使用概率坐标加权算法计算出航空运输集装托盘脱胶的位置坐标.自制了一块试件对该方法进行了实验验证.实验结果表明:基于损伤概率成像方法的航空运输集装托盘脱胶监测方法可以对航空运输集装托盘脱胶进行不依赖信号传播速度的成像定位,定位误差不大于2 cm.     

基于立体声信号的声源定位算法研究

提出了一种基于立体声信号的声源定位算法.算法主要分为两个步骤:先进行声达时间差估计,并从中获取传声器阵列中阵元间的声延迟;再利用荻取的声达时间差,结合已知的传声器阵列的空间位置和声速进一步定出具体声源的位置.实践结果表明,该算法是一种准确度高、稳定性好的声源定位方法,并且更加有利于实时声信号的处理.     

智能获取装箱管状工件抓取位置的研究

机械手智能抓取工件时,工件抓取位置的获取是基于机器视觉精确装配的重点。针 对环境较复杂的装箱管状工件的装配抓取环节,建立合理的机器视觉系统,利用正向照明系统对 工件表面产生的反光直光条特征,提出了一种Gaussian 拟合与Hough 变换相结合的拟合算法。首 先利用Gaussian 拟合提取各光条法向上的中心坐标,然后将获取的坐标点集运用Hough 变换进行 拟合,最后根据获取的各光条中心线计算各工件的抓取位置。实验结果表明该方法能同时实现多 条光条直线的拟合,又能抑制干扰点或噪声的影响,有效实现装箱工件抓取位置的智能获取。     

基于圆弧基元的工件实时定位与匹配方法

为实现工业过程中对工件的实时定位,提出了一种基于圆弧基元的工件实时定位与匹配方法。离线过程中,将边缘轮廓多边形近似,进一步分割成线段基元和圆弧基元,制作模板,确定模板中工件的位姿。在线过程中,以最长圆弧基元得到潜在匹配位置并变换模板,通过计算测试图像中几何基元与变换后的模板中对应的几何基元之间的距离来实现匹配定位。试验表明,该方法对于具有圆弧基元的几何形状的工件,能快速、准确地完成实时匹配定位。     

可视化遥感图像坐标位置距离远程测量仿真

针对传统的图像坐标位置测量方法存在测量误差较大、测量时间较长等问题,提出基于脊波变换的可视化遥感图像坐标位置距离远程测量方法。引入小波系数变换算法对含噪的可视化遥感图像进行计算,获取相应的小波系数,构建多元统计模型,利用最小二乘法对模型参数进行求解,获取噪声图像与其对应的小波系数估计值,将估计值进行小波重构,得到的估计信号视为去噪后的遥感图像。在去噪后的图像待测量位置描绘一条直线,对直线上的灰度值进行脊波变换,通过变换后的脊波系数确定可视化遥感图像的坐标位置,计算直线两端坐标点的距离,实现可视化遥感图像坐标位置距离测量。实验结果表明,所提方法有效降低了测量误差,减少了测量时间。     

基于体感交互设备的人体重心计算方法

人体重心是反映人体形态结构和质量分布特征的基本参数,本文探讨利用体感交互设备获取较为精确的重心位置。首先借助体感交互设备Kinect获取人体实时的关节点坐标数据,构建适合于体感交互设备Kinect的人体重心计算的环节模型,结合人体重心计算方法中力矩合成法的改进算法"乘系数法",提出计算人体重心的实时线性计算方法。为验证该方法获得重心的准确性,实验利用平板压力测试系统Footscan提供的同步重心数据作为标准重心数据对该方法进行检验,结果表明本方法的重心计算结果与Footscan有类似的结果,在大幅度动作中有更好的准确性和稳定性。     

线阵CCD精度靶图像触发算法设计

针对线阵CCD精度靶测量弹丸坐标时需要额外触发光幕发送触发信号来决定其何时开始采集的问题。在图像采集过程中,设计一种图像触发算法在接收线阵CCD相机的图像数据信号的同时自动检测弹丸并实时发送触发信号。通过研究弹丸图像的特性以及算法在FPGA上的硬件实现方法,利用当前采集到的图像对算法进行了实验验证。实验验证表明,该算法可有效识别弹丸信号,并能排除其它非弹丸信号的干扰。该算法对提高线阵CCD精度靶触发精度,精简线阵CCD精度靶结构具有十分重要的意义。     

基于非同步采集方式小型声源定位系统设计

利用非同步采集设备,通过广义互相关(GCC)时延估计算法,估算出通道间的相对时延;对非同步采集方式产生的时延误差进行软件补偿;利用基于到达时间差(TDOA)声源定位算法的双步定位特性,估算出声源的位置.分别设计了四元均匀线阵系统和四元平面十字阵列系统对以上方法进行验证,系统能够较准确地实现对声源方位的估计.     

Simultaneous Localization of a Mobile Robot and Multiple Sound Sources Using a Microphone Array

Sound source localization is an important function in robot audition. Most existing works perform sound source localization using static microphone arrays. This work proposes a framework that simultaneously localizes the mobile robot and multiple sound sources using a microphone array on the robot. First, an eigenstructure-based generalized cross-correlation method for estimating time delays between microphones under multi-source environments is described. Using the estimated time delays, a method to compute the farfield source directions as well as the speed of sound is proposed. In addition, the correctness of the sound speed estimate is utilized to eliminate spurious sources, which greatly enhances the robustness of sound source detection. The arrival angles of the detected sound sources are used as observations in a bearing-only simultaneous localization and mapping procedure. As the source signals are not persistent and there is no identification of the signal content, data association is unknown and it is solved using the FastSLAM algorithm. The experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

A note on integration over finite elements

In the application of the finite element method for structural engineering problems, the evaluation of element stiffness matrices involves the computation of an integral over each element. This note shows that these integrals can be evaluated by a mapping, from the integral over a single element, with the same material properties, in all cases where the sides of the elements are linear in the coordinate system chosen. This brings about a remarkable saving in computation time where numerical integration is used.     

线性时间选择划分基准的研究

对n个元素组成的无序数组，从中找出第k个小的元素的问题，线性时间选择算法的划分基准对算法的时间复杂性起着关键的作用。分别以随机选取数组中一个元素作为划分基准和改进方法--以中间值元素的中间值作为划分基准，对线性时间选择算法进行详细的分析，并推导出相应的时间复杂性。     

基于APDL的ANSYS嵌入式配筋实现

以ANSYS为平台,应用APDL实现钢筋混凝土有限元模型中钢筋单元嵌入混凝土单元的功能.应用该方法可以在ANSYS中方便地建立复杂的钢筋混凝土分离式模型.利用Newton-Raphson方法求解等参数单元的坐标插值函数中被约束节点在自然坐标系下的坐标值,得到自然坐标系下节点对应形函数值,并将对应的形函数值作为约束方程中混凝土单元节点位移的分项因数,从而实现嵌入节点与被嵌入单元位移协调.计算结果与Marc的算例结果吻合良好,说明该方法合理.     

Differential evolution to synthesize low sidelobe thinned isophoric time‐modulated planar array with increased directivity

In this article, a novel method for synthesizing rectangular planar array through thinning and time‐modulation is proposed. A new differential evolution based approach that generates a rank based population is adopted to find out the optimum element off position for thinning and ontime duration to modulate the antenna elements in time domain. The proposed synthesis method defines a preservative boundary at the array center where the antenna elements are not thinned and time‐modulated rather uniformly excited. It is shown that this proposed thinning and time‐modulation strategy with an optimum preservative boundary helps to realize low side lobe radiation pattern with increased directivity by controlling less number of optimization variables as compared to traditional approach. It also reduces the feed network complexity specifically for large antenna arrays.     

子阵叠加结构降低宽带阵列副瓣电平方法研究

对于子阵级使用延迟线,单元级使用移相器的阵列,当工作频率改变时,由于子阵级方向图中的栅瓣落入单元级方向图的主瓣区域,使阵列方向图的副瓣电平升高.通过采用子阵叠加结构可以有效降低阵列方向图的副瓣电平.仿真结果表明在子阵叠加结构中,除了在子阵级和单元级使用加权分布降低副瓣电平外,子阵叠加比决定了阵列的副瓣性能.当在子阵级和单元级使用泰勒分布,并且子阵叠加比为2时,工作在宽带、宽角下的阵列可以获得较好的副瓣性能.     

Finite element formulation by nested interpolations: Application to the drilling freedom problem

Inclusion of the drilling freedom, that is the in plane rigid body rotation, in membrane elements has proved a formidable problem. There have been few attempts and these have not been particularly successful. As a consequence, though rigorous treatment of this freedom in shell analysis is sometimes desirable, the governing practice at present is to associate arbitrary stiffness with φ in flat shell elements when this is necessary to avoid singularity at points where flat shell elements are coplanar. In the present paper the drilling freedom is defined in the triangular natural coordinate system and the “method of nested interpolations” is then used to derive a nine freedom membrane element with u, v, φ at each vertex. In this method boundary interpolations are used to redefine the element freedoms so that a complete interpolation within the element subdomain is able to follow and the method has already been successfully applied to a nine freedom plate bending element with good results[1].     

高次三角形单元的可视化显示

高次三角形单元在有限元计算中起着重要作用，本文提出一种画高次三角形单元云图的新方法。自然坐标系中的等腰直角三角形母元被均匀划分为N^2个等腰直角子三角形，根据映射到屏幕上的子三角形形心处的温度计算颜色，然后进行填充。实践表明，文中方法十分有效。