嵌入式视觉的测距系统设计

行车操作人员在实际操作过程中,会出现对与之相邻障碍物之间的距离太近而不能及时规避情况,导致碰撞事故的发生.针对这一问题,笔者构建了以ARM11微处理器为核心,以USB摄像头为图像采集设备的测距系统,在基于机器视觉和图像处理的基础上,将单目视觉和激光技术相结合,考虑对应点匹配和单个特征点提取误差对测量结果影响,将激光点作为特征点的单目视觉测距的方法.实验结果表明,该系统能有效的测量与障碍物的距离,测量准确,可靠性高且满足实时性要求.     

群智感知中用户细粒度可靠性与真值预估模型

为了提高群智感知中感知数据的质量问题,提出了一种基于用户细粒度可靠性预估任务真值的方法,通过用户建模筛选出高质量数据。首先根据影响用户执行任务的瞬时因素评估用户的实时可靠性;其次,在刻画历史信誉度方面,引入信息熵衡量用户的信誉分布,包括用户总体信誉分布和在不同类别任务下的信誉分布;基于用户可靠性设计了有效的真值预估方法预估任务真值。实验结果表明,所提模型能够有效地评估用户在多类别任务下的可靠性,提高任务真值预估的准确率。     

基于特征匹配算法的双目视觉测距

距离测量作为障碍物检测以及路径规划的前提和基础是机器人研究领域的一个重要分支。在众多测距方法中,由于双目立体视觉具有信息丰富、探测距离广等优点被广泛应用。本文将改进的SIFT特征匹配算法应用到双目视觉测距与标定系统中。首先建立双目视觉测距模型,测量值由空间物点在左右摄像机下的像素坐标值决定;其次根据该模型的特点提出了基于平行光轴的双目立体视觉标定方法;最后利用改进的SIFT特征匹配算法,提取匹配点的像素坐标完成视觉测距。实验结果表明,根据测量数据对障碍物进行三维重建,相对距离与真实场景基本吻合,能够有效地指导机器人进行避障。     

同步相量测量装置的测试与评估

近年来,中国大部分区域电网建立了广域监测系统（WAMS）,可以满足多方共享同步相量测量单元（PMU）数据的需求,PMU装置的测试与评估已成为亟待解决的难题.建立了PMU装置测试与评估综合系统,包括：测试平台、测试方法和评价体系;提出专门的静态和动态性能测试方法和测试程序;介绍PMU环境适应性测试平台、电磁兼容性能测试平台和性能测试平台;并详细地描述PMU评价方法,给出基于该测试平台的测试实例.     

织物综合触感风格的视触觉模态整合

采用CHES-FY系统测量织物试样的物理指标,并计算出织物综合触感指数.以织物综合触感指数作为刺激量,对不同模态下对织物综合触感判断的正确率进行心理测量函数的拟合.拟合函数采用Boltzmann方程,通过拟合出的心理测量函数计算出辨别阈值,并得到视觉单模态和触觉单模态在视触觉双模态下所占权重.结果表明,视觉单模态和触觉单模态都可以在一定程度上辨别织物的综合触感,并且视触觉双模态对于综合触感的感知有加强效果.触觉单模态在感知中所占权重更大,视觉单模态和触觉单模态权重分别为0.32和0.68.     

基于红外同步的收发分离超声测距系统的研究

传统的超声测距是基于测量超声反射回波所耗费时间的方法而进行的,该方法无法实现两个分离点目标距离的测定. 本文设计了一种利用红外同步信号控制两个分离点目标的测距系统. 文中阐述了该方法的实现原理,给出了收发分离超声测距系统的电路设计,分析了收、发两端超声波传播过程中产生的时间误差来源,并修正了超声波测距公式,以提高测量精度. 该系统电路实现简单,测距精度可达到1.5 mm左右,具有很好的实际应用价值.     

基于最大均值差异的多模态过程过渡模态识别方法

为了更好地揭示多模态过程的运行状态和数据分布变化规律,提高后续建模精度,提出基于最大均值差异（MMD）的多模态过程的过渡模态识别方法. 引入滑动窗口对数据进行切割,使用最大均值差异对多模态过程数据的分布差异进行度量,通过与稳定模态阈值α比较区分过程数据的稳定模态和过渡模态. 在过渡模态段内减小滑动窗口窗宽,利用过渡模态阈值β识别出过渡子模态. 数值仿真实验的模态识别结果表明,所提方法可以准确检测出输入变量期望值的阶跃变化,实现对模态的准确识别. 田纳西伊斯曼（TE）过程仿真数据实验表明,所提方法可以有效地划分出合理的模态,进而选择出分布最相近的历史模态建模,提高多模态过程的软测量建模精度.     

编队小卫星间相对测距和时间同步方法研究

介绍了编队飞行小卫星的特点,提出采用无线电双向单程测距方法实现星间相对测距和时间同步,计算了伪码和载波相位跟踪环路、星间相对运动、钟差变化、测量设备延迟、天线相位中心误差带来的星间相对测距和时间同步误差,讨论了降低误差的方法.对误差项进行综合分析后,得出星间相对测距误差可达到厘米级,时间同步测量误差优于0.1 ns的结论.     

基于小波变换的水下超声波测距方法研究

通过分析传统的阈值检测法超声波测距的缺点,提出了基于小波变换的水下超声波测距方法.应用数字信号处理技术,设计出基于Hamming窗函数的数字带通滤波器,对采样信号进行数字滤波,构造高斯小波基.介绍了一种将采样信号与小波基做卷积进行小波变换,精确捕捉回波信号到达时刻的超声波水下测距系统.在实验室水池中分别用传统的阈值检测法和基于小波变换的超声波测距法进行了实验测量,并对测量数据进行了比较,验证了基于小波变换的水下超声波测距可以达到更高的测量精度,优于传统的阈值检测法.     

分布式测试系统同步触发脉冲传输时延的高精度测量方法

针对分布式测试系统中数据采集装置接收到触发指令的时延不同且未知而影响同步触发的问题,提出了一种实时在线测量触发脉冲传输时延测量模型和数据回传模型,以及基于延时链循环比较法的高精度时间间隔测量方法,实现了同步触发脉冲传输时延的精确测量,为后续同步触发误差的精确校准提供了高精度的时延数据。测试结果表明,该方法能实现分布式测试系统同步触发脉冲传输时延的高精度测量。     

圆管法导热系数测量的试验研究

为了测量管状或者厚度不均匀的保温材料的导热系数,根据圆管导热仪的构造和原理,建立了导热仪模型和相关的测试系统,并通过试验测量了岩棉在不同温度条件下的导热系数,最后对试验结果进行了误差分析,结果证明了所建模型与试验装置的可靠性,所组建的导热仪可以快速有效地对圆管状材质的导热系数进行测试.     

Development of calibration system for transmission control unit of AT based on XCP

To guarantee control system’s performance and shorten the development cycle during the development process of hydraulic automatic transmission,a calibration system on CAN for high-power AT ECU is designed based on XCP. In this system,it is possible that the master dynamically searching the slaves available on bus and data synchronization between master and slave is also achieved. Real-time measurement and on-line calibration can be executed during the running process of transmission control unit,so the calibration result is displayed in time. Calibration by true value and physical value are both available. Experimental results showed that this system operated stably and reliably and had strong time-out handling ability.     

INS/Vision相对导航系统在无人机上的应用

提出了一种考虑视觉导航设备输出时间延迟问题的INS/Vision相对导航方法,推导了长机与僚机之间的相对惯导方程.给出了长机与僚机之间相对视线矢量测量原理,僚机上设置若干特征光点,长机上的视觉导航设备通过对特征光点观测,得到相对视线矢量.应用扩展卡尔曼滤波融合相对惯导信息和相对视线矢量信息,估计出长机与僚机之间的相对姿态、相对速度和相对位置.针对视觉导航设备量测量存在时间延迟的问题,给出了延迟后量测量与惯导信息融合的方法,最后通过仿真研究证明了该相对导航方法的有效性.     

一种高维多模态优化的量子粒子群优化算法

为求解实际工程中的高维多模态优化问题,提出了基于动态邻域的多策略进化的量子粒子群优化算法(QPSO).针对QPSO算法存在的粒子"早熟"问题,首先定义了一种动态邻域选择机制以保持种群的"活跃性";然后结合动态邻域机制,定义了三个不同策略的局部吸引子更新方程以保持种群进化的"多样性".为了防止算法的进化方向不发散,对收敛到全局最优解的局部吸引子更新策略赋予了较大权重;最后为了拓展最优解空间引入了狼群优化算法中的综合评价方法.通过对不同类型的高维多模态基准测试函数的仿真实验结果表明:相比于其余四种优化算法,本文提出的优化算法在收敛精度和稳定性方面具有明显优势,并且随着测试维度的增加,这种优势更加凸显,展现出了较好的解决高维多模态优化问题的性能.文中引入的综合评价方法在所有的测试函数中均具有较高的生效次数,综合评价生效意味着为下一次的进化找到一个更加有利的进化方向,这样能够减少算法找到最优解的次数,也能进一步提升算法的收敛精度.     

Research on inter-satellite measurement technique in high dynamic environment

An improved measurement algorithm, based upon the theory of two-way time transfer (TWTT), is proposed to measure satellites with high speeds. The algorithm makes theoretical analyses and corresponding deductions on a relative motion model of two satellites, and eliminates the measurement error caused by the equipment delay when a satellite moves at a high speed. Theoretical analysis and simulation results demonstrate that in comparison with the conventional TWTT algorithm, the proposed algorithm can significantly enhance the measurement accuracy of the inter-satellite ranging and time synchronization, and the algorithm is more effective with the relative velocity between the satellites and transmitting delay becoming larger.     

基于互联网无刷直流电机传动系统的控制策略

为了方便处理网络控制系统中的时变延时问题,运用时间戳BP神经网络对每一采样周期的延时数据进行在线、实时预测,建立无刷直流电机网络控制系统的数学模型,导出系统离散状态方程,并基于时间乘误差绝对值积分最小(ITAE)优化控制策略提出初次优化设计方法;为了对无刷直流电机传动系统的量测噪声、突加负载扰动及模型随机干扰进行有效补偿和抑制,采用卡尔曼滤波进行状态估计,同时引入李雅普诺夫稳定性理论求取该系统最优状态反馈矩阵,实现网络控制系统的再次优化.仿真结果表明,该方法能够有效提高传动系统的静动态性能和抗干扰水平．     

Technology of shipboard two-way microwave time synchronization

For the high precision time synchronization demand of ships, advantages and disadvantages of the present time transfer methods are analyzed, the two-way microwave time transfer(TWMTT) method is adopted to resolve the time synchronization problem in the Naval Ship Formation. After expounding the principle and system composition of TWMTT method, the various factors influencing the synchronous precision are analyzed, such as time-interval measurement error, TWMTT equipment delay error, signal propagation error in air, and signal delay error caused by shipping. To improve the time synchronization precision, all the error sources above are deduced with mathematical measures to definite the critical one, and the signal processing measures such as Pseudo code spread spectrum time comparison signal generation technology, FFT fast acquisition technology and precise tracking technology are used into the modem which is the core equipment of the TWMTT. And, calibration method of TWMTT equipment delay are developed. Through theoretical analysis and simulation verification, the precision of shipboard two-way microwave time synchronization can reach 1 ns.     

基于神经网络延时预测的自适应网络控制系统

针对网络控制系统存在着随机、时变、不确定的信息传输延时,采用带有时间戳的线性神经网络(TSLNN)进行在线延时预测,实时地获得当前采样周期的网络传输延时预测值.该方法选取3个先验的网络实测延时值作为神经网络的输入样本,选用widrow-hoff学习规则作为神经网络的训练算法;应用网络传输延时预测值,并采用一阶Pade方法,对数学模型中的延时环节进行线性化处理,从而获得无刷直流电机调速网络控制系统的线性数学模型;最后,利用模型参考自适应控制方法(MRAC)设计闭环控制器.仿真结果表明,将基于TSLNN在线延时预测的MRAC方法应用于无刷直流电机调速网络控制系统中,可以获得令人满意的系统动、静态性能.     

幼儿视力检查的自动评测方法

针对小儿视力检查困难的问题,在小儿视力检查同步系统的基础上提出了一种对小儿视力检查视频的自动评测方法．该方法使用目标检测算法定位视频中的视力卡和被检查者的眼睛等重要对象,再模拟医生经验分析小孩对不同等级视力卡的注视情况,对分析出的关键视力卡使用图像分类算法对条栅进行分类,综合上述信息评估视力等级．该方法对关键对象检测和视力卡分级的准确率均达到了90%以上,幼儿视力自动评估的准确率达到了70%,实现了方便、客观地进行小儿视力检查视频等级的自动评测,对临床医生有重要的参考价值．