MEMS惯性传感器ADIS16355在姿态测量中的应用

设计了基于微电子机械系统(Microelectro mechanical system,MEMS)惯性传感器集成模块ADIS16355的姿态测量系统。该姿态测量系统采用ADIS16355作为惯性测量单元,利用加速度计对重力向量的观测来修正陀螺给出的姿态信息,卡尔曼滤波实现传感器信息融合以计算运动载体的姿态角。介绍了ADIS16355的基本功能模块,阐述了两种传感器融合测量实时姿态角的方法并给出了卡尔曼滤波算法迭代过程。基于ARMv7架构的Cotex-M3微处理器设计了姿态测量系统硬件。采用AHRS500GA对该姿态测量系统性能进行了测量姿态角的验证实验。测试结果表明,该姿态测量系统能在动态条件下准确地测定运动物体实时姿态角,其误差一般在±1°左右。     

基于字典的DNA序列压缩算法研究及应用*

在现有DNA序列数据压缩算法的基础上,以DNA序列数据的存储效率及生物学解释综合考虑,设计并实现了基于字典的DNA序列压缩算法DNADCompress.算法核心包括重复子串字典建立、字典项筛选、字串压缩编码三方面.实验数据表明,数据压缩算法压缩效果达到常用DNA序列压缩算法水平,并为序列生物学解释提供了基础.     

基于无线传感器网络的小粒种咖啡园滴灌自动控制系统

为实现小粒种咖啡种植园的精量灌溉,达到节水增收的目的,基于无线传感器网络（WSNs）设计了一种滴灌自动控制系统,主要由传感器节点、簇头、控制节点和汇聚节点组成.测试了节点间的有效通信距离为50m,并在此基础上,采用静态簇和节点定位布置的方法进行了灌区划分和节点部署,每个灌区为边长50m的正方形,内设1个簇头、1个控制节点和4个传感器节点.采用定时通信与时间同步技术、休眠技术相结合的方法实现节点数据的无线传输,融合土壤含水率、光强和空气温湿度等信息,采用分区轮灌策略实现滴灌的自动控制.实验结果表明：系统实现了预期设计目标,能应用于小粒咖啡园的精量灌溉管理.     

STM32和OV2640的嵌入式图像采集系统设计

基于STM32嵌入式系统及200万摄像头OV2640设计了图像采集系统,分析了系统的基本硬件架构,分别对不同模块的功能特点作出了简单的介绍;对系统的软件设计给出了详细的说明,介绍了系统初始化的基本思路和流程,以及相关外围设备模块在程序中的使用;并给出了系统的整体设计思路,实现了系统的稳定运行。     

复杂环境下的多工件定位研究

为了获取工业流水线上工件精确的位姿信息,提出一种在复杂环境下同时定位多个工件的方法。首先在复杂环境下采用基于边缘梯度的匹配算法及图像金字塔搜索策略快速识别多个目标,得到目标在图像坐标系中的精确位置信息。然后通过张正友棋盘标定法对单目摄像机进行标定,获得摄像机的内参数及畸变参数。最后,通过优化最小二乘法建立了一种图像坐标系到世界坐标系间的转换关系,实现目标由图像坐标系到世界坐标系中的精确位姿定位。实验表明该方法能在杂乱背景、部分遮挡及非线性光照等环境下,准确地定位工件,鲁棒性较高;识别目标的平均时间在0.5 s以内,工件在x-o-y平面的定位误差小于1 mm、姿态角度定位误差小于1°,可以满足工业应用中复杂环境下的实时性和精度要求。     

基于Matlab的机器人避障仿真软件设计

为了提高机器人避障算法开发效率,设计了一种基于Matlab的机器人避障算法设计与试验仿真软件。该软件分为用户图形界面、避障算法系统模型两大部分。其中用户图形界面是基于Matlab 图形用户界面( GUI)实现的,能够实现参数设置、结果展示等功能,给用户提供了一个操作及管理平台;避障算法系统模型是本软件实现的关键,包括探测传感器模拟和机器人运动模拟,其通过Matlab语言编程和Simulink模块组建实现。全面阐述了仿真软件的系统建模、软件编程和用户图形界面设计,并对仿真软件实现所采用的关键技术进行了详细说明。仿真实例表明,该软件运行平稳,能清晰直观地展现机器人的避障过程。     

自动套色系统总线转换器的设计与实现

利用TMS320F2812型DSP芯片设计了RS232与CAN总线相互转换的通信系统,较好地实现了自动套色系统上位机(套色操作主机)与各套色单元之间的实时通信.介绍了系统原理及其总体结构、硬件电路和软件设计.实验表明,本系统通信稳定、通信速度快、传输距离远、抗电磁干扰能力强,大大提高了整套自动套色系统的技术指标.     

基于TDR-3的土壤水分传感器标定模型研究

无线传感器网络为土壤水分实时采集提供了经济、方便的途径,对分析土壤含水量时空变异和作物生长气候变化意义重大.将无线传感器网络与TDR-3土壤水分传感器结合实现土壤水分实时监测.为了克服TDR-3土壤水分传感器的非线性缺陷,提出利用最小二乘法对土壤水分曲线进行分段线性标定的方法,并采用相关性系数进行精度验证.实验结果表明,分段线性法所建立模型的精确度较高,而且标定模型简单实用、可行.通过标定模型的研究,使得土壤水分的无线传感器网络能够较精确地进行土壤水分的实时监测.     

基于J2ME和蓝牙技术的中国象棋游戏的研究

在支持J2ME技术的手机上,结合JSR82技术规范可以实现适合手机用户使用的蓝牙联网游戏,从而增强了游戏的互动性.以J2ME平台和Java蓝牙无线API为基础,分析了博弈树搜索、棋局局面评估等核心技术,设计并实现了一个既能单机智能引擎又可以双人联网游戏的蓝牙手机游戏--中国象棋.系统运行结果表明,该游戏具有运行稳定,所占资源少等优点.     

一种基于图像块的Legendre矩高精度快速算法

针对图像的Legendre正交矩计算量大和矩值求解过程中存在离散近似误差等问题,提出一种新的高精度快速计算图像Legendre矩方法.文中首先提出一种最大块优先分块策略,然后在此基础上,根据图像像素灰度值的取值特征将图像进行分块表示,以每个图像块为单位计算图像的Legendre矩.实验结果表明,与现有的快速算法相比,文中方法在保证矩值高精确的前提下,有效地减少了算术运算的次数,降低了计算复杂度,具有较快的计算速度.