六足仿生机器人的设计与实现

所述六足仿生机器人基于SoC FPGA平台实现,结合了机械结构设计、六足步态控制、蓝牙传输技术、弯曲传感器、OpenCL图像处理加速、VR显示等诸多技术。ARM部分作为主控,存储摄像头视频图像,并调用FPGA模块对图像处理加速,通过路由器架设的局域网向VR眼镜输出视频流信息。FPGA部分用于接收蓝牙信号,驱动机器人手臂运动,摄像头拍摄角度切换以及六足行进。实际操作时操作者需佩戴自制的数据手套和VR眼镜。操作数据手套上的方向按键可控制机器人移动。数据手套的每个手指上安装有弯曲传感器,用于控制机械手臂跟随人手实时运动。VR眼镜中放置一个智能手机作为显示终端,实时显示机器人摄像头获取的画面。经过多次实际测试,操作者佩戴VR眼镜及数据手套均可远程操控机器人抓取置于复杂地形中的水瓶。     

MIPS内存管理单元的设计与实现

设计MIPS32 4kc处理器内存管理单元(MMU),该模块对处理器地址进行合法性检查,并按照不同的地址空间对虚拟地址进行静态或动态映射。在硬件上采用三级流水线方式实现JTLB,并为处理器指令端口和数据端口设计相应的快表以提高TLB的查询速度。MMU与总线接口模块的时序采用简化的AMBA协议,与处理器进行联合调试并运行Linux操作系统,同时在功能上通过FPGA验证。该模块经过DC综合后,面积约为32K等效逻辑门。     

针对SoC系统的Cache攻击方法及建模分析

针对SoC平台,提出并实现了一种高效的基于Cache的AES旁道攻击方法.该方法利用AES软件运行过程中查找表操作泄漏的时间信息,结合AES算法前两轮的特征,快速确定攻击表与AES查找表间的映射关系,并最终恢复出全部128b密钥.基于此攻击方法,在充分考虑各种系统噪声影响的情况下,进一步提出了一种统计分析模型.该模型揭示了上述攻击方法的内在机理,并能够较为准确地估算攻击所需的最小样本数.该模型的重要意义在于不仅可以用来衡量特定SoC系统的抗攻击能力,同时为抗攻击研究指明了方向.     

基于SoC FPGA异构平台的魔方快速还原系统设计与实现

本设计基于SoC FPGA异构平台,充分利用FPGA和HPS各自的优势,实现了一套高性能的魔方快速还原系统。系统由开发板,魔方还原机械结构,CCD摄像头以及VGA显示器组成。FPGA端实现摄像头图像采集和魔方色块RGB值的获取；HPS端完成颜色识别,运用二阶段算法还原魔方,然后将还原步骤编码之后回传给FPGA,由FPGA中的并行舵机控制模块实现对魔方还原机械结构精准快速的控制,从而完成实体魔方的还原。测试结果表明,对于任意随机打乱的三阶魔方,整个识别以及还原过程在一分钟内完成。     

生物基水性聚氨酯树脂的合成及表征

采用自乳化的工艺,以二聚酸、1,6-己二醇合成生物基二聚酸聚酯二醇,再配合常规聚己二酸丁二醇酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,制备了一系列稳定的生物基水性聚氨酯乳液。研究了合成二聚酸聚酯二醇的反应温度和反应条件,以及不同二聚酸聚酯二醇含量对水性聚氨酯乳液粒径、黏度、干膜吸水率、干膜延伸率、干膜拉伸强度等性能的影响。     

人体姿态识别算法在视觉人机交互中的应用

针对当下视觉人机交互应用中所面临的识别过程复杂,交互效率低等一系列问题,提出了一种基于人体构造的姿态识别算法。利用该算法和软硬协同的设计思想,在FPGA平台上实现了一套运用视觉感知进行交互的机器人控制系统。图像采集模块获取双摄像头的画面,图像预处理模块完成降噪和冗余帧的去除,关节识别模块实现对人体皮肤和关节处颜色标记的检测;得到的关节位置信息送入软核,运用空间向量模型识别出肢体动作。最终将识别结果编码后通过蓝牙传输给远端机器人。实际测试表明,该算法能快速准确地识别出绝大部分基本的肢体动作,机器人能实时跟随人体简单运动。     

基于WiFi的室温氢气检测系统的设计与研究

为了提高氢能源及相关领域中对氢气泄漏的在线监控水平,采用基于MoO3纳米线的室温高性能半导体氢敏元件作为传感探头,以基于Cortex-M3内核的32位低功耗微控制器STM32F103VCT6为主控芯片,采用WiFi终端为客户端,利用路由器组网并以上位机做服务器,通过AT指令和TCP/IP网络传输协议等技术,结合Labview软件平台开发可视化控制和测量结果显示界面,组建了一套包含数据采集、泄漏报警、氢气浓度显示等多功能的氢气泄漏无线监测系统。该系统可通过采集环境中的温、湿度信号对传感探头检测结果进行校正,从而实现大气条件下对待测环境中氢气含量的准确监测,具有低成本、低功耗、响应速度快、监控距离远、组网简单等优点,其无线传感模式可解决产氢、用氢领域传感系统布线困难的问题,还可根据实际需要改变传感器节点的数量和客户端用户界面,具有较强的扩展性。     

一种温度系数低于1×10-6/℃的带隙基准电压源

提出了一种温度系数低于1×10-6 /℃的曲率补偿带隙基准电压源。采用正温度系数电压对具有互补温度系数的BJT射-基极电压进行1阶补偿,向BJT射极注入互补温度系数电流,在输出电流中引入曲率正补偿项Tln T,以实现高阶温度补偿。同时,提出了一种新型曲率补偿的低压实现电路。基于标准0.18 μm CMOS工艺进行电路设计。仿真结果表明,在-40 ℃~125 ℃范围内,常压、低压带隙基准电压源的温度系数分别为3.48×10-7 /℃和4.73×10-7 /℃,电源抑制比分别为-73 dB和-60 dB,最大消耗电流分别为22 μA和19 μA。该新型低压曲率补偿带隙基准电压源的工作电压为0.9 V,面积为0.019 8 mm²。     

变电运行设备的维护技术浅述

变电运行设备是变电站系统的重要组成部分,变电运行设备的维护和管理工作的好坏直接影响着电力系统的稳定运行的可靠性。为了适应经济的发展,同时提高对用电客户供电的质量,做好变电运行设备的维护工作就有非常重要的意义,所以本文探讨变电运行设备的维护技术。     

用于中子测井的自成靶密封中子管性能评价

采用自成靶工艺,研制了SNT-DT/25型密封氘氚中子管,对其工作温度、使用寿命、功耗、中子产额及其稳定性等性能参数进行了测试。结果表明:中子管使用温度可达175℃,最高中子产额≥1×109 n/s,中子产额浮动≤10%;在靶极电压-80kV、阳极电流300μA、靶流80μA的工作条件下,中子产额可达1×108 n/s,中子管的性能指标完全满足中子测井使用要求。此外,本文还对中子产额随靶极电压、阳极电流的影响进行了分析。