超材料压缩感知成像技术

基于超材料和压缩感知理论设计了一套简便的快速成像系统,可用于毫米波及太赫兹(THz)成像,具有结构简单,成像速度快,在不同频段移植性强等优点。系统采用超材料结构互补(CELC)单元设计单通道成像口径,实现了对信息的物理层压缩。基于口径在不同频率辐射特性的不相关性,构造测量矩阵,以扫频方式实现对目标场景的稀疏测量,最后采用两步迭代阈值(TwIST)算法实现对目标场景的重构。已完成K波段、THz波段成像口径设计,以及K波段成像仿真实验,40 cm成像口径理论上具备4.6 cm的距离分辨力和1.3°的角度分辨力。     

基于机器视觉定位的自动鹤管系统设计

针对目前油品装车过程中人工引导鹤管对接存在定位精度低、制约生产效率、安全隐患等问题,提出一种基于机器视觉定位的自动鹤管系统。在传统鹤管基础上对关节进行了自动化改造,并设计了平衡机构以协调外臂和垂管的重力;基于简化的鹤管系统三维模型,进行静力学特性分析;建立自动鹤管运动学模型,并进行工作空间分析及轨迹规划;采用机器视觉技术完成了槽车罐口识别与定位程序设计。图像仿真定位实验结果表明视觉系统定位误差在8 mm以内,能够较好地满足鹤管的定位对接要求。     

基于频率选择表面的毫米波压缩感知成像

基于频率选择表面,提出了一种毫米波压缩感知成像方法。通过在频率选择表面单元中加载开关二极管,并随机控制它们处于开/关状态,设计了一种可随机切换的新型毫米波成像掩膜板。通过将这种随机掩膜板放置于毫米波天线上,能够构造出相应的随机测量矩阵并获取足够多的有效测量次数。利用恢复重构算法进行了成像仿真验证,结果证实了所提方法的可行性。     

基于W5300和FPGA的实时数据采集系统设计

为实现数据采集的实时传输和远程控制,设计并实现了基于W5300和FPGA的实时数据采集系统。系统选用W5300搭建网络模块,采用TCP协议与远程上位机通信,控制以AD7357为核心的A/D模块进行数据采集。通过对系统稳定性和准确性的反复测试,最终可实现两路A/D以1.5 MS/s采样率对50 Hz⁷50 kHz信号的准确采样并向远程上位机实时传输数据。