数字摄像能见度仪的白天能见度算法设计

数字摄像仪测量白天能见度过程中,由于目标物的非黑体特性、天空亮度分布不均匀性和遮挡物的存在,造成常用的双亮度差方法不能准确计算能见度。为此设计了一种新的基于数字摄像机的白天能见度算法:将数字摄像机获取的彩色图像分割后留下背景天空区域,对目标区域进行天空信息重建,通过估计透射率计算能见度值。实验数据表明,该算法在能见度观测范围1 500～3 000 m内最大误差小于20%,符合世界气象组织对能见度仪的误差要求,并在天空亮度分布不均匀并存在遮挡物的情况下得到良好的观测结果,测量结果比双亮度差方法误差减小2.4%～3%。     

新型能见度自动观测系统研究

针对国内外迄今还没有真正符合能见度定义的能见度自动观测仪问世的严峻局面,采用数字摄像技术,根据人工观测能见度原理,研究新型的完全符合能见度定义的数字摄像能见度自动探测系统。通过开展数字能见度仪、光学能见度仪以及人工观测能见度比对实验,分析数字能见度仪的观测性能。比对结果表明:该系统运行稳定可靠,达到预期设计指标。本研究为国内外雾霾及能见度自动观测提出了一个可行的解决方案。     

基于SM2210 USB数字摄像系统

文中介绍基于SM2210芯片的数字摄像系统的硬件结构和软件开发，实现音／视频信号的实时采集和MPEG数字化压缩存储。     

DNQ1型前向散射能见度仪现场校准系统设计

为了方便技术人员利用校准组件对DNQ1型前向散射能见度仪进行现场校准,设计了具有校准功能的软件系统,也可用于设备故障检测。利用系统对海南省多个台站的能见度仪进行现场校准,满足了能见度仪校准的功能需求,缩短了现场校准工作时间,校准结果表明校准后信号强度值误差均在±5%范围内。在现场校准中发现能见度仪长期保持干净状态,则信号强度误差保持在±10%内;如果仪器安装在靠近马路等尘埃比较多的位置,则信号强度误差会超过±10%,因此需要经常清洁镜头和校准。     

能见度仪校准系统的不确定度评定分析

能见度仪校准系统作为能见度校准的标准器,其不确定度直接影响到前向散射式能见度仪的校准结果。介绍了国家级能见度仪校准实验室的能见度仪校准系统的组成和校准方法,分析了校准系统不确定度的主要来源,依据国家计量校准规范JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》,利用能见度测量数据,对校准系统A类和B类不确定度进行了评定分析,并对3台前向散射式能见度仪进行了校准试验。结果显示,整个校准系统在能见度3 000 m以下,扩展不确定度为5.8%,校准后的3台前向散射式能见度仪在100、500、1 000、1 500、2 000、3 000 m六个测试点的相对误差,最大为7.8%,最小为1.8%,满足能见度仪校准和实际观测要求。     

测量用电流互感器数字补偿算法

为了提高测量用电流互感器（CT）的精度,通常采用高磁导率的材料和大横截面积的核心使励磁电流最小化,这种做法会增加CT的制造成本。提出了一种提高测量用CT精度的数字补偿算法,根据副边电流测量值和铁心磁化特性,通过算法计算并补偿励磁电流来提高测量用CT的精度,仿真和实验验证了该算法的有效性。     

电子数字毫秒仪测量结果的不确定度评定

通过对时间测量的实例，介绍了用电子毫秒仪测量时间的测量不确定度的计算方法，并对其测量的可信性作出评价。     

数字采样法功率测量的相位补偿算法

当采用交流同步采样技术进行功率测量时由于频率变化,或电压、电流通道不能完全同步等原因将造成相位偏移,从而引起测量误差。本文提出了对这种相位引起误差的一种补偿算法。通过计算机仿真计算,给出了仿真计算结果,证明能有效地提高功率测量准确度。     

基于USB2.0的数字摄像系统设计

给出了基于图像传感器OV7660和USB2.0接口的数字图像采集系统设计方案,介绍了硬件电路的设计思路及组成.在此基础上,详细分析了USB2.0单片机控制图像传感器的采集时序,描述了初始化设置图像传感器内部寄存器,读写时序配合的固件程序和将采样数据形成图像实时显示到上位机的图像处理软件.实验表明,该系统软硬件能够很好的配合工作,完成空间图像的实时采样,并且能够实时显示图像,画质优良.     

基于彩色摄像和光谱分析联合测温方法的电弧温度场分布测量

温度是描述电弧物理特性的关键参数,掌握电弧温度分布随时间变化的规律对分析电弧燃烧机理及其对触头的烧蚀过程具有重要意义。利用彩色高速摄像机和光谱分析仪进行联合测温,得到电弧温度场空间分布随时间的变化规律。通过开距可调的电弧发生装置产生稳态电弧,进行测温系统标定,得到了稳态电弧温度场分布。在此基础上研究了不同稳态电流下电弧温度场分布,得到了电流对于标定系数及电弧温度场分布的影响规律。     

基于红外半球摄影的无线叶面积指数传感器设计

叶面积指数（leaf area index, LAI)是研究林地生态系统和植被冠层结构的重要参量,高效、准确地测量LAI是森林资源清查工程中的一项重要工作。传统的LAI测量方式需要人工手持仪器至现场测量,费时费力,近年来随着物联网技术的发展,利用无线传感节点测量LAI的技术逐渐走向成熟,但仍有部分问题亟需解决。本文提出了一种基于红外半球摄影（digital infrared hemispherical photography, DIHP）的LAI测量方法,设计了针对红外摄影颜色空间的自适应分割算法,并部署在边缘计算平台“树莓派”上,解决了传统半球摄影法（digital hemispherical photography, DHP）容易受环境干扰的问题。所设计的传感节点测量值与手持式植被冠层分析仪HM-G20比较相关性显著,R值达到了0.99691,平均测量准确度可达93.57%,比DHP方式提高了13.85%。该DIHP节点运行功耗较低,满足林业物联网长期实地部署的要求,具有极大的应用前景。     

精密交流数字电桥准确度分析

针对精密交流数字电桥计量与使用过程中,行业内普遍采用基本准确度作为仪器最终技术指标的现状,研究分析了精密交流数字电桥原理及影响测量准确度的因素.详细阐述了数字测量仪最大允许误差的计算方法,以E4980A为典型型号给出了电容参数"逐点计算方案",相同测量点的计算结果较传统的计算方法最大相差±11.95％,结果表明所提计算...     

微机控制测量系统中数字滤波器设计

在传统数字滤波器算法的基础上,本文论述了微机控制测量系统滤除高频随机干扰时新的数字滤波器的设计思路和设计算法,该数字滤波方法是利用测量误差理论中的肖维勒准则来剔除异常干扰值,用以削弱高频随机干扰尖脉冲。仿真表明,本方法优于传统的去除最大、最小值的平均值方法,是一个较为理想的测量系统滤波方法,有应用和研究价值。     

基于C#的数字存储示波器控制软件设计与实现

基于C#语言,开发设计了数字存储示波器的控制软件,通过调用VISA函数和发送SCPI指令,实现了远程控制示波器采集数据、设置参数、显示波形等功能。利用双缓冲技术解决了波形显示时产生闪烁的现象,利用GDI+动态绘图技术和“图层”技术实现波形的光标测量功能。控制软件易于更新和扩展,在电子测量系统中具有很好的应用前景。     

基于多路数字移相时钟的瞬时测频模块设计

本文根据时钟数字移相原理,提出了一种新的瞬时测频方法,适用于捷变频雷达测频系统。该方案利用FPGA芯片内部的PLL产生了16路同频率但不同相位的移相时钟,结合等精度测频的原理,在实际闸门开启和关闭的时刻分别记录这16路时钟的电平信号得到时钟相位代码,通过代码转换和计算获得标准时钟计数值,等效为将单路标准时钟的频率提高16倍。实验板验证结果表明,该方案电路简单、成本低、性能稳定,能满足技术指标要求。     

基于SVM的变电站保护室数显仪表数字识别方法

为研发一种适合电网运检用户使用的变电站保护室巡视机器人装备,提出了一种基于支持向量机（SVM）的变电站保护室数显仪表数字识别方法,用于对机器人所拍摄的数显仪表数据进行自动化识别和监测。首先对机器人所拍摄的图片进行自定义阈值分割,并寻找连通域的最小外接矩形,获取图像中的数显仪表区域;然后对获取的数显仪表区域依次执行灰度化、中值滤波、图像增强、数字分割、自适应二值化和归一化操作,实现对数显仪表区域的预处理,获取单个数字;最后,将经过小数点处理后的单个数字图像块输入构建的多元SVM分类器,实现对单个数字的识别。实验结果表明,所提出的方法能够达到96.3%的正确识别率,可用于变电站保护室小型巡视机器人的智能巡检工作。     

基于FPGA的高速激光照相系统的时序控制器设计

高速激光相照系统以双目视觉为基础,利用脉冲激光器作为光源照亮弹丸,使用高速相机进行拍照,获取弹丸在飞行过程中的图像进而获得弹丸运动以及姿态参数。时序控制器是连接相机、脉冲激光器、触发靶等设备的关键部件,主要功能是控制系统各部分之间的时序,同时还有计时功能。时序控制器可根据要求输出相机启动触发信号和多次脉冲激光器闪光信号。在相机快门打开的时间内激光器多次闪光,相机可在一次曝光时间内拍摄多张图像,实现对高速飞行的目标弹丸进行拍照。     

时域抗JPEG压缩数字水印算法的设计

本文首先介绍数字水印的含义、用途和基本特征;然后详细说明了为了隐藏秘密信息,防止针对图像有意或无意的攻击,设计了基于时域的抗JPEG压缩数字水印算法,并讨论了水印嵌入过程中各个参数在调节水印不可感知性、鲁棒性和容量3者关系时的作用;最后,本文列出了不同攻击下水印嵌入的效果和水印提取的结果.其结果表明,该方法可以针对所经受的JPEG压缩程度以及其他攻击的强度,自由调节各个参数,以达到水印不可感知性、鲁棒性和隐藏信息容量之间的平衡,并保证隐藏信息的完整性.     

用于测量数字电路抖动的波形扩展方法

为了解决当下无法实时地对芯片内高频数字信号抖动进行精确测量等问题,本文提出了一种可以将高频数字方波信号低频化的扩展器电路结构。该扩展器对高频数字信号的边沿进行采样和输出,在完整保留信号抖动的同时将输入的高频数字信号实时展开成周期为预设值的低频方波信号。晶体管级的仿真实验和MSI（Medium-Scale Integration,中规模集成电路）板级验证表明：该方法能扩大信号相邻边沿的时间间隔,同时保留原信号的抖动特性,可以用来测量频率达数吉赫兹的高频数字信号的抖动且测量精度非常高（误差小于0.7%）。该扩展器结构简单,可集成于芯片内部用以实时且精准地测量片内高频数字信号的抖动。     

数字化变电站的主要特征

在变电站自动化领域中,智能化电气的发展,特别是智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现,变电站自动化技术即将进入数字化新阶段。主要论述了变电站自动化有关的技术要求和基本的功能配置和数字化变电站自动化系统的特征、结构及功能划分等。