基于线激光位移传感器的孔毛刺测量与评价

针对现有仪器不能实现对孔全域的毛刺高度、根厚度及形貌的综合快速测量和无法自动利用测量数据实现毛刺期望评价指标的计算,设计了一套基于线激光位移传感器的孔毛刺测量系统。首先阐述多重反射引起的杂散光及激光成像面和待测孔表面的倾斜对测量精度的影响,并提出了消除杂散光和校准倾斜的方法;接着利用传感器的测量数据开发了一种计算毛刺高度和根厚度的算法,实现了毛刺高度和根厚度沿孔圆周展开的可视化;最后提出以最小二乘中线、算术平均波动和均方根波动为评价指标的描述孔全域毛刺高度和根厚度的量化评价方法。实验结果表明:该系统不仅可以可视化孔全域的毛刺3D形貌和2D波动,还可给出毛刺及其评价指标的量化值,其测量重复度<0.8μm,毛刺高度测量精度为5μm,满足孔毛刺的精确测量需求。     

用于较大水平位移测量的电阻应变式位移传感器

针对目前位移传感器很难直接测得木结构或木构件在转动中产生较大绝对水平位移的问题,研制了量程为±500 mm的电阻应变式位移传感器（WD位移传感器）,应用正交试验法分析WD位移传感器的影响因素,并对其进行设计与制作,拟合了传感器在不同量程下应变位移的分段函数关系,通过计算得出了WD位移传感器的6种静态参数指标。试验结果表明,WD位移传感器克服了传统电阻应变式位移传感器量程小的问题,解决了木结构或木构件发生非直线运动很难直接测得绝对水平位移的问题,且各静态参数指标良好。     

同时测量折射率和温度的光纤传感器

为了实现折射率（RI）和温度的同时测量, 提出了一种双长周期光纤光栅(LPG)结构的光纤传感器. 该传感器由两段LPG组成, 两段LPG所激发的包层模阶数不同, 且两段LPG的包层直径也不同. 理论分析了该传感器实现折射率和温度同时测量的原理, 两段LPG对折射率具有较大差异的灵敏度, 而温度灵敏度也略有不同, 利用灵敏度矩阵可以同时得到折射率和温度的变化. 实验中, 采用两个不同的周期使得两个LPG分别激发不同阶的包层模, 利用化学腐蚀方法使激发高阶模的LPG包层直径减小, 利用不同折射率的液体作为样本进行实验测量. 实验结果表明, 该传感器能实现折射率和温度的同时测量, 并具有高灵敏度和好的线性度.     

基于强度检测的HiBi-PCF-FLM温度不敏感应力传感器

提出一种基于强度检测的高双折射光子晶体光纤环镜(HiBi-PCF-FLM,highly birefringent photonic crystal fiber loop mirror)温度不敏感应力传感器。利用PCF对温度的不敏感性,把一小段HiBi-PCF传感光纤插入到FLM中,可实现温度不敏感应力传感。利用应力作用引起FLM透射光谱移动的特性,由DFB激光作为入射光源,使用光功率计检测经过FLM后的透射光强度,实现基于强度检测的应力传感。当输入波长为1547 nm时,作用于PCF应力与经过FLM后透射光强度的关系可拟合为二次函数,其与实验数据的拟合度高达0.9995。     

单矢量传感器的实验分析

单矢量传感器的有关理论得到了湖试数据的验证."雨滴"噪声场实验验证了声压、振速通道各向同性背景噪声的独立性."拉距"实验提供了方位统计量和互谱统计量,方位时间历程出现了有偏现象,声强谱与声压谱比较,前者有可能获得信号功率谱的一致性估计.提出的3种谱级信噪比的估计方法,适用于实验环境的评估.有秒量级的起伏,积分时间较短的数据样本所提供的实验分析与理论和实际经验有较好的一致性.     

基于光电脉搏传感器的踝臂指数测量

利用发光二极管(LED)和硅光电池研制了一种能检测人体表浅动脉及微动脉血管网脉搏波的光电脉搏传感器,设计开发了基于该传感器的踝臂指数(ABI)测量系统,通过血压事件的光电信号判定算法,提高了ABI的测量精度。对30名实验对象进行了与金标准听诊法的对比实验,采用Bland-Altman法对实验数据进行了分析,结果表明,使用研制的系统测量ABI与听诊法具有较好的一致性。     

一种改进的二维扩展DOA估计方法

经典的DOA估计方法对目标信号源的分布特性非常敏感,导致DOA估计性能严重恶化,为了降低信源扩展对算法性能的影响,该文利用圆阵协方差矩阵的特点,直接由接收信号协方差矩阵的两条次对角线元计算分布式目标到达角,并提出了两种到达角估计方法,即直接由协方差矩阵的两条次对角线得到两维到达角的闭合解,和另一种利用两条次对角线构造最小二乘方程来估计分布源的两维到达角.计算机仿真结果表明,它们对均匀圆阵小角度扩展信号DOA估计具有良好的性能.     

Design of the D2D multicast transmission scheme in the LTE communication system

In order to improve spectrum efficiency and transmission reliability of the LTE communication system, its terminal users can be divided into the D2D communication cluster. Specially, the multicast transmission of data packets in the LTE system can be realized through two hop transmissions, namely, the base station multicasts data packets to all cluster-heads and each cluster-head in the D2D communication cluster broadcasts the received packets. Considering that the links may be unreliable in the D2D communication cluster, the ARQ retransmission algorithm based on network coding is adopted. By establishing the lost-packet list, the cluster-head operates the lost-packets by network coding, and broadcasts the encoded packets to reduce the number of retransmission. Performance analysis and simulation results show that the proposed scheme can achieve almost the same transmission efficiency as the existing scheme, but has a lower computational complexity. Compared with the traditional multicast retransmission scheme based on network coding in the cellular communication mode, the scheme only retransmits the lost-packets in D2D cluster, to reduce the pachets transmission number of base stations and decrease the spectrum resource consumption of the cellular network effectively at a high packet loss rate.     

基于QoS的D2D资源分配算法

D2D通讯技术是5G通讯的一项关键技术,其最大的特点是数据无需经由基站转发并且能够有效地提升系统容量,提高频带利用率.但是它也存在一定缺陷,由于通讯过程中会占用原有蜂窝信道,D2D用户会对原始的小区用户产生干扰,并且这是一个两种用户相互干扰的过程.因此,D2D资源分配成为D2D技术引入的关键.为了克服在“一对一”D2D频谱分配过程中,每个D2D对仅可以占用一个移动信道的分配方式下,新加入D2D用户不一定会使得总容量变大这一问题,文中提出的算法兼顾了资源分配与功率控制两个方面.实验结果表明,在规定每对D2D用户可占用多个基站小区信道,新加入D2D用户不能使系统总容量减小的条件下,新的算法能有效地提升D2D用户总容量.     

基于靶式和悬臂梁的FBG流量/温度同时测量研究

提出一种基于靶式结构和悬臂梁结合的新型流量/温度同时测量的光纤Bragg光栅(FBG)传感器。当流体流过传感器,流速的变化引起圆形靶产生应变,应变传递到等强度悬臂梁1上,进而引起粘贴其上的FBG1波长发生改变,而粘贴在悬臂梁2上的FBG2波长不发生改变;流体温度发生变化会引起FBG1、FBG2波长同时发生改变,且波长改变相同;通过测量两光栅的波长,得到流体的流量和温度。在水和蓖麻油实验得到:传感器的流量测量范围分别是400～2200cm3/s和700～1800cm3/s,温度测量范围是0～100℃。     

微机械三维结构几何尺寸的图像测量

针对微机械三维几何尺寸测量问题,提出了基于CCD光测量技术的图像测量方法,并结合硅微悬臂梁深度和平面尺寸进行了实验研究,其结果可适用类似的三维结构测量。     

采用矢量型转动变量的二维协同转动梁元法

基于先进的协同转动法, 建立可以考虑大位移大转角问题的二维三节点等参梁元公式. 首先将协同转动坐标系固定在单元中部节点上, 并随节点的刚体转动和平动而运动, 然后计算单元节点坐标和位移, 便可排除单元刚体位移的影响, 从而显著降低建立单元切线刚度矩阵的复杂性. 在该梁元中定义了一组矢量型转动变量, 以精确描述梁单元的几何变形, 这种变量为单元节点方向矢量分量的较小值. 采用这种变量, 可以通过简单的矢量变换即可建立起局部变量与整体变量之间的关系, 从而非常方便地将局部单元切线刚度矩阵转换到整体座标系下. 此外, 引入Lagrangian插值函数来描述单元几何形状和位移场, 采用Green应变和第二Piola-Kirchihoff 应力张量来计算应变能, 再通过对单元应变能进行一阶和二阶微分, 得到单元内力矢量和对称的切线刚度矩阵. 通过几个算例分析, 验证了该有限元法的可靠性和计算效率.     

基于WPD和(2D)~2PCA的步态识别方法

为了提高步态识别率,在步态能量图(gait energy image,GEI)基础上,提出了基于小波包分解(waveletpacket decomposition,WPD)和完全主成分分析(two-directional two-dimensional principal component analysis,(2D)2PCA)的步态识别方法.该方法采用基于人体轮廓的GEI来解决步态数据量过大的问题,并采用WPD和(2D)2PCA进行步态特征提取,解决了已有基于小波变换的步态识别方法中高频分量丢失或维数过高问题.在NLPR步态数据库上对该方法进行了评测,并与经典方法进行了比较.实验结果表明:该方法具有更高的识别率和视角变化的鲁棒性.     

基于位移传感器的汽车超载动态监测预警系统

针对物联网中载货汽车异常装载状态动态监测预警问题,基于位移传感器设计了一种高精度带过载保护的汽车载荷状态动态检测装置。结合悬架的动态特性,应用经验模态分解法(EMD)构建了动态检测装置对悬架变形量动态检测信号的处理算法以求解移动中车辆的动态载荷状态。以中国第一汽车集团公司生产的解放载货汽车为试验车、研华UNO2170工控机为车载终端,结合全球定位系统GPS和通用无线分组业务GPRS,设计开发了车辆超载动态监测预警系统平台。经过反复多次试验,系统可以准确地检测车辆的载荷状态,检测误差小于5.0%,实现了监控中心对车辆超载远程实时监测预警。     

GHMDS环境下2D图形设计方法

对应用广泛的2D图形的各种设计方法进了探讨，并介绍其在GHMDS环境下的应用．     

三维视觉扫描系统坐标基准的研究

从理论上分析和研究了三维视觉扫描系统的坐标基准建立了系统扫描全过程的数学模型推导出了普通的非正交传感器坐标系与笛卡尔世界坐标系之间的关系以及系统自动,在线外部标定的坐标变换矩阵。     

基于几何学的无线传感器网络定位算法

提出一种基于几何学的无线传感器网络(WSN)定位算法。把网络区域中的节点分为锚节点和未知节点,假设在定位空间中有n个锚节点,由于受到几何学的限制,实际可行的锚节点序列是有限的,因此利用一种几何方法判断锚节点间的位置关系,从而选取最优的锚节点序列,能够更精确地确定未知节点的位置,并且分析了待定位节点的邻居锚节点数量对定位精度的影响。仿真结果表明,与已有的APS(Ad-Hoc positioning system)定位算法相比,该算法可有效地降低平均定位误差和提高定位覆盖度。     

一种无线传感器网络二维目标覆盖的改进方法

针对二维目标覆盖问题,提出了一种新的量子退火算法,设计了相应的系统模型,并给出了覆盖优化的目标函数。因为以往的启发式算法存在运行停滞等问题,所以为量子退火算法设计了全新的解集生成方式、量子旋转门、量子位测量方法和量子位状态更新方法,加快了算法的收敛速度。将基于量子退火算法的方法与粒子群算法、蚁群算法进行了仿真比较。仿真结果显示,相比粒子群算法与蚁群算法,该量子退火算法能够有效地提升解的质量,检出的目标数有较大幅度的提高。     

D2D communication in a cellular network based on link adaptation with truncated ARQ

A device-to-device （D2D） communication mode underlaying cellular network in a single- cell environment is introduced. A practical method based on link adaptation with automatic repeat request （ARQ） is presented. Link adaptation technique, which combines adaptive modulation and coding （ AMC ） with truncated ARQ, can maximize the cellular UEs＇ data rate under prescribed delay and performance constraints. The proposed method can maximize the total transmission rate when an outage probability is determined. Numerical results show that with proper power control, the in- terference between the two links can be coordinated to increase the sum rate without overwhelming the cellular service.