基于阵列信号处理的变压器内局部放电源多目标定位方法

提出了一种运用阵列信号处理技术实现变压器内多个放电源同时定位的新方法,该方法在变压器内壁安装两个超声波传感器阵列,通过传感器阵列接收目标空间辐射的超声波信号,应用阵列信号处理技术中的空间谱估计理论分析阵列传感器所接收信号的特征信息(信号源数、传播方向),并完成放电源数的估计、放电源方向的估计和放电源距离的计算,进而实现局部放电的多目标定位。仿真结果表明,该方法具有良好的分辨力和估计精度,能有效估计出变压器内多个放电点的空间位置。     

基于关联信息的红外微波复合探测技术研究

针对红外微波复合探测的目标识别问题,提出了基于关联信息的多传感器复合探测目标识别方法,通过红外与微波传感器对真实探测目标和虚假干扰目标的回波差异分析,采用关联信息融合的方法提取相应的特征参数进行对比与分析。在此基础上建立了红外微波传感器探测目标识别的数学模型,并分析研究了基于关联信息的红外与微波复合探测目标识别问题,最后通过实验的方式加以验证并得出结论,该种方法在目标探测及识别方面具有较为显著的效果。     

基于MSP430单片机的坦克打靶模拟系统研究

系统采用MSP430单片机作为坦克打靶系统的控制核心。坦克对＂炮击点＂黑色短线检测使用红外传感器,光靶中心检测使用光敏电阻阵列。系统采用直流伺服电机驱动,通过PID调节器控制其运动。坦克运动过程中,系统通过光敏电阻阵列的反馈信息对光靶中心实时检测,采用PID算法使激光笔始终对准光靶中心,当坦克运动到指定炮击点时,系统执...     

基于FPGA和磁传感器阵列的磁场扫描系统

为实现铁磁性物体的无损检测,设计了一种基于FPGA和磁传感器阵列的磁场扫描系统。本系统采用了FPGA作为主控器,其中包含了AD配置模块、AD接口模块和数据缓存模块,FPGA控制传动装置进行扫描,通过磁传感器阵列扫描将磁场转换为对应的电压信号,通过以AD7768为核心的模数转换模块将电压信号传送给FPGA,实现8路并行高速磁场数据采集,然后在FPGA中通过双线性插值和伪彩色转换算法的处理,把采集的磁场数据转换成磁场分布的图像,存储在SD卡中并在LCD中实时显示。实验中,使用磁场扫描系统对环型磁铁、磁化后的铁丝、内嵌于木板中的铁钉、剥线钳和尖嘴钳进行了磁场扫描,采用基于磁通量与大津法为基础的程序处理,对物体进行定位与识别,定位的均方根误差平均值为3 mm,测量的长度接近实际物体的长度,能够辨别磁性物体的位置和方向,能够通过物体的特征磁场识别磁性物体,达到对铁磁性目标的无损检测和识别的目的。本系统采用了以FPGA ZYNQ7010、AD7768、HMC1001为主的电路采集磁场数据,具有采集速率高、扩展方便、功耗低,能获取磁场空间分布图像等优点,可以应用于铁磁性目标的定位和识别等领域,如安全检测、地下水下的磁性目标探测等。     

基于组合式传感器的智能监视节点设计

设计了一种新颖的组合式地面传感器智能监视网络节点,该节点由新型热释电红外传感器、微波感应位移模块和微型串口摄像机组成。其中,红外传感器和微波传感器分别用于检测横向和纵向移动目标,二者输出的脉冲信号用于触发串口摄像机抓拍目标图像,以避免耗电量较大的摄像机连续工作。此外,微波传感器采用脉冲供电,进一步降低节点功耗。实验结果表明:本红外传感器和微波传感器的目标探测距离均达到40 m,与带有红外补光和图像压缩的大焦距镜头串口摄像机的作用距离相匹配,从而实现了体积小、功耗低、高集成度、适用于野外或室内无人值守的地面传感器节点的设计目标。     

无人直升机轴频磁场信号检测方法研究

轴频磁场信号是无人直升机在机动飞行时产生的一种重要物理场,是一种难以被隐藏的目标特征信号.通过分析轴频磁场信号能实现对无人直升机的检测和识别,并能监测其运动状态.利用磁场传感器采集无人直升机的轴频磁场信号,并利用短时傅里叶变换算法对实测数据进行时频分析.实测结果表明,无人直升机在机动飞行中能产生特定随运动状态变化的5～40 Hz的轴频磁场信号.通过对该特征信号的提取,实现了对无人直升机的准确检测和识别,该探测方法在实测数据的应用中取得了良好的效果.     

Grael脑电放大器与深度学习的手势实时识别研究

手势识别是人机交互的关键。为了能够更好地实现脑电信号与肌电信号的融合,精准地识别人体的运动,本文建立了一套基于Grael脑电放大器的手势动作实时检测识别的研究系统。通过Grael脑电放大器和Curry8系统采集5个通道的8种不同手势的表面肌电信号(sEMG),并对采集到的sEMG信号进行滤波去噪、滑动窗口分割以及特征提取等预处理的操作;最后采用几种常用的分类器与卷积神经网络(CNN)对不同手势的sEMG信号进行实时分类识别。结果表明CNN的识别准确率最高,能达到92.98%;对每个手势动作进行30次实时识别检测,结果显示识别延迟大概在1～1.5 s,实时识别的精度可高达90%。该系统为将来研究脑电信号与肌电信号的融合提供了一个可行的方法,在人机交互方面展现了巨大的潜力和应用空间。     

基于ARM和FPGA的红外热像仪系统设计与研究

红外热成像技术是一种探测与识别目标温度的重要手段。由于目前红外热像仪均采用红外焦平面传感器作为成像核心部件,其成本极其高昂且工作独立性差。针对上述问题,采用阵列式红外传感器作为核心部件,以ARM作为计算协处理单元,以FPGA作为图像核心处理单元,通过设计基于温度值的灰度图像生成与增强算法,在保证实现系统功能的同时降低了系统的复杂度和成本。实验结果表明系统测温精度可达0.1℃,刷新帧率稳定在30Hz,验证了算法的有效性和系统设计的合理性。     

磁性目标定位误差分析及修正

磁性目标定位方法在很多领域都有重要的应用价值,如航空磁性探测,地下矿产检测等。当磁传感器与磁性目标的距离足够远时,磁性目标可以等效成磁偶极子,通过磁传感器测量磁场值和磁场梯度值,依据算法得出定位结果,并对定位误差进行了分析,主要是系统误差和随机误差的分析。通过对传感器间距(即基线距离)引起的误差进行分析,提出使用迭代校正方法对误差进行修正,对于磁矩强度为2 Am~2的磁偶极子,在70 cm范围内不同基线距离的梯度传感器通过迭代校正方法可以将误差由10%以上降低到5%以下;通过对磁性目标磁矩方向引起的误差进行分析,提出使用广义逆矩阵法来消除磁矩方向变化引起的盲区问题,由此可以实现无盲区的探测。     

非接触式距离测量系统

接近传感器可以在不与目标实物接触的情况下检测到靠近传感器的金属物体位移。该系统以C8051F310为主控制器,通过连接接近传感器,实现非接触式距离测量。接近传感器的模拟输出信号经过信号调理、ADC转换,变换为数字信号,传输给单片机。单片机根据传感器的输出信号和检出物体的距离关系,通过计算处理接近传感器的输出信号,获得检出物体的位移距离,并在显示屏实时显示检出物体的位移距离。本系统经过测试和实验,实现了非接触式距离测量,并设计了高精度显示和全量程显示2种界面。     

基于粒子滤波的运动机器人目标定位

机器人完成各种应用的前提是准确获知自身及运动目标的相对位置,由于机器人在运动控制的过程中自身携带的传感器获取的位置和角度信息存在误差,会导致移动机器人在目标定位过程中出现误差。为提高定位的准确性,提出了基于相对定位的方法,建立目标运动的相对运动模型,并基于观测距离和角度的测量方程运用粒子滤波方法对运动目标进行定位,实验与仿真结果表明,在不同强度的非高斯噪声影响下,粒子滤波算法都能够有效的对其进行定位,且具良好的精度。     

Detection of moving object by mobile stereo omnidirectional system (SOS)

Moving object detection with a mobile image sensor is an important task in robotics and computer vision, when considering the practical use of robotics in human environments. In this paper, we propose a robust method that detects moving objects in the environment using the omnidirectional depth information obtained by a mobile Stereo Omnidirectional System (SOS). In order to detect only the moving objects within the depth image that are obtained by a sensor in motion, we first estimate the ego‐motion of the sensor, and generate a predicted depth image for the current time from the depth obtained at the previous time by only considering the ego‐motion of the sensor. Then the predicted depth image is compared with the actual one obtained at the current time, and the inconsistent regions are detected as moving objects. When the sensor moves, occlusions will occur in the scene and they will cause false detections. However, these false detections can be suppressed by estimating the occlusion regions using the ego‐motion parameters of the sensor and the jump edges in the depth image. The effectiveness of the method is shown with experimental results for a real environment. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 152(3): 29–38, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience. wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20155     

基于贝叶斯估计的气体污染源方位辨识

气体污染源的方位辨识是监控部分企业废气超标排放及治理空气污染的一项重要措施。针对气体污染源的方位辨识问题,设计了基于贝叶斯概率模型的污染源方位辨识的多传感器检测系统,该系统使用4个气体传感器组建检测系统,4个传感器按照90°间隔均匀等半径放置,系统可辨识16个方向,分辨角度为22.5°。首先对八个标准方向进行标定,确定八个方向的先验概率,再根据八个方向的先验概率和4个传感器检测到的实时样本值,由贝叶斯模型计算各方向后验概率,进而由各后验概率来确定气体污染源的方位。实验表明,基于贝叶斯模型的气体污染源方位辨识方法是可行的、有效的。     

基于强度-梯度映射与多方向中值滤波的红外弱小目标检测算法

为了能够在复杂环境下准确定位出弱小目标,依据目标的高斯形状特性,设计了强度-梯度映射耦合多方向中值滤波的 红外弱小目标检测算法。 首先,根据红外图像在 4 个不同方向的强度均值,对经典的中值滤波进行改进,以有效抑制复杂背景 中的噪声。 再基于弱小目标的中心像素,获取整个红外图像的强度信息。 将红外图像沿着半径方向分割为 4 个子块,并建立每 个子块的极坐标系统,以计算其对应的梯度值。 依据最大与最小梯度值的比率,得到整个红外图像的梯度信息。 再将强度与梯 度信息实施融合,得到背景抑制图像,以增强红外弱小目标。 最后,利用强度-梯度映射中的非零像素均值来计算阈值,对背景 抑制图像实施分割,准确定位弱小目标。 测试数据显示,与已有的红外弱小目标检测方案相比,所提算法具备更高的检测准确 性,可完整地识别出目标,呈现出更为理想的 ROC(receiver operating characteristic)曲线。     

基于空-频域映射与虚警抑制的弱小目标检测算法

为了有效控制红外弱小目标检测过程中的虚警率,提高复杂云背景下的目标检测准确度,提出了基于空域-频域映射与虚警抑制的弱小目标检测算法。根据红外中心像素不同方向上的强度值,构建了方向最大中值滤波器,有效消除噪声;并利用中心像素与其邻域像素的强度差异,形成背景抑制滤波,充分增强弱小目标;考虑云区域的特有属性,联合非线性滤波,定义了云区域识别机制,提取空域映射;引入Butterworth差异低通滤波器,对去噪图像中的显著目标完成初步识别;基于其幅度信息,进行显著目标的精细检测;再利用细显著性检测结果,计算阈值,利用二值分割方法来获取去噪红外图像的频域映射;联合空域映射与频域映射,提取红外图像中的候选目标;根据真实动目标与虚警之间的运动特征差异,利用多尺度改进的管道滤波来抑制虚警,准确识别出真实目标。实验数据表明,相对于已有的弱小目标识别方案,所提方案能够准确地识别出真实目标,拥有更好的ROC特性曲线。     

汽轮发电机组轴心轨迹进动方向自动识别新方法

轴心轨迹是汽轮发电机组振动状态监测与诊断系统中的一个重要特征，轴心轨迹的自动识别包括形状，进动方向和稳定性3个方面，文中给出了一种自动识别轴心轨迹进动方向的新方法，首先整周期采集转子两个相互垂直方向振动位移信号，经拟合得到轴心轴迹图，然后截取某一旋转周期内的采样点，形成一平面复杂多边形，利用平面图形的平移旋转变换判断此复杂多边形各顶点的凹凸性和多边形在各项点处的旋转方向，从而得到轴心轨迹地进行方向，仿真和实验分析表明：该方法能有效识别常见轴心轨迹的进动方向。