PCA算法和数学形态学理论在踝臂指数测量中的应用

踝臂指数(ABI)的准确测量在临床医学诊断中具有重要意义.在测量踝臂指数时,准确测量上下肢收缩压是测量的关键.当袖带加压到可以阻断血管中血液流动时开始缓慢放气,脉搏重新恢复波动的第一个脉搏波所对应的袖带压力就等于收缩压.由于在袖带加压时,不能完全阻断下肢所有血管的血液流动,这样很难准确测量下肢动脉的收缩压.利用PCA算法将混合的脉搏波信号进行分离,对分离后的脉搏波数据用数学形态学的形态梯度理论进行处理.实验表明:将采集的脉搏波信号分离后,应用基于数学形态学的形态学梯度理论可以成功找到脉搏波重新恢复波动的起点,从而可以准确地测量ABI.     

基于弹性腔模型的下肢脉动信号仿真

脉搏波包含人体的重要生理信息,对下肢脉动信号进行仿真研究,有助于辅助临床诊断和疾病预测。根据电网络模型理论,将下肢各段动脉等效为串并联弹性腔,建立了下肢动脉仿真模型。通过matlab/simulink对该模型的脉搏波在不同动脉顺应性和外周阻力的条件下进行仿真分析,得到正常与病理状态下足背动脉脉搏波的仿真波形。结果显示,当血管顺应性减小时,收缩压升高,主波波峰前移,脉压差增大;外周阻力增大时,脉搏波上升支的幅度与斜率均增大,脉压差增大,仿真结果与实测基本吻合。该模型能较有效模拟血管不同生理参数下的脉搏波,对血管疾病的诊治和相关医疗仪器的开发具有一定应用价值。     

计算机辅助非侵入式血管测量与诊断系统

非侵入式血管测量技术是近年来发展迅速的新兴医学诊断技术,用于周围静脉、动脉和颅外动脉的直接检测,可对潜在的肺栓塞、冠心病和中风等疾病作出早期诊断,具有安全可靠、诊断准确、费用低等优点。与其他诊断技术不同之处是,该技术通过直接检测血管的血流波形、血流量和收缩压等信息来诊断血管阻塞或病变的部位,因而测量部位多、诊断过程较复杂和费时。为了提高测量效率和诊断的准确性,新一代的非侵入式血管测量仪器已开始采用计算机辅助测量和诊断技术,促使血管测量与诊断过程向标准     

基于双全站仪的中子谱仪样品台位姿标定方法

中子谱仪样品台是实现样品上待测量点精确移动到衍射点并实现待测量矢量与Q散射矢量对齐的功能,从而进行残余应力测量。提出了一种基于双全站仪的位姿标定方案来实现样品台的以上功能,采用双全站仪测量系统和便携式激光扫描臂系统对各个坐标系进行标定。分别设计了样品坐标系、四轴样品台坐标系、中子谱仪衍射坐标系和全站仪坐标系的标定方案,并精确地设计了基于基准球的标定方案,由刚体变换法求得样品坐标系和全站仪坐标系之间的位姿转换矩阵,对样品上待测量点进行运动求解得到样品台的运动指令,并进行了实验验证。实验结果表明该方案能实现待测量点精确移动到衍射点,使待测量矢量与Q散射矢量对齐。     

绳驱动并联踝关节康复机构设计及运动性能分析

交通事故和中风后的神经损伤会导致下肢伤残,使得患者无法完成抬脚之类的简单动作.为了帮助患者恢复运动能力,提出一种适用于脚踝康复的3自由度绳驱动并联机构.首先介绍了绳驱动踝关节康复机构的结构.其次利用牛顿-拉夫逊迭代法和封闭矢量环法计算了位姿正反解,建立了速度雅可比矩阵.通过对驱动绳索的张力进行分析,优化了张力分布并求解了机构的工作空间.最后,基于雅可比矩阵分析了机构的运动性能.结果表明在规定的工作空间内机构无奇异点,有良好的运动灵巧性和刚度性能.而且设计的等效球面副和动平台使得机构的转动中心较好地与踝关节的转动中心相重合,相比现存的踝关节康复机器人更具优势.综上,设计的机构适合脚踝康复训练.     

基于MEMS仿生矢量水听器的水声定向研究

MEMS矢量水听器不仅可以测量声压信号,还可以测量质点的振速信号,它具有与频率无关的偶极子自然指向性.单一的矢量水听器就能够测量水中的声压和质点振速.利用矢量水听器的这种特性,结合波束形成原理,采用数字信号处理(DSP)技术,设计了基于MEMS仿生矢量水听器的水声定向系统,并进行了实际测试,结果表明:该系统能很好地实现对目标360°方位的定向功能.     

一种基于指数积的移动机械臂联合标定方法

提出一种基于指数积的移动机械臂联合标定方法,以实现移动平台和机械臂两者间位姿标定与机械臂运动学参数标定模型的统一.机械臂运动学参数标定使用最多的是基于D-H参数法,但D-H参数法无法克服相邻关节平行或接近平行时的奇异性问题,以及建模过程复杂、建模后的模型通用性差等问题.基于指数积的移动机械臂联合标定方法建模时不会因为关节轴平行而出现奇异性问题,建模过程简单.通过对整个系统的运动学方程进行微分运算,获得末端位姿误差和移动机械臂零位状态旋量误差及关节旋量误差的线性化模型.利用伴随矩阵方式建立关节旋量理论值与关节旋量实际值的关系,并通过改变伴随矩阵实现基于最小二乘法的参数辨识计算过程中参数更新.使用高精度激光跟踪仪作为测量工具,通过实验验证所提出方法的有效性.     

基于声矢量传感器阵的酉MUSIC算法

声矢量传感器同时拾取空间同点的声压振速信息,为阵列信号处理提供了更多的信息。酉MUSIC算法可以降低计算复杂度,提高方位估计性能。综合二者优点,提出了基于声矢量传感器阵的酉MUSIC算法。构造了广义转换矩阵,通过合成复观测数据及其共轭,实现了协方差矩阵的实值特征分解,降低了计算量。仿真与湖试结果表明,与已有算法相比,该方法具有计算量小和背景噪声低等优点。     

基于最陡下降的稳健LCMV波束形成算法

针对期望信号假定导向矢量与真实导向矢量存在误差时,常规LCMV算法性能急剧下降,提出了一种针对指向误差、阵元位置误差和相位误差的基于最陡下降的稳健LCMV波束形成方法。利用最陡下降法递归搜索最优权矢量和约束导向矢量,避免了常规LCMV算法的矩阵求逆运算和变对角加载时的特征值分解,所需运算量大大降低;又因不属于对角加载,不存在加载值确定问题。仿真结果表明,新方法对期望信号导向矢量的各种误差有很好的稳健性。     

不同步速下人体步态规律的测量与研究

为研究人体下肢不同步速下的运动规律,采用了基于人体运动图像的检测系统和人体关节角度测量装置,对人体在跑步机上行走时下肢关节运动轨迹和关节角度进行了测量,通过Visual C 6.0和Matlab混合编程实现对运动图像和标志点的信息采集.对测量结果进行了处理和分析,不同步速对腰部、髋关节、膝关节在矢状面内前后、上下的运动轨迹影响不显著,随着步速的提高,脚踝从支撑相到摆动相的运动空间范围增大,支撑期在步态周期中所占的比例减小.     

一种智能大气数据测量系统的设计与实现

大气数据测量系统是飞行器的重要组成部分,为飞行控制系统提供高度和速度等重要的信息源,设计了一种采用硅压阻传感器和DSP技术实现的大气数据测量系统,建立了系统的数学模型,提出了系统的组成方案,给出了系统的工作原理图和部分硬件电路图等,对系统的误差源进行了分析和消除,最后对系统进行了具体实现;该系统已投入使用,实践表明,其测量精度高（气压高度精度可达5m）、可靠性高、智能化程度较高。     

分布式光纤测温系统及高速数据采集与处理

分布式光纤测温系统是一种用于实时测量空间温度场分布的传感器系统。介绍了一种以数字信号处理器(DSP)为核心,以并行高速流水线式A/D转换器、先入先出队列芯片(FIFO)、可编程逻辑器件(CPLD)为主体的分布式光纤测温系统。其数据采集速率每秒可达10×107次,空间分辨力达1m,温度分辨力为1℃,并能直接在主机中解调出温度数据。     

声纳实时信号处理机的ADSP21020实现

用ＡＤＳＰ２１０２０ 浮点数字信号处理器实现声纳数字信号处理机,使传统的声纳数字信号处理机大为简化,仅用３ 片ＡＤＳＰ２１０２ 芯片,再配上外围电路,即可实现对４８ 波束、３２ｋＨｚ 采样速率的输入信号进行处理,并输出至后置分机或显示控制台。研究结果表明,ＡＤＳＰ２１０ＸＸ系列ＤＳＰ芯片特别适合于多路数字信号处理。     

差压式涡街质量流量计信号处理系统的研制

差压式涡街质量流量计是一种新型的质量流量测量装置,通过测量旋涡发生体上下游管壁处的差压,同时获取涡街频率信号和压力损失信号.为了将差压中这两路信号分离并准确测量其值,研制了采用程控放大、自适应滤波技术及FFT算法的信号处理系统.实验结果表明,该信号处理系统能够准确地从差压式涡街质量流量计输出信号中测得管内流体的质量流量值,同时改善了装置的抗干扰能力和通用性,提高了涡街频率测量的准确度,并且具有结构简单、成本低、适用性广等优点.     

Systolic Array Synthesis using SFG Representations

One of the important design problems in systolic array processing is the development of a systematic methodology for transforming an algorithm represented in some high level constructs into a systolic architecture specified by the timing of data movement and the interconnection of processing elements such that the design requirements are satisfied. In this paper a method using the SFG (signal flow graph) of a given algorithm to design systolic arrays through graphic mapping and retiming is presented. An algorithm is first represented by a DG (dependence graph). Then the DG is mapped into an SFG by a graph projection. Cut-set retiming procedures are then applied to derive a regular localised SFG from which a systolic array design can be obtained for the given matrix examples i.e. LU and QR decompositions.     

基于DSP的扫描平台电机控制系统

用于大尺寸测量定位的工作空间测量定位系统(WMPS)是多站光电扫描交汇测量系统的简称,优点在于多点实时测量与跟踪,测量精度高.平台旋转运动的稳定是保障测量系统高精度的首要因素.采用空间电压矢量调制(SVPWM)方式驱动电机,可有效地减小电机的转矩脉动和输出电压谐波.采用锁相环的反馈控制方法,配合电机上的光电码盘,可以实...     

一种自适应软判决反馈均衡器设计及性能分析

对于存在深度衰落的多径信道,用判决反馈均衡器能得到好的补偿效果,但是传统判决反馈均衡器的设计中,所用的误差函数在信号星座图点的周围发生跳变,由此引起误码率的增大。采用新的误码函数设计,使用平滑的误差函数取代传统设计。仿真表明,误比特率在10-3至10-4时,新设计得到约0.l～0.2dB的处理增益;在低信噪比时,新设计的误码率低于传统设计。     

滑油压力表信号测量和处理电路设计

针对现有飞参记录仪中发动机滑油压力参数测量误差大的问题,在分析测量电路工作原理的基础上,提出了在飞参外部加装电压信号测量处理电路的解决方案,并设计了实际电路,对测量结果进行了分析,从而在不改变飞参设备内部硬件结构的条件下,实现了滑油压力信号的准确测量,可为发动机监控提供重要依据。     

新型集成化淤泥探测仪的设计与应用

为了提高清淤准确度,使用光电传感器和压力传感器以及相应的调理电路,采用上位机控制下位机的方式,研制出一种能够同时测量浮泥层密度和相应的液位以及淤泥底部的集成化探测仪。通过实验对传感器进行了标定。测量结果可以在上位机软件界面实时显示并与时间一起保存在上位机上。在软件界面可以修改系数对传感器进行校准。实际应用表明:该探测仪测量准确,实时性好,使用方便,能够起到指导清淤的作用。