一种用于介入式内窥手术的多传感融合定位方法

在介入式内窥手术中,需要对手术器械精确定位。传统电磁定位(EMT)方法因稳键性低、复杂度高,难以应用于临床。为解决上述问题,在电磁系统的基础上加入惯性传感单元(IMU),实现了多传感定位方法。多种传感信息的融合可提高系统的抗干扰能力。同时,惯性子系统可降低电磁系统的复杂度,提高整体的实用性。实验结果表明,姿态跟踪误差低于1°,位置定位误差低于3mm;即使存在干扰,姿态误差也可被控制在3.5°以内。精度达到临床应用要求。     

基于压电陀螺的测斜仪硬件研究与设计

提出了基于压电陀螺的矿井测斜系统,以解决磁强计或传统测斜惯性仪表在小井径或套管井测量领域的受限性。介绍了陀螺测斜仪的系统集成方案,并采用TMS320F281X DSP实现了数据采集、数字滤波和实时解算。所设计的试验样机倾斜方向角测量范围0°~360°,误差在±0.2°以内,倾斜角测量范围0°~15°,误差在±0.04°以内,达到探矿用井的测量要求,并具有体积小,成本低,性能稳定的特点,具有完全实用的工程应用价值。     

基于BP神经网络的测斜仪方位角误差补偿研究

介绍了陕北石油基地常用磁性电子测斜仪的结构和测斜原理,分析了其本身和工作过程中可能存在的误差及其来源。对井眼姿态测量中主要测量参数之一的方位角,利用前馈神经网络算法,建立了以实测井斜角和方位角构成的二维向量为输入、标准方位角构成的一维向量为输出的三层误差反向传播网络(BP)模型,并用测斜仪的测量数据进行了测试。测试结果表明,采用该BP神经网络补偿算法,可将方位角的实际测量精度从±2.1°提高至±1.7°以内,误差补偿效果较好。     

基于C8051F021和GMR的焊枪自动定位系统设计

为了解决黑色金属焊接过程中焊枪悬浮高度定位GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻)传感器信号的处理问题,提出了以SoC(System on Chip,片上系统)C8051F021构建的数据采集与处理电路,并采用时间触发器分时处理方法,设计焊枪定位检测系统.试验表明:该系统实时性能好,抗干扰能力强,焊枪定位误差达到±0.1 mm,能满足生产实际要求,具有良好的实用价值.     

基于加载CSSRR复合左右手传输线的22.5°移相器

利用复合左右手传输线独特的相位特性,设计了一个新型零相移的逆开口谐振单环(CSSRR),在此基础上,设计了一个22.5°移相器,并对其进行了加工和测试.实测结果表明,该移相器工作频带内相移误差在±0.56°以内,插入损耗优于1.13 dB.实测结果与仿真电路吻合较好,证明了所提出方法的正确性和有效性.     

基于虚拟仪器的声脉冲法隔声测试技术研究

针对声脉冲法隔声测试的需要,基于虚拟器技术构建了隔声测试系统,并对一块五合板试件的隔声量进行了实际测试以验证系统的可靠性。结果表明,4000Hz以下的频段,测试值与理论值吻合得较好。误差在5dB以内。该方法节约了测试成本,可实现非消声室环境下对结构隔声量的测量,对噪声控制工程具有一定实用价值。     

双天线航向测量与惯导姿态组合指向方法研究

针对传统双天线GNSS/MEMS＿INS松耦合组合系统在高精度指向对准应用中,由于子系统测量基准不一致产生标定误差,从而导致系统输出载体方位角误差大、精度低等问题,提出了一种基于指向角解耦的组合方式来降低该标定误差对方位角的影响,使组合系统的方位角误差控制在±0.1°以内。首先对传统组合方式的指向角测量展开分析,指出问题所在,然后分别介绍了传统组合方式模型和改进之后的组合模式,最后以传统组合系统为参考,对两种组合方式进行实地测试分析。实验结果表明,改进之后的组合系统相比传统组合系统在方位角测量均值上提升了0.082°,与真值相比误差仅为0.046°;方位角测量精度为0.236°,相比传统模式提升了0.842°。可应用于高精度指向对准场景中。     

声阵列与光探测组合测试弹着点坐标的研究

在立靶密集度测试中,为构建更大的测试靶面(10m×10m),且要求测试系统具有较高的精度,在声探测阵列中增加了光探测器,组成了一种新的测量模型。该模型既具有声阵列能构成巨大测试靶面的特点,又通过引入光探测来提高测试系统的精度。推导了该模型的测量公式,并进行误差分析和仿真,得到了x坐标误差为5mm、y坐标误差为15mm的理论测试精度。     

一种基于惯性传感的自适应手术导航方法

针对介入式内窥手术中手术器械实时定位的需要,提出基于惯性导航的手术定位方法,该方法既能够有效避免传统光学定位(OPT)中视线遮挡引发的定位区域受限问题,又能够克服电磁定位(EMT)对磁场干扰过于敏感的问题。从姿态估计与位置定位两个方面分析了传感器干扰的影响,并改进了已有的抗干扰技术。实验结果表明,在磁干扰情况下,姿态估计的误差在3°以内,位置测量的误差在4 mm以内,均达到临床应用要求。     

基于MSP430的射频热疗系统设计

为了解决射频热疗中温度控制不精确的问题,设计了基于MSP430的射频热疗系统。采用红外温度传感器MLX90615测量靶区温度,利用PID算法对MSP430输出的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)波的占空比进行调节,通过闭环系统实现了对射频热疗温度精确控制。使用键盘对温度进行设定,液晶屏实时显示测量温度值。经实验测试,本系统稳定可靠,温度控制误差在±0.5℃以内,具有良好的应用前景。     

Ku频段卫星通信链路计算

卫星通信具有容量大、成本低、抗干扰性能强、覆盖面积广和通信距离远等优势,已成为舰船通信的重要手段。针对Ku频段卫星通信的特点,提出了一种链路计算方法,并给出了岸基发送站、卫星转发器和接收系统的参数,通过实例分析,计算上行发送站的EIRP、接收站天线的方位、链路降雨衰减、链路载噪比及链路余量等,从而设计出合理的链路预算。     

基于上升过零点检测的室内双传声器声源定位

提出了一种基于上升过零点检测的双传声器声源定位方法,该方法可以根据双传声器信号时间差样本的统计特性求得信噪比,再统计满足信噪比要求的可靠时间差样本,将其转换成对应的方位角样本,最后根据样本数量的统计分析结果确定声源方位。针对不同声源、信噪比及混响条件,在实际房间中进行了定位实验。结果显示:该方法对宽带声源具有更好的定位效果;定位精度受信噪比的影响很小,但受室内混响的影响显著。     

基于视觉、听觉系统的声源水平方位定位

针对空间声源水平方位定位的精度问题,提出了利用基于软域值的小波分析方法对声源信号进行去噪处理.在此基础上,利用机器人的听觉系统对目标声源的水平方位进行粗定位;通过双目立体视觉系统对粗方位进行一定的矫正、补偿,实现方位的精定位.实验证明,提出的由粗到精的定位策略和方法具有较高的定位精度.     

基于时频单元选择的双耳目标声源定位

针对复杂声学环境下,现有目标声源定位算法精度低的问题,该文提出了一种基于时频单元选择的双耳目标声源定位算法。该算法首先利用双耳目标声源的频谱特征训练1个基于深度学习的时频单元选择模型,然后使用时频单元选择器从双耳输入信号中提取可靠的时频单元,减少非目标时频单元对定位精度的负面影响。同时,基于深度神经网络的定位系统将双耳空间线索映射到方位角的后验概率。最后,依据与可靠时频单元相对应的后验概率完成目标语音的声源定位。实验结果表明,该算法在低信噪比和各种混响环境,特别是存在与目标声源类似的噪声环境下目标声源的定位精度得到明显改善,性能优于对比算法。     

雷达抗干扰能力指标及试验评估方法

为了全面评估预警雷达的抗干扰能力,介绍了相对完整可行的预警雷达抗干扰能力试验评估体系。首先,构建了预警雷达抗干扰能力指标体系,新定义了一系列定量战术、技术指标;然后,设计了切实可行的等效模拟试验方法,包括试验阵地部署、试验参数调节标校等环节的具体要求;最后,结合不同的评估目的,提出了相应的评估方法。     

一种降低光纤通信系统误码率的方法

针对光纤通信系统在传输过程中易受光纤线路、传输设备等因素干扰的问题,提出了一种利用基于卷积神经网络的编码器-解码器来降低接收端信号误码率的方法,从而提升光纤通信系统的抗干扰能力。具体地,利用伪随机二进制序列(Pseudo-Random Binary Sequence)码作为标签信号,将受干扰后的信号作为输入信号,训练出具有恢复受扰信号能力的卷积编码器-解码器。实验结果表明,卷积编码器-解码器能降低受一定程度干扰的信号误码率,具备提升光纤通信系统抗干扰性能的能力。     

基于单片机的蔬菜大棚监控系统设计

设计了一个基于AT89S52单片机控制的蔬菜大棚监控系统,可实现红外防盗报警、温湿度测量和LCD显示功能。系统主要包括单片机最小系统、红外热释电传感器、温湿度传感器、液晶显示电路和声光报警电路。该设计简单实用,抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠,具有较高的实用价值。     

Weak signal detection and adaptive synchronous stability of a novel fifth-order memristive circuit system

This paper is devoted to introduce a novel complex fifth-order memristive circuit system and its applications in synchronous stability and weak signal detection. Firstly, the typical dynamical behaviors of the memristive system are discussed by chaotic phase portrait, complexity analysis, one-parameter bifurcation and Lyapunov exponent spectrum. Secondly, the adaptive control method is applied to realize the synchronization between the drive memristive system (DMS) and the response memristive system (RMS). The results indicate that the synchronization method has strong robustness and anti-interference ability. Thirdly, the weak signal detection of the novel five-dimensional memristive system is realized by using the extreme sensitivity of chaotic system to initial values. Finally, the fifth-order memristive circuit is designed by using basic electronic elements and simulated by Multisim software. And the anti-interference ability and sensitivity of the fifth-order memristive circuit are further verified by adding different weak disturbance signals at different positions of the circuit.     

一种多基阵炸点声源定位系统设计

为提高火炮武器的命中精度和攻击效果,提出了一种基于无源声探测的目标定位技术。系统通过传声器阵列采集目标声源发出的声信号,采用多个基阵定向结果对目标进行交汇定位,搭建了基于FPGA+DSP架构的基阵节点,对节点的软硬件进行了详细设计,并利用时延估计和定位算法解算出目标声源的三维坐标,实现对炮弹炸点的精确定位。最后模拟现场环境,设计完成了多次测试实验,验证了方位角估计理论的正确性及试验系统的可行性。实验数据表明,该方法具有较高的估计精度,可获得炸点的具体位置信息,具有一定的实用价值和应用前景。     

A mechatronic approach to supernormal auditory localisation for telepresence

Remote audio perception is a fundamental requirement for telepresence and teleoperation in applications that range from work in hostile environments to security and entertainment. The following paper presents the use of a mechatronic system to test the efficacy of audio for telepresence. It describes work to determine whether the use of supernormal inter-aural distance is a valid means of approaching an enhanced method of hearing for telepresence. The particular audio variable investigated is the azimuth angle of error and the construction of a dedicated mechatronic test rig is reported and the results obtained. The paper concludes by observing that the combination of the mechatronic system and supernormal audition does enhance the ability to localise sound sources and that further work in this area is justified.