基于FPGA和SSA-SVM算法的线阵智能相机产品设计及应用研究

为提升粮食品质检测的检测准确率,提出一种基于FPGA芯片结构的线阵智能相机和SSA-SVM算法的图像品质检测系统。该相机在图像预处理部分,通过模板调整后的离散型高斯滤波算法进行图像去噪,通过两点矫正法与时延法进行图像的灰度矫正及颜色错位矫正;在图像品质分析部分,以花生图像为例,通过改进的最大类间方差法进行目标提取,然后通过SSA-SVM对粮食的颜色、纹理、轮廓等特征进行品质划分。试验表明,模板调整后的离散型高斯滤波算法具有更好的图像去噪性能,两点校正法与时延法可实现对图像灰度畸变与颜色错位的有效校正;改进的最大类间方差法具有更好的图像提取性能,SSA-SVM对花生这种粮食的品质划分准确率达到98.34%、单次划分耗时为2.747 s,具有较好的粮食品质划分性能;该线阵智能相机对不同体积的粮食都具有较高的品质检测准确率,对花生这类体积中等的粮食的品质检测准确率甚至高达98.55%,在粮食品质的自动检测中具有一定的应用价值。     

基于线阵传感器的移动号码采集装置

采用以数字信号处理器TMS320VC5416和接触式线阵图像传感器SV649A8R-XX为核心．构成了对运动速度为0．9m／s的移动纸币号码的实时采集装置。目前，利用该装置采集的移动纸币号码图像比较清晰，图像大小适中，完全能够满足一般识别算法对图像质量的要求。另外，本装置设计了串口．能够通过标准232串口将包括采集的图像在内的数据稳定的传输给PC机。实验表明该系统设计方案电路简单，可靠性好，易于实现，可以应用到带号码采集功能的点钞机等需要对移动号码进行采集的场合。     

电荷转移式原油含水率传感器的研究

基于电荷转移法测量电容变量的原理,研制了一种电容式原油含水率传感器及其仪器。介绍了传感器的电荷转移等变换电路的原理及特点,给出了电路的实验模型及仪器的含水率实验结果。该转换电路的电容分辨率达０．１ｐＦ,频率稳定度达１０－４,仪器的含水率在线测量误差＜１％（ＦＳ）。     

基于线阵CCD的新型微位移传感器的研究

常用的激光三角法微位移传感器适用于直线位移测量,不适用于微小角位移的动态测量.因此研制了一种新型的基于线阵CCD的微小角位移传感器,采用平行光斜射式激光三角法,由准直透镜、聚焦透镜及光栏等光学器件、高速线阵CCD及由CPLD、信号发生电路和采样保持电路等构成的实时信号处理电路组成,具有结构简单,线性度好,灵敏度高,测量频率高,分辨率高和实时性好等特点;介绍了其结构和工作原理,实验测试其特性,并将其应用于高频电-机械转换器动态特性的测量.研究表明该传感器的最大量程为0.2rad,分辨率为0.0002rad,最高测量频率为10 kHz,可应用于高频电-机械转换器等元件的微小角位移的特性的动态检测.     

基于线阵CCD拼接技术的一维尺寸测量

通过分析基于线阵CCD传感器的一维尺寸测量原理,提出了采用拼接技术测量较大一维尺寸的测量方案,并系统分析了该方案的测量误差。实验表明:采用该方案进行一维尺寸测量时,可以达到较大的测量范围和较高的测量准确度。     

基于ARM和FPGA的线阵CCD测径系统的设计

设计了一种基于ARM微处理器LPC2214与线阵CCD的在线动态测径仪,该测径仪采用FPGA实现对线阵CCD时序脉冲的驱动;以ARM微处理器为测径仪的核心,实现图像信息的处理和对整个系统的控制,保证动态、实时、准确的测量线缆直径.介绍了该仪器的基本原理,详细给出了系统硬件方案和软件流程.     

基于模拟退火法的优化线阵的前视三维SAR模型

提出了一种基于模拟退火法的优化线阵的前视三维合成孔径雷达（SAR）模型。针对实线阵需要的阵元个数多、数据计算量大等问题,利用模拟退火法优化3D-SAR的天线阵列得到一个位置优化的非均匀稀疏线阵。分析比较非均匀稀疏线阵和几种不同结构的线阵：非均匀稀疏线阵能以较少的阵元数目达到与其他几种阵列相似甚至更好的波束分辨率,并有效地避免了均匀稀疏阵列的栅瓣问题。分析了前视三维SAR的信号模型。将位置优化的非均匀稀疏线阵应用于前视三维SAR成像并结合BP成像算法。通过仿真实验验证了该模型的正确性和有效性。     

基于双线阵相机的全视角高精度三维测量系统

提出一种基于双线阵相机的全视角高精度三维测量系统,实现对空间大尺寸物体三维测量。首先,通过两台高速线阵相机结合高精度单轴回转平台、高速图像采集卡对空间物体扫描成像,然后利用空间前方交会原理以及空间三维测量系统定向解算出空间物体的实际空间三维坐标。该三维测量系统的优点是不必提前对线阵相机进行内参标定,且自动化程度高,测量速度快。实验结果表明,该三维测量系统精度高,可以广泛地运用到大尺寸空间测量领域,具有良好的实用价值。     

基于电导法的原油含水率测量改进方法

基于电导法开展原油含水率测量具有硬件结构简单,系统稳定可靠及测量准确等特点。根据Maxwell模型原理,电导法测量原油含水率需要获知纯水相电导率。然而,开展井下实时含水率测量时,纯水相电导率无法直接测得,直接使用预设的纯水相电导率无法真实得出井下原油的实时含水率。鉴于此,本文根据原油的馏分性质,通过测量不同温度下两组油水,混合相的电导率值并进一步推导得出原油含水率表达式,规避纯水相电导率测试问题及预设纯水相电导率不精确问题,实现对现有原油含水率测量方法的改进。基于ARM Cortex M4处理器及多种传感器测量技术开展了实验研究.实验结果表明,当测量含水率大于90％的油水两相流时,误差可在２％以内。当测量纯水相矿化度在7g/L以内的油水两相流时,含水率误差基本不受矿化度影响。实验结果验证了优化方法理论的有效性,具有实际应用的可行性。     

基于多线阵CCD的空间微位移测量系统

针对空气动力测控研究院所在风洞模型姿态测量的需求,介绍了一种新型的空间微位移测量技术,巧妙利用线阵CCD和线激光的成像原理设计了空间微位移测量系统,系统具有精度高、干扰小、稳定性强、便于使用等优点,对各种需要微位移测量的场合具有开拓意义;系统测量精度不超过0.005mm,即小于一个像的大小;如果将各个节点机数据进一步整合,折算出立体坐标,就可以得出加载头姿态的空间变化;基于多线阵CCD的空间微位移测量技术完全满足多场合微位移测量的需求。     

基于ARM的CH4气体体积分数检测系统

介绍了一种实时检测CH4气体体积分数的便携式系统。运用基于分子辐射吸收理论的红外检测技术,设计了CH4体积分数检测的红外传感器;开发了以S3CA480为核心,包括A／D转换模块、键盘输入模块、LCD液晶显示模块、串口通信模块在内的ARM中央硬件处理平台。设计出的传感器具有响应速度快、能在恶劣环境下工作的优点;系统采用了ARM嵌入式处理器,实时性好,可脱机运行,携带方便,可推广到化工、电力、矿山等行业的危险气体检测。     

基于ARM的SF6中微水含量检测系统

介绍了一种以ARM处理器S3C44B0为核心、利用红外光谱原理对SF6气体中水分含量进行监测的实时在线检测系统。系统运用基于分子辐射吸收理论的红外检测技术,设计了探测水分的光电传感器;开发了以S3C44B0为核心,包括A／D转换模块、LCD液晶显示模块、基于串口的GPRS通信模块等在内的ARM中央硬件处理平台。与传统检测设备相比,该系统灵敏度高,重复性好,实时性强,是测量精度达到0．001％,是测量SF6气体中微水分含量的理想设备。     

基于ARM的嵌入式网络传感器系统的设计

文章首先概述了嵌入式系统的定义和网络传感器的概念及其工作原理。在此基础上详细介绍了基于ARM处理器和CS8900网络接口芯片的嵌入式网络传感器系统的硬件设计和软件结构,以及嵌入式TCP/IP的实现。最后举例说明嵌入式网络传感器的应用前景。     

基于ARM的智能仪器人机交互系统设计

针对电力行业智能仪器设计了一种通用的人机交互系统,基于ARM平台对系统硬件进行了模块化设计,详细阐述了系统软件设计程序流程和显示结构,实际使用证明在该ARM硬件平台和软件结构基础上,仅对显示和通信子程序做适当修改,便能运用到各种智能仪器上,节省开发周期,降低开发成本,性能稳定,对智能仪器仪表产品开发具有重要借鉴意义.     

基于ARM的开放式数控系统研究

在对开放式数控系统的功能要求的分析基础上,对系统的硬件和软件进行了合理的功能配置。并由此进行了基于ARM的开放式数控系统的总体设计;详细介绍了系统的原理与构成：根据系统微型化、高性能、低成本、便携性的要求,在系统硬件设计时,选用了低功耗、高性能、成本低的微处理器,选用开放源代码的UC1inUX作为实时操作系统,构成了简单易学易操作的开放式数控系统。     

基于ARM的嵌入式网络化仪表的设计

提出的网络化仪表的设计方法,主要包括网络控制器设计和监控管理软件设计,解决了传统仪表不能支持多点实时通信、不能远程维护和软件升级等问题。     

基于ARM的LCU测试系统的设计

通过对ARM平台搭建的研究以及对机车逻辑控制单元(LCU)测试原理方法的分析,选用Linux操作系统并采用其模块设计思想,提出了基于ARM平台的LCU单元测试系统。实验表明,该系统运行稳定,测试结果准确。     

基于ARM的电梯能效检测系统设计

介绍了一种基于32位ARM内核微处理器S3C2440和WinCE,配合各种外围器件,采用快速傅立叶变换FFT和小波变换算法及VC＋＋编写的EED上位机软件构成的电梯能效检测系统,实现对电梯的电压电流、功率及谐波的检测。采用主从机模式,通过从机加速度检测模块实时检测电梯运行状态,综合分析电梯耗能随电梯运行状态的变化。通过人机交互媒介可以选择不同评价标准,给出电梯能效标识。     

基于ARM的智能瓦斯监测系统研究

针对矿井瓦斯事故频发及瓦斯监测有线通信急需向无线通信改进的实际情况,设计了一种基于ARM微处理器的瓦斯监测系统。该系统由多个瓦斯浓度数据采集装置及智能分析装置组成;通过无线射频芯片实现采集装置和分析装置问数据的无线传输。详细介绍整个监测系统原理及设计方法,并对关键电路进行了分析,给出了关键单元的软硬件设计。     

基于ARM嵌入式的远程监控系统设计

主要介绍了基于ARM内核的嵌入式系统在远程监控报警系统中的设计实现与应用.核心部分主要包括ARM嵌入式平台设计及μC-OS嵌入式实时操作系统移植;人机交互界面μCGUI的设计与实现;远程通讯及自动报警等;系统的设计还考虑到了扩展性和通用性以及与其他监控设备无缝连接等问题.