古树管理监测系统设计

古树是城市绿化、美化的一个重要的组成部分,具有重要的科学、历史和观赏价值;传统的树木管理方式采用人工管理,费时、费力,又容易出错,利用计算机网络可以把各方面的人力、物力和财力充分联合起来,然后通过分工协作,充分发挥联机优势,把各种信息资源收集后存储到数据库再在网络上共享,使传统的信息处理手段与先进的计算机网络有机地结合起来;在此理念的基础上,借助VS2010和SQL Server 2008工具设计出便于操作的古树管理监测系统,对现有的古树基本信息与养护信息录入管理方式进行了研究,提出了基于B/S架构的智能化管理,借助浏览器实现局域网内多平台访问,在节省时间提高效率的同时,还可以通过系统的监测预警等功能有效的协助工作人员对古树进行养护护理,更加高效的保护我们的古树资源。     

基于LabVIEW的便携式推力轴承数据采集系统设计

在大型水轮发电机工作中,推力轴承的运行状态与发电机工作的效率与安全有着重要的关联;因此在水轮发电机运行过程中需要对轴承系统的各项数据进行实时监测,已保证发电机在可控条件下进行作业;本系统采用了基于LabVIEW软件平台的多路并行数据采集结构,实现了对轴承系统中推力瓦的温度、油膜厚度、电机转速等试验数据的实时采集,将采集到的数据实时显示、显示界面的截屏以及对试验数据的分析、处理、记录和保存等功能;同时利用DataSocket技术实现不同计算机之间的高速数据共享,让多个试验人员实时分析记录轴承系统数据;试验结果表明此便携式推力轴承数据采集系统具有能够长时间稳定可靠的运行,数据采集控制精度高,试验人员查看数据方便,系统操作简单等特点。     

四旋翼惯性导航姿态解算算法的改进与仿真

为了实现四旋翼飞行器的高精度导航,提出了互补滤波法和四元数算法对传感器获得的数据进行修正,最大限度的抑制干扰误差并提高姿态角解算的准确度;首先简单推导了捷联式惯性导航系统的算法基本原理并利用互补滤波算法进行改进,然后给出了惯性导航系统的力学编排模型分析旋翼飞行器的运动姿态;最后仿真验证数据选用惯性仪表MPU6050和HMC5883所得到实测数据采集并进行仿真分析,平台处理器选用STM32来仿真惯性仪表的测量速度,最终得到实验结果证明算法可行性。     

基于Kalman滤波算法的陀螺仪动态漂移补偿研究

应用MEMS陀螺仪测量人体手臂运动姿态时,针对陀螺仪受线加速度干扰导致测量姿态发散的问题,提出基于Kalman滤波算法的姿态误差补偿方法;该方法首先将陀螺仪采集到的角速度通过方向余弦算法解算得到姿态角,并将陀螺仪动态漂移造成的姿态角误差视为时变信号,通过建立姿态角漂移误差的状态方程及观测方程,应用卡尔曼滤波算法,实现对姿态角漂移误差的估计,最终达到对陀螺仪动态漂移误差的补偿;实验与仿真结果表明,应用该算法能够有效的抑制线加速度干扰导致的陀螺仪测量的姿态发散,适用于陀螺仪对人体手臂运动姿态的测量。     

基于GTX串行收发器的高速Cameralink数字图像光纤传输

针对目前Cameralink数字图像光纤传输系统当中的不足,以实现高带宽的Cameralink-Full模式数字图像实时远距离传输为目的,对基于GTX串行收发器的数字图像光纤传输系统进行了研究;系统采用GTX串行收发器代替编解码芯片实现数据的串并转换功能,再通过数据通道的时分复用提高GTX串行收发器的传输带宽以及利用异步FIFO数据缓存处理等提高数字图像光纤传输系统的适应性;实验结果表明,GTX串行收发器的数据误码率达到10-12以下,光纤传输系统传输带宽达到4.19 Gb/s。     

基于指纹识别与LIN总线的汽车车门系统设计

为了提高汽车的安全性能,完善传统汽车的防盗问题,提出了一种新型的汽车门门锁控制方法,该方法将指纹识别技术结合LIN(local inerconnect network)总线网络对车门锁进行控制;其中通过主控节点微控制器ST792F150JDV1QC和从节点控制器ST2124J完成LIN网络数据通信,实现LIN网络的通信功能和对网关的控制,从而实现对车门锁系统的控制;该方法的指纹识别部分Gabor滤波器指纹识别方法,使用八通道的Gabor滤波器对预处理的指纹图像进行滤波,提取指纹图像的局部和全局指纹特征,使用欧氏距离方法对提取的指纹特征数据进行匹配;匹配结果经过LIN从节点控制器串行口接收,转化成LIN帧格式,传递至总线,主节点控制器接收分析,发送对应命令,实现门锁的开关;对系统进行实物搭建和系统测试,实验结果表明该方法能够有效的通过指纹实现对车门锁的开关控制,验证了提出方法的可行性。     

基于SVR和粒子滤波的室内导航方法

针对室内环境复杂性造成的室内定位精度不足问题,提出一种基于支持向量机回归和粒子滤波的室内导航方法;离线阶段通过采集室内接收信号强度并利用统计学习方法,构建室内RSS与物理位置之间的支持向量回归映射模型,定位阶段使用智能移动设备采集加速度、方向角等运动状态信息和Wifi模块感知的环境信息,并利用粒子滤波将运动数据和回归结果进行融合处理,推算移动用户运动轨迹;室内实验结果表明,本方法最大定位误差为1.891 m,平均误差为0.669 m,有效地提高了室内定位导航精度。     

煤气泄漏自动报警与自动排气装置设计

针对目前市场中的煤气报警器生产成本高和检测到煤气泄漏没有相应自动处理功能的问题,提出了多点自动检测、自动报警和自动排气的方案;设计了多检测点的无线传输电路,自动报警及自动排气电路;为了实现无线传输的目的,对无线传输的发送与接收程序进行了设计;通过软件仿真工具对煤气泄漏自动报警与自动排气装置的电路进行仿真与分析;实验结果,基于相同的一氧化碳检测指标要求,煤气泄漏自动报警与自动排气装置的硬件电路选用性能相对较差的一氧化碳传感器可以检测到一氧化碳的泄漏信号;实验结论,采用多点自动检测报警的措施降低了对传感器性能的要求,达到了降低成本的目的,自动排气功能增强了报警器的综合性能。     

VXI总线多通道压力传感器仿真模块设计与实现

某型发动机系统主要由综控器、传感器、电机泵、电磁阀等部件组成,综控器是整个系统的核心控制部件,为测试综控器的性能是否符合要求,需要为综控器提供各种工况下的传感器(主要为压力传感器)数据进行仿真试验;采用真实的压力传感器开展上述工作,一方面需要构建复杂的工作环境,难度大、数据精确度难以保证,另一方面地面环境下的传感器信号变化难以实时调整,难以满足数据快速变化的需要;基于以上因素考虑,给出了一种基于VXI总线的多通道压力传感器仿真模块的设计方法,模块共有24路压力传感器电路,每路独立配置输出;模块以“VXI总线接口电路+VXI总线功能电路”的结构进行布局,VXI总线接口电路主要包括“CPLD+双口RAM”,对VXI总线指令进行解释、译码;VXI总线功能电路主要包括“96系列单片机+DA输出电路+两线压力传感器电路”,完成对真实传感器输出信号的电气特性仿真模拟;模块的驱动程序在Lab Windows/CVI6.0的环境下编制,供用户进行程序调用和快速操作使用;该模块已在VXI总线测试系统中得到应用,实际情况表明,模块的输出精度高、信号调整方便、响应快,满足了综控器仿真深度测试的要求。     

基于倒立摆模型的四足机器人对角步态规划

为提高点着地四足机器人在匀速对角小跑过程中的动态稳定性,将对角小跑过程简化为一个倒立摆模型。;针对四足机器人对角小跑过程中由于重心无法始终处于支撑对角线上所引起的翻转,在此模型中转换为由于重心引起的摆动角误差;采用虚位移原理对机器人摆动角的变化进行分析,确定不同重心运动变化对摆动角误差的影响并找到合适的重心起始位置,理论上能够使摆动角的误差为零;动态仿真实验验证了所提出的对角步态规划能够使四足机器人实现稳定的对角小跑的有效性。