基于信号特征值相关性去除穿墙雷达直达波

穿墙雷达是一种用来探测被障碍物遮挡目标的新型雷达,障碍物对于穿墙雷达成像影响较大,回波中的目标信号往往淹没在直达波信号中。目前所提出的算法不能够完全去除直达波信号,或者在去除直达波信号的同时削弱了目标信号的幅度,影响目标信号的识别。针对超宽带步进变频穿墙雷达中去除直达波的问题,提出采用奇异值分解的方法提取回波信号中的目标信号分量和直达波信号分量,并去除直达波信号,最后采用HFSS仿真软件进行建模仿真。仿真结果表明,奇值分解方法能够有效去除直达波信号,并且能够保留目标信号的绝大部分信息,优于对消法。改进方法是处理相干信号的一种比较有效的手段,可用于强干扰噪声环境下的噪声去除。     

光栅信号单谱线细分算法实现

在基于电荷耦合器件（CCD）的光栅位移测量系统中,为提高光栅莫尔条纹信号的细分数和跟踪速度,根据CCD采集的光栅莫尔条纹信号周期不随运行速度变化的特点,利用离散傅里叶变换（DFT）单谱线算法来获得信号一次谐波的相位值.采用坐标旋转数字计算机（CORDIC）算法对一次谐波谱线的复数求出反正切,获得莫尔条纹信号在任意时刻的相位值,再通过两次相邻时刻的条纹移动相位差值获得位移的大小和方向,全部算法采用FPGA实现.ModelSim仿真结果表明,DFT模块和CORDIC模块共延迟22个时钟周期即可输出结果.此方法具有细分数高、运算速度快、实现简单等特点,为解决光栅精密位移测量中由于莫尔条纹细分数提高而导致跟踪速度下降的问题提供了参考.     

基于DSP的CO2焊短路信号的小波检测算法实现

根据多孔算法思想和应用Matlab小波工具箱对实际焊接电压信号的分析,选择db2小波基,提出了一种适合实际CO2焊接过程短路信号的小波检测算法.该算法使滤波器序列静止不动,采样信号序列动态的前进,对输入信号采样一次,处理一次,由于检测过程对时间要求非常苛刻,且小波算法包含大量的乘和累加运算,运算量很大,故选择DSP(TMS320LF2407A)为处理器,采用C++编制主程序;同时充分利用DSP的硬件乘法器和RPT指令,用汇编语言编制了计算量小、执行速度快的小波变换子程序;将该子程序嵌入主程序中,采用C++与汇编混合编译的方式对采样信号进行三级分解来检测短路信号的发生时刻.试验表明,算法的正确性,并能实时、准确的检测出真短路信号的发生时刻,满足波形控制要求.     

基于相关和最小二乘原理的光栅栅距动态测量

栅距是光栅位移精密测量的基准,测出栅距值是进一步提高位移测量精度的关键.根据光栅莫尔条纹的动态特性,提出在光栅传感器运动过程中将栅距量转换为时间量测量的新方法.首先基于相关原理测量莫尔条纹信号经过两个距离固定的光电转换器的时间延迟来获得传感器的运行速度,时延估计采用了小波自适应算法;其次基于最小二乘原理确定莫尔条纹信号的相邻两个最小值来获得光栅栅距所对应的时间;最后由运行速度与栅距所对应时间的乘积确定栅距值.实验结果表明对于20 μm栅距的光栅传感器测量误差小于0.08 μm,验证了方法的可行性.     

提高光栅莫尔条纹CCD采集质量的噪声处理

为提高CCD采集的光栅莫尔条纹信号质量,采用相关双采样法对CCD采集的莫尔条纹信号进行噪声处理,通过对相关双采样原理进行建模和仿真,验证了此方法在噪声相关程度越大的情况下,对噪声的抑制越好.采用一款内部带有相关双采样电路的AD转换器对CCD输出信号进行采集,使用FPGA产生CCD驱动时序、AD驱动时序和配置时序.使用Verilog HDL语言和Quartus Ⅱ软件进行时序程序编写和仿真,仿真结果表明了设计的正确性,因此相关双采样去噪法可以应用在莫尔条纹的采集系统中以提高莫尔条纹的信号质量.     

微波成像技术及其算法综述

介绍了微波成像技术的特点和优势,同时对微波成像的现存算法进行了总结概述,着重介绍了几种具有代表性的重构算法,如ω-k算法、局部形状函数算法、波恩近似算法、对比源算法、粒子群优化算法和非精确牛顿算法。文章通过对几种电磁逆散射算法进行比较,给出不同算法各自的原理、特点及使用范围,并对电磁逆散射算法的发展趋势做了展望。     

对边滚切剪移动机架的控制

介绍了用Ｓ５－１１５Ｕ可编程序控制器（ＰＬＣ）对三曲轴双边滚切剪移动机架进行控制的整个过程，并对机架开口度的控制给出计算公式及硬件电路设计、软件流程图。     

探地雷达回波信号等效采样控制系统硬件设计

针对无载频探地雷达系统具有复杂的系统时序控制的特点,设计了一种利用FPGA配合可编程延时器件和时变增益器件来完成复杂时序控制的硬件系统.该系统由信号处理器DSP发出控制指令并完成后期算法,再通过USB2.0实现与上位机的数据通信,给出并验证了以DSP为核心、以FPGA实现探地雷达数据采集控制的方法,实现了最小半脉宽2ns的等效采样,最小延时0.15ns、最大延时1313.25ns的采样时窗,及理论数据吞吐量为480Mbit/s的数据传输.系统的集成度高,可嵌入应用,硬件易更新.     

基于MPU-6050的步态信号采集系统

针对目前获取步态信号类型比较单一,只采集三轴加速度信息,可供分析的信号来源较少,多传感器组合应用存在传感器之间的轴间差等问题,设计了一种基于数字运动处理器的无线步态采集系统.传感器选择集成三轴加速度和三轴陀螺仪信号的MPU-6050以获得更多的步态信息,确保了无轴间差校准问题.系统主要由微控制器STC90LE52、运动传感器MPU-6050以及无线通信模块RF1100SE组成.由MPU-6050采集步态加速度和陀螺仪信号,STC90LE52读取数据并通过RF1100SE发送,接收端将接收到的数据通过串口送到计算机中.通过对数据进行分析可知,在步态信号中,重力方向和前进方向的加速度信号周期性较好,而陀螺仪的俯仰角信号周期性优于其他两个轴的信号.     

穿墙雷达图像CS编码算法设计

针对TWR雷达图像由于检测信号的频率较高、带宽较大使得图像信息量增大,导致在传输和实时成像方面存在困难的问题,提出了采用压缩感知(CS)为雷达图像的编码提供欠采样压缩的新方法.设计了基于解凸优化的l_1范数等效算法和基于正交匹配追踪(OMP)算法的TWR图像编码方法,构造了部分哈达玛观测阵和高斯随机测量观测阵.实验结果表明,本文算法对雷达图像的欠采样率可达0.546 9,能够实现失真最小和速度最快地对墙内目标进行有效检测.