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  • 2020年第28卷第9期文章目次
    全 選
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    • >綜述與評論
    • 基于深度學(xué)習的旋轉機械故障診斷研究綜述

      2020, 28(9):1-8.

      摘要 (2123) HTML (0) PDF 1.85 M (2601) 評論 (0) 收藏

      摘要:在現代化生產(chǎn)中,旋轉機械的精密性和重要性越來(lái)越高,朝著(zhù)大型、高速和自動(dòng)化方向發(fā)展,以至傳統故障診斷方法不足以處理海量、多源、高維的測量數據,不能滿(mǎn)足安全性和可靠性的要求;因此,首先簡(jiǎn)要介紹幾種典型的深度學(xué)習模型,并結合深度學(xué)習強大的特征提取能力和聚類(lèi)分析的優(yōu)勢,對其近些年來(lái)在轉子系統、齒輪箱和滾動(dòng)軸承故障診斷的應用情況進(jìn)行了對比分析;最后總結深度學(xué)習模型的優(yōu)缺點(diǎn),并從工程實(shí)際出發(fā)對旋轉機械的故障診斷方法進(jìn)行總結與展望。

    • 混合腦機接口及其研究進(jìn)展

      2020, 28(9):9-13.

      摘要 (2814) HTML (0) PDF 1.63 M (1577) 評論 (0) 收藏

      摘要:腦機接口(brain-computer interface,BCI)技術(shù)作為一項新興且發(fā)展潛力巨大的技術(shù),已成為國際研究熱點(diǎn)。但面向實(shí)際應用,現有BCI技術(shù)仍面臨許多有待解決的問(wèn)題,如基于穩態(tài)視覺(jué)誘發(fā)(SSVEP)的BCI技術(shù)控制命令數有限,基于運動(dòng)想象(motor imagery,MI)的BCI存在誘發(fā)生理信號空間分辨率低、訓練時(shí)間長(cháng)等問(wèn)題。研究表明,混合腦機接口(hybrid brain-computer interface,HBCI)相比于傳統單模態(tài)BCI系統,在系統準確率、穩定性方面均有所提升。文章對HBCI進(jìn)行了介紹,從基于多腦電模式的混合腦機接口、基于多種刺激誘發(fā)的混合腦機接口、基于多模態(tài)信號的混合腦機接口這三個(gè)類(lèi)別分別對HBCI的研究進(jìn)展進(jìn)行闡述,并對HBCI關(guān)鍵技術(shù)、需要解決的問(wèn)題及應用方向進(jìn)行了概述。

    • >測試與故障診斷
    • 高速風(fēng)洞微型測量系統研制及應用

      2020, 28(9):14-18.

      摘要 (1435) HTML (0) PDF 2.05 M (685) 評論 (0) 收藏

      摘要:研制了一種高速風(fēng)洞微型測量系統,由電氣接口模塊、增益控制模塊、低通濾波模塊、掃描采集模塊、主控模塊、LAN總線(xiàn)接口模塊組成,實(shí)現了電壓信號放大、低通濾波、模數轉換、數據處理與分析等功能,靜態(tài)校準結果表明關(guān)鍵性能指標與風(fēng)洞常規測量系統相當,滿(mǎn)足風(fēng)洞試驗信號采集需求。將該系統成功應用于2.4米跨聲速風(fēng)洞標模測力試驗,開(kāi)展了對比試驗以及測量精度試驗,并與常規測量系統試驗結果進(jìn)行了對比,試驗結果表明微型測量系統精度和穩定性滿(mǎn)足試驗要求,能夠適應高速風(fēng)洞應用環(huán)境。

    • 基于Rodrigues參數交互模型航天器相對位姿測量技術(shù)

      2020, 28(9):19-22.

      摘要 (1937) HTML (0) PDF 1.42 M (666) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統測量技術(shù)測量航天器相對位姿準確度較低的問(wèn)題,引用Rodrigues參數交互模型研究了一種新的航天器相對位姿測量技術(shù)。利用Rodrigues參數建立航天器位姿采集模型,通過(guò)原向量、旋轉軸、原向量和旋轉軸的交叉積等向量作為標架,獲得航天器旋轉以后得向量組,利用四元數定理來(lái)減少計算航天器旋轉向量的計算量,在觀(guān)察三維空間內的坐標系間的向量變化曲線(xiàn)規律后,測量出交互模型的航天器相對位姿,得出基于羅德里格旋轉參數交互模型結構圖,確定羅德里格旋轉參數模型與航天器的距離H和地面接收到的航天器相位位姿的誤差。通過(guò)Harris角點(diǎn)檢測方法計算航天器模擬圖像的每個(gè)像素和灰度,通過(guò)像素和灰度信息進(jìn)行條件隨機場(chǎng)計算,分析航天器相對位姿特征,在多次尋找三維坐標系中查找相似的最近臨近點(diǎn)和次臨近點(diǎn)后,合理匹配,確定航天器相對位姿。實(shí)驗結果表明,基于Rodrigues參數交互模型航天器相對位姿測量技術(shù)測量的精準度比傳統技術(shù)高出25.88%,實(shí)用性更強。

    • 基于銥星的南極高空氣球測控系統設計及實(shí)現

      2020, 28(9):23-28.

      摘要 (1434) HTML (0) PDF 2.24 M (673) 評論 (0) 收藏

      摘要:根據我國第38次南極科考的高空氣球飛行試驗任務(wù)的科學(xué)目標需求,結合南極保障條件現狀,設計了用于南極科考高空氣球系統的測控系統,采用了銥星短報文通信模塊9602作為基礎測控通信通道,IP數據通信終端Pilot作為有效載荷數據通信通道,同時(shí)利用Pilot終端帶寬余量,設計了一條備用的測控通信通道,實(shí)現了雙路冗余測控,提高了測控通信的可靠性。在內陸的數據傳輸測試試驗中,兩條測控通道數據傳輸正常,載荷數據下行傳輸速率在115-120kbps之間,達到了預期指標,在完成環(huán)境適應性改造之后,可以用于保障第38次南極科考的高空氣球飛行試驗任務(wù)順利進(jìn)行。

    • 一款國產(chǎn)SoC器件模擬部分測試技術(shù)研究

      2020, 28(9):29-33.

      摘要 (863) HTML (0) PDF 1.72 M (535) 評論 (0) 收藏

      摘要:以一種國產(chǎn)SoC電路BXXXX為例,闡述了通過(guò)合理分配測試機臺硬件資源、測試向量自動(dòng)轉換軟件和手工編寫(xiě)的結合使用、靈活應用轉換器測試技術(shù)和模擬開(kāi)關(guān)測試技術(shù)等手段,從而實(shí)現了該芯片模擬部分即A/D轉換器和模擬開(kāi)關(guān)的測試。

    • 基于自動(dòng)測試系統的小信號模擬量測量方法研究

      2020, 28(9):34-37.

      摘要 (1190) HTML (0) PDF 1.40 M (576) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對自動(dòng)測試系統在測量某型組合接收機時(shí)出現的測量結果偏差較大的問(wèn)題,結合組合接收機模擬量小信號測量原理,采用定量試驗和工程經(jīng)驗相結合的方法對可能導致自動(dòng)測試系統“小信號模擬量測量超差”的影響因素逐條展開(kāi)驗證,排除次要影響因素分析得到組合接收機的音頻輸出功率測量偏差主要為系統誤差引起,航向航道電路測量和下滑航道電路測量誤差主要為電源諧波引起。基于此提出在自動(dòng)測試系統中采用集成電源濾波器和軟件濾波的組合方法對模擬量小信號測量誤差進(jìn)行修正的解決措施。采用該方法對某組合接收機復檢,試驗測試結果與出廠(chǎng)相近,且在某型號外場(chǎng)保障已驗證其可行。

    • 基于小波分析方法實(shí)現電網(wǎng)信息故障檢測的研究

      2020, 28(9):38-41.

      摘要 (837) HTML (0) PDF 2.07 M (497) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對電網(wǎng)信息分析以及數據處理復雜的問(wèn)題,提出了使用小波變換的分析方法進(jìn)行電網(wǎng)故障信息診斷,并實(shí)現電網(wǎng)信息的遠程監控。本研究首先采用傳感器組件采集電網(wǎng)信息系統各個(gè)部件的故障數據,并將傳感器感測的現場(chǎng)數據傳遞到工業(yè)計算機,然后構建小波分析模型,對電網(wǎng)故障信息進(jìn)行提取,實(shí)現故障特征的進(jìn)一步細化,該方法有利于從獲取的宏觀(guān)信息中得出反映電網(wǎng)信息故障信息的微觀(guān)因素。本研究還能通過(guò)數據傳輸單元將接收到的數據進(jìn)行遠程傳遞,數據傳輸單元可以通過(guò)ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )或者GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)通訊的方式實(shí)現數據的遠程傳輸,使得用戶(hù)能夠在上層管理系統中遠程監控檢測數據。試驗表明,用戶(hù)能夠通過(guò)LABVIEW軟件實(shí)現電網(wǎng)信息系統的故障分析、波形顯示、頻率測試、諧波檢測、報表生成等功能,分析比較明晰,試驗效果較為明顯。

    • 基于LabVIEW的電渦流檢測二維連續同步掃查系統設計

      2020, 28(9):42-45.

      摘要 (1207) HTML (0) PDF 2.26 M (639) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于渦流法利用電機驅動(dòng)的位移臺或掃查架對大尺寸構件進(jìn)行平面掃查時(shí),由于電機連續運行有加速勻速減速三個(gè)階段,電機運行和數據采集時(shí)鐘不一致,造成采樣點(diǎn)與空間實(shí)際位置不匹配,因此本文提出一種基于LabVIEW的渦流檢測二維連續同步掃查系統,提高系統檢測效率以及準確性。通過(guò)對電機加速運動(dòng)和減速運動(dòng)編碼器脈沖與采集卡晶振時(shí)鐘脈沖進(jìn)行對比分析,并分別將編碼器脈沖與晶振時(shí)鐘脈沖作為數據采集卡采集數據的觸發(fā)時(shí)鐘進(jìn)行實(shí)驗驗證。結果表明,采用晶振時(shí)鐘脈沖作為采集數據的觸發(fā)時(shí)鐘時(shí),成像的裂紋位置與實(shí)際裂紋位置有一個(gè)明顯的偏移。采用編碼器脈沖作為采集數據的觸發(fā)時(shí)鐘時(shí),成像的裂紋位置與實(shí)際裂紋位置基本一致,從而驗證了該系統的可靠性以及在工程運用中的可行性。

    • 基于結構檢測模型的白內障連續環(huán)形撕囊邊界檢測方法

      2020, 28(9):46-52.

      摘要 (766) HTML (0) PDF 2.97 M (592) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對臨床白內障手術(shù)面臨的連續環(huán)形撕囊術(shù)中邊界自動(dòng)提取的問(wèn)題,提出了一種具有高計算效率和良好魯棒性的新穎檢測方案來(lái)提取撕囊邊界信息。首先,應用包括一般直方圖均衡化和自適應直方圖均衡化在內的預處理程序來(lái)增強輸入圖像的對比度。然后,建立了一種結構檢測模型來(lái)檢測低對比度條件下細小的撕囊邊界信息。在這之后,應用局部閾值和后處理來(lái)消除干擾像素。最后,經(jīng)過(guò)數據集對提出的方法進(jìn)行驗證。實(shí)驗結果表明,所提方法具有優(yōu)異檢測性能并取得了F測度為0.915的結果。證明了該方法可以檢測出白內障手術(shù)連續環(huán)形撕囊邊界,并具有較高的計算能力和精確度。

    • 基于視覺(jué)的車(chē)輛衡中軸型檢測方法研究

      2020, 28(9):53-57.

      摘要 (926) HTML (0) PDF 1.73 M (564) 評論 (0) 收藏

      摘要:無(wú)人化、自動(dòng)化是現代工業(yè)的發(fā)展方向,在自動(dòng)化車(chē)輛衡應用場(chǎng)景中,針對現有車(chē)輛軸型檢測方法中存在設備使用需破壞路面,安裝和維護不便的問(wèn)題,首先根據HOG算子具有較好的對輪胎邊緣提取和局部形狀信息描述,MB-LBP算子具有抗光照能力強且對小尺度位移具有魯棒性的特點(diǎn),設計了一種基于HOG和MB-LBP特征融合的輪胎檢測新算法。其次,根據相機成像和圖像測距原理,設計了一種基于圖像標定和目標檢測的軸距測量方法。接著(zhù),通過(guò)輪胎和軸距的檢測結果確定車(chē)輛軸型。最后設計了相關(guān)實(shí)驗對提出算法的有效性和準確性進(jìn)行驗證,軸型檢測成功率達到97.65%。

    • 基于RNN的低壓變壓器區域日線(xiàn)損率基準測試

      2020, 28(9):58-64.

      摘要 (891) HTML (0) PDF 2.85 M (494) 評論 (0) 收藏

      摘要:輸變電線(xiàn)路損耗是輸變電階段的固有現象,其是評價(jià)低壓變壓器區域日線(xiàn)損率的重要指標和基準。當對大數據樣本上進(jìn)行訓練時(shí),區域的數量通常非常大,并且線(xiàn)損率數據集包含大量的異常值。為了準確的計算低壓變壓器區域日線(xiàn)損率,提出了一種具有去噪自動(dòng)編碼器(DAE)多徑網(wǎng)絡(luò )模型的魯棒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(RNN)方法,利用丟包層、L2正則論和Huber損失函數的優(yōu)點(diǎn)獲得多種不同的輸出,并利用比較結果計算出基準值和合理區間,實(shí)現了精確評估采樣數據集的質(zhì)量并消除線(xiàn)損率的異常值,從而提高數據檢測的穩定性。通過(guò)與傳統的機器學(xué)習模型相比,所提出的RNN具有較好的魯棒性和準確性。根據所提出的RNN的最終結果,在整個(gè)數據點(diǎn)中約有13%的異常值,一個(gè)月內線(xiàn)損率無(wú)缺失值和異常值的區域僅占20%左右,說(shuō)明了計電設備可靠性較低。

    • 基于深度學(xué)習的變壓器在線(xiàn)故障檢測

      2020, 28(9):65-68.

      摘要 (1158) HTML (0) PDF 1.38 M (830) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對供配電網(wǎng)絡(luò )中變壓器故障檢測和預報的不足,提出基于深度學(xué)習的變壓器故障檢測方法,詳細介紹了變壓器監測數據預處理方法及步驟,給出了深度學(xué)習網(wǎng)絡(luò )的具體結構和學(xué)習過(guò)程,深度學(xué)習結果表明該故障檢測方法的有效性和實(shí)用性。

    • 典型地物的毫米波雙極化輻射特性測量技術(shù)研究

      2020, 28(9):69-72.

      摘要 (1790) HTML (0) PDF 1.49 M (734) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對典型地物目標的毫米波雙極化輻射特性數據庫不完善的問(wèn)題,對天空、水面和植被土地3種典型地物目標進(jìn)行8mm波段雙極化輻射特性研究,并對比水平和垂直方向的輻射溫度,分析它們的極化現象;根據毫米波輻射測量的基本原理,設計了8mm波段雙極化輻射計和定標源;以典型地物背景的毫米波輻射特性為基礎,利用8mm雙通道輻射計對3種地物背景的輻射特性數據進(jìn)行采集,并進(jìn)行處理與分析;實(shí)驗探究了不同地物背景的極化效應,豐富了輻射特性數據庫,為典型地物目標成像和目標識別提供了有效的數據支持。

    • 現場(chǎng)條件約束下的動(dòng)態(tài)診斷策略研究

      2020, 28(9):73-77.

      摘要 (740) HTML (0) PDF 1.44 M (454) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統的故障診斷策略屬于靜態(tài)的診斷方法,難以在復雜的現場(chǎng)工作環(huán)境中應用的問(wèn)題,在基于準深度優(yōu)先搜索(QDFS)算法的基礎上,提出了一種基于改進(jìn)的QDFS算法(考慮測試的不確定性)的現場(chǎng)約束條件下的診斷策略生成方法。首先分析工作現場(chǎng)可能存在的條件約束,然后給出條件約束的描述方法,再根據改進(jìn)的QDFS算法給出生成診斷策略的具體過(guò)程,最后用案例對方法進(jìn)行驗證。案例驗證結果表明,該方法不僅考慮了不可靠測試的影響,并能在現場(chǎng)約束條件下應用起來(lái),比傳統的靜態(tài)診斷策略更具有適應性和實(shí)用性。

    • 溫控器陶瓷殼內槽深度在線(xiàn)測量方法研究

      2020, 28(9):78-82.

      摘要 (1791) HTML (0) PDF 1.53 M (716) 評論 (0) 收藏

      摘要:溫控器陶瓷殼內槽中具有高度不同的平面,且都有安裝孔,內槽深度在線(xiàn)測量難。針對底部有兩層平面的溫控器陶瓷殼,研究了一種基于零件角度預識別的多角度激光自適應測量?jì)炔凵疃鹊姆椒ā7椒ú捎枚嗉す猸h(huán)形光路結構,在環(huán)形支架上等距離安裝8個(gè)獨立可控的一字激光器。先通過(guò)拍照實(shí)時(shí)檢測零件正放的旋轉角度。然后自動(dòng)查找合適方向的激光器并開(kāi)啟,使其在內槽的各平面上形成相互平行的分段光斑。再利用激光三角法將光斑之間的距離值轉換為內槽的深度值。該方法可以根據零件的擺放,自動(dòng)選擇合適角度的照射激光,無(wú)需人工擺放零件,可自動(dòng)避開(kāi)干擾激光成像的區域。實(shí)驗結果表明,該方法測量結果準確可靠,測量誤差小于0.01mm。

    • 基于核電管道評估系統的硬件與故障診斷設計

      2020, 28(9):83-87.

      摘要 (804) HTML (0) PDF 2.27 M (484) 評論 (0) 收藏

      摘要:以核電管道評估系統為對象,對其核心部分硬件系統的故障診斷與控制設計進(jìn)行了研究。利用程控放大、幻象供電、故障診斷等電路設計了硬件調理模塊。通過(guò)Keil軟件對STM32芯片嵌入式軟件編程的方式實(shí)現了硬件系統的控制與故障診斷功能,并由設計的串口通信協(xié)議經(jīng)RS232與軟件系統通訊。通過(guò)Labview軟件開(kāi)發(fā)了硬件自動(dòng)化測試平臺和故障診斷監測程序,保證硬件系統可靠性的同時(shí)提升了測試效率并減少了人力成本。設計的硬件控制與故障診斷模塊滿(mǎn)足要求,已成功應用在出口國外某核電廠(chǎng)的管道評估系統中,為核電廠(chǎng)安全經(jīng)濟可靠地運行提供了保障。

    • 基于Gaussian-yolov3的鋁型材表面缺陷檢測

      2020, 28(9):88-93.

      摘要 (1011) HTML (0) PDF 2.20 M (544) 評論 (0) 收藏

      摘要:在鋁型材的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,由于各方面因素的影響,鋁型材表面會(huì )產(chǎn)生碰傷,刮花,凸粉等瑕疵,這些瑕疵會(huì )嚴重影響鋁型材的質(zhì)量。目前主要采用人工檢測,由于鋁型材表面自身含有紋路,與瑕疵區分度不高,傳統人工肉眼檢查十分費力,質(zhì)檢的效果難以控制。為解決上述問(wèn)題,以鋁型材表面缺陷為研究對象,使用Gaussian-yolov3為基礎目標檢測網(wǎng)絡(luò ),針對鋁型材表面部分條狀缺陷的特性,使用變形卷積技術(shù)增強卷積的適應性。針對小缺陷檢測問(wèn)題,使用密集連接技術(shù)。使用數據增強擴展數據。通過(guò)對比Faster R-CNN、SSD實(shí)驗,結果表明,基于Gaussian-yolov3的檢測方法準確率可以達到96%,檢測速度可以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求,具有較強的實(shí)用性。

    • 基于觸發(fā)以分離波形的百兆以太網(wǎng)物理層測試方法

      2020, 28(9):94-99.

      摘要 (1076) HTML (0) PDF 2.25 M (587) 評論 (0) 收藏

      摘要:以太網(wǎng)是世界上最普遍、應用最廣泛的一種計算機網(wǎng)絡(luò )。其中工業(yè)上以太網(wǎng)的測試著(zhù)重需要關(guān)注物理層的情況。本文介紹了一種百兆以太網(wǎng)的物理層測試方法,其關(guān)鍵在于使用了一種3電平眼圖分解成兩電平眼圖的方法和一種用兩個(gè)眼圖的物理層測試的技術(shù)指標去等效評價(jià)百兆以太網(wǎng)物理層質(zhì)量的方法。

    • 并聯(lián)機器人視覺(jué)盲區末端位姿檢測方法

      2020, 28(9):100-105.

      摘要 (865) HTML (0) PDF 2.55 M (492) 評論 (0) 收藏

      摘要:為解決并聯(lián)機器人末端執行器受機構支路遮擋造成的雙目視覺(jué)盲區末端位姿錯誤檢測問(wèn)題,提出一種運動(dòng)學(xué)正解結合混合優(yōu)化RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(RBFNN)誤差補償的視覺(jué)盲區末端位姿檢測方法。首先在非視覺(jué)盲區采集RBFNN訓練樣本,其中運動(dòng)學(xué)正解為輸入樣本,運動(dòng)學(xué)正解和視覺(jué)檢測位姿的差值為輸出樣本;然后進(jìn)行訓練,并采用GWO(Grey Wolf Optimization)算法和LM(Levenberg-Marquardt)算法混合優(yōu)化權值;最后將訓練好的網(wǎng)絡(luò )用于視覺(jué)盲區,通過(guò)對運動(dòng)學(xué)正解進(jìn)行誤差補償以提高末端位姿檢測精度。實(shí)驗結果表明,與未補償的檢測方法相比,混合優(yōu)化RBFNN補償后的末端位姿檢測方法,其末端位姿分量x,y,z,γ的誤差平均絕對值分別降低了54.4%、67.7%、54.7%和52.9%,誤差標準差分別降低了52.9%、62.8%、51.9%和58.8%,驗證了所提方法的有效性。

    • 基于機器視覺(jué)的軌道車(chē)輛零部件形位尺寸檢測方法研究

      2020, 28(9):106-109.

      摘要 (759) HTML (0) PDF 1.45 M (533) 評論 (0) 收藏

      摘要:在高鐵車(chē)輛中,包含著(zhù)種類(lèi)繁多的零部件,每個(gè)零部件對于車(chē)輛的正常穩定運行都具有及其重要的影響,傳統的檢驗用時(shí)較長(cháng)且容易出錯,檢驗效率較低。出錯的車(chē)內裝飾部件會(huì )造成不同程度的返工,大大的降低了生產(chǎn)效率。目前,高鐵零部件形位尺寸檢測研究領(lǐng)域尚很少視覺(jué)檢測相關(guān)的研究,針對高鐵零部件的大型不固定的特點(diǎn),提出了完整的視覺(jué)檢測高鐵零部件形位尺寸的方法,首先從Snake動(dòng)態(tài)輪廓模型分割零部件感興趣區域,之后通過(guò)透視投影變換進(jìn)行空間校正,采用Sauvola局部二值化進(jìn)行輪廓提取,進(jìn)而進(jìn)行零部件視覺(jué)形位尺寸測量四個(gè)步驟實(shí)現高鐵零部件的視覺(jué)檢測,并對高鐵上的三種零部件進(jìn)行測試和驗證,實(shí)驗結果表明,基于視覺(jué)的高鐵零部件形位尺寸檢測具有較好的檢測效率和可拓展性,可用于高鐵多種零部件的形位尺寸入庫檢驗中。

    • >控制技術(shù)
    • 基于LabVIEW軟件的機器人避障控制系統設計

      2020, 28(9):110-115.

      摘要 (1914) HTML (0) PDF 1.91 M (865) 評論 (0) 收藏

      摘要:設計機器人避障控制系統,采用傳統設計方式存在避障效果差的缺點(diǎn),為了避免該缺點(diǎn)影響系統控制效果,提出了基于LabVIEW技術(shù)的機器人避障控制系統設計。根據控制系統總體結構,采用LabVIEW技術(shù)對信息進(jìn)行綜合處理,并匯總到DSP 微處理器模塊,從而實(shí)現機器人相對定位。依據機器人避障控制系統的硬件結構,進(jìn)行系統模塊化設計,通過(guò)單片機執行定時(shí)中斷服務(wù)子程序,以此控制系統電路,并計算出機器人距障礙物的距離。通過(guò)RS232 串行通信線(xiàn)纜交換海量數據,以此設計控制器結構,其中上位機直接控制移動(dòng)機器人,下位機間接控制移動(dòng)機器人。使用數字控制振蕩器可實(shí)現高精度參數化調制,進(jìn)而輸出正余弦波形。使用PAR傳感器,直接與數字控制振蕩器相連,具有隨時(shí)啟動(dòng)應用的特點(diǎn),采用TSR傳感器可對障礙物靜態(tài)、動(dòng)態(tài)不同工況下進(jìn)行數據采集與傳輸。通過(guò)JTAG標準測試協(xié)議,用于芯片內部測試,同時(shí)隔離邏輯電路和芯片引腳。依據系統軟件流程,設計機器人避障功能。由實(shí)驗結果可知,該系統避障效果最高可達到97%,具有良好應用價(jià)值。

    • PCI控制的九開(kāi)關(guān)逆變器及諧波補償控制研究

      2020, 28(9):116-121.

      摘要 (1391) HTML (0) PDF 2.30 M (490) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對獨立電源系統中,傳統逆變電路與諧波補償電路為兩個(gè)并聯(lián)式三相電壓型逆變器,存在生產(chǎn)成本高、體積龐大、PI控制策略下逆變輸出電流質(zhì)量較差等問(wèn)題。提出一種逆變與APF諧波補償一體化的九開(kāi)關(guān)控制拓撲結構,同時(shí)對九開(kāi)關(guān)逆變器采用PCI控制策略,可在 坐標系下追蹤交流信號減小穩態(tài)誤差。通過(guò)Matlab/Simulink環(huán)境中的仿真研究表明,該控制方案能實(shí)現交流信號幅值和相位零穩態(tài)誤差,加快系統的動(dòng)態(tài)響應,明顯減小電流信號的波動(dòng),保證了系統的穩態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。同時(shí),系統諧波補償效果較好,THD值下降,輸出得到穩定的三相正弦交流信號,證實(shí)了該方法的有效性。

    • 基于PSO-PID的盾構機糾偏控制研究

      2020, 28(9):122-126.

      摘要 (911) HTML (0) PDF 1.65 M (460) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對盾構機在掘進(jìn)過(guò)程中容易受到復雜地質(zhì)條件以及負載多變的影響,從而導致前進(jìn)方向發(fā)生偏離,難以控制的情況。提出一種基于粒子群算法(Particle Swarm Optimization)優(yōu)化PID控制器參數的糾偏控制策略。首先,研究盾構機液壓推進(jìn)系統機理,建立液壓缸推力、盾構機所受阻力、阻力矩、液壓缸位移之間的關(guān)系模型,得到盾構機液壓推進(jìn)系統模型,然后結合PSO和PID控制理論,設計了以液壓推進(jìn)系統的糾偏控制器。仿真結果顯示,所設計的PSO-PID控制器能夠滿(mǎn)足糾偏控制的需要,具有更小的超調性能,可以實(shí)現糾偏控制的快速響應。

    • 基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)路燈控制系統的設計與實(shí)現

      2020, 28(9):127-130.

      摘要 (1027) HTML (0) PDF 1.92 M (507) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對我國目前路燈覆蓋面積大,管理手段落后,無(wú)法根據實(shí)際需要進(jìn)行遠程控制開(kāi)關(guān)燈時(shí)間、無(wú)法監測各路燈的運行狀況等問(wèn)題,設計一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)路燈控制系統方案,實(shí)現對路燈按需控制、及時(shí)了解各路燈的耗能情況,并綜合現場(chǎng)的人流量情況,實(shí)現精確控制,最終達到節約能源的目的。該終端采用意法半導體STM32芯片為微控制核心、以窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為傳輸方式、以天翼云平臺為支撐的系統總體框架,闡述了系統硬件、軟件設計思路,制定了路燈控制器、天翼云平臺、后臺服務(wù)系統之間的通信協(xié)議,實(shí)現了路燈控制器、云平臺、后臺服務(wù)終端三者之間的信息交互。測試及應用結果表明,該控制器系統穩定可靠,數據通信實(shí)時(shí)性好,為將來(lái)路燈節能控制和管理提供了有利的保障。

    • 基于變分貝葉斯算法的青霉素發(fā)酵過(guò)程建模

      2020, 28(9):131-136.

      摘要 (740) HTML (0) PDF 1.37 M (422) 評論 (0) 收藏

      摘要:青霉素發(fā)酵過(guò)程具有明顯的階段特征,同時(shí)由于操作條件多變、生產(chǎn)環(huán)境復雜等原因導致其存在極大的不確定性,故本文在變分貝葉斯框架下建立了青霉素濃度預測的FIR融合模型。首先選取調度變量對發(fā)酵階段進(jìn)行劃分,然后基于變分貝葉斯算法辨識得到各FIR子模型的參數,最后根據階段特征計算樣本隸屬于各子模型的概率并融合子模型的輸出得到青霉素濃度的預測值。文中利用工業(yè)規模青霉素發(fā)酵罐的實(shí)際數據進(jìn)行仿真實(shí)驗,模型預測青霉素濃度的相關(guān)誤差為0.24%,表明提出模型具有較高的擬合度,能夠更為精準的預測青霉素濃度并適應實(shí)際的復雜工業(yè)環(huán)境。

    • 基于快速終端滑模面的兩旋翼飛行器有限時(shí)間姿態(tài)控制

      2020, 28(9):137-142.

      摘要 (1119) HTML (0) PDF 1.99 M (594) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對帶有模型不確定和外部干擾的兩旋翼飛行器,提出一種基于快速終端滑模面的有限時(shí)間自適應姿態(tài)控制方法,保證兩旋翼飛行器對期望姿態(tài)角度的有限時(shí)間跟蹤。構造快速終端滑模面,并設計分段連續函數避免滑模變量求導產(chǎn)生的奇異值問(wèn)題。在此基礎上,設計有限時(shí)間姿態(tài)控制器,并設計系統不確定上界的自適應更新律,抵消模型不確定性和外部干擾的影響。經(jīng)李雅普諾夫方法證明滑模變量、姿態(tài)角誤差、角速度誤差等閉環(huán)信號最終一致有界,且有限時(shí)間收斂至平衡點(diǎn)鄰域,收斂時(shí)間與系統狀態(tài)變量初始值有關(guān)。最后,采用了矩形波和 曲線(xiàn)作為設定信號,設計相應的跟蹤實(shí)驗,并在兩旋翼飛行器平臺上驗證所提控制方法的有效性,且分析雙曲正切函數對系統控制輸入影響,經(jīng)實(shí)驗測試其可減少系統顫振現象。

    • >軍事裝備測控技術(shù)
    • 基于PC104與DSP的載機發(fā)控系統綜合檢查儀設計

      2020, 28(9):143-147.

      摘要 (1716) HTML (0) PDF 1.89 M (626) 評論 (0) 收藏

      摘要:某型載機可掛裝四型空空導彈及配套發(fā)射裝置,同型導彈單架次可掛裝四枚以上。掛飛前的載機發(fā)射控制性能測試中,存在待測接口信號多、測試效率低、需多個(gè)彈型測試設備等問(wèn)題。采用模塊化方法設計一型綜合檢查儀,由PC104控制平臺、四個(gè)基于DSP的測試終端、GPS處理模塊、數據鏈/射頻處理模塊、雙顯示模塊等構成,實(shí)現了4彈型模擬及接口測試,4掛點(diǎn)并行測試,GPS信號測試、射頻/數據鏈通道測試等多種功能,滿(mǎn)足了該型載機掛彈前的測試需求。通過(guò)接口復用設計和雙顯示設計,提高設備易用性。產(chǎn)品裝備后,四掛點(diǎn)測試時(shí)間小于10分鐘,彈型/掛點(diǎn)切換時(shí)間小于3分鐘,故障檢測率大于97%,集成四種以上保障設備功能,實(shí)現了成本降低和效益提升。

    • 基于LQR最優(yōu)控制規律的巡航導彈控制器設計

      2020, 28(9):148-152.

      摘要 (963) HTML (0) PDF 1.71 M (511) 評論 (0) 收藏

      摘要::為縮短導彈飛行過(guò)程中的經(jīng)歷位移,達到精準巡航定位的目的,設計基于LQR最優(yōu)控制規律的巡航導彈控制器。按照導彈動(dòng)力電路的供應需求,連接PID控制元件、巡航執行器、縱向導彈彈射器及射程調節器,搭建巡航導彈控制器的主體結構單元。根據控制模塊的初始化標準,實(shí)現控制系數的模糊化處理,再聯(lián)合巡航規則庫,統計LQR控制系數的實(shí)際優(yōu)化效果,完成基于LQR最優(yōu)控制規律的巡航建模控制器靈敏度分析,實(shí)現巡航導彈控制器的順利應用。對比實(shí)驗結果表明,與普通元件控制設備相比,應用課題所設計的新型控制器設備后,導彈飛行位移由93000Km降低至60000Km左右,UDA主導系數也超過(guò)1.0,能夠解決導彈巡航定位精確性不達標的問(wèn)題。

    • >測試軟件工程
    • 基于WinForm的航天電磁繼電器動(dòng)態(tài)特性測試系統軟件設計與實(shí)現

      2020, 28(9):153-157.

      摘要 (672) HTML (0) PDF 2.03 M (474) 評論 (0) 收藏

      摘要:動(dòng)態(tài)特性是航天電磁繼電器的重要特征之一,在繼電器的生產(chǎn)與研究過(guò)程中需要進(jìn)行測試與分析。現有條件下,動(dòng)態(tài)特性測試系統測得的結果以文本和圖像形式保存在本地計算機中,研究人員需采用人工作業(yè)的方式對文本文件和圖像文件進(jìn)行分析。針對上述問(wèn)題,本文設計了一套基于WinForm的動(dòng)態(tài)特性測試系統軟件,具體分為客戶(hù)端軟件與服務(wù)器軟件,雙方基于Socket多線(xiàn)程通信實(shí)現文本文件和圖像文件傳輸的及時(shí)性與可靠性,突破了研究人員本地作業(yè)的空間局限性;基于雙緩沖技術(shù)繪制文本文件的曲線(xiàn)圖,加強對測試結果的直觀(guān)性分析;基于圖像調用與局部放大技術(shù),實(shí)現對圖像的有效處理與顯示。測試結果表明,所設計的系統軟件運行穩定,分析與顯示結果直觀(guān)準確,具有較高的使用價(jià)值。

    • >設計與應用
    • 基于MSP430單片機的嵌入式Web服務(wù)器設計

      2020, 28(9):158-162.

      摘要 (837) HTML (0) PDF 1.81 M (566) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了實(shí)現嵌入式設備提供網(wǎng)絡(luò )接口實(shí)現遠程管理和控制的目的,提出了一種基于MSP430單片機和以太網(wǎng)控制器CS8900A的嵌入式Web服務(wù)器的設計方案。方案以MSP430單片機為核心,結合以太網(wǎng)控制器,用戶(hù)可通過(guò)Internet隨時(shí)訪(fǎng)問(wèn)單片機系統,得到由DS18B20測得的外部溫度,同時(shí),平臺還可簡(jiǎn)便的進(jìn)行其他功能的擴展。該設計具有硬件連接簡(jiǎn)單、擴展性好、成本低等特點(diǎn),可廣泛應用于遠程數據采集、遠程監測控制、智能家居等領(lǐng)域,具有較高的實(shí)踐及研究?jì)r(jià)值。

    • 基于STM32的全釩液流電池管理系統的設計與實(shí)現

      2020, 28(9):163-167.

      摘要 (1151) HTML (0) PDF 2.63 M (652) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了解決PLC信息采樣端口有限,擴展成本高以及功能多樣化受限的問(wèn)題,設計了基于A(yíng)RM的全釩液流電池(VFB)管理系統。系統利用霍爾傳感器實(shí)現電壓電流的采集,采用修正卡爾曼濾波法實(shí)現剩余電荷量(SOC)估計,利用MCGS組態(tài)軟件實(shí)現數據的實(shí)時(shí)監測以及故障診斷和顯示,并實(shí)時(shí)控制釩電解液的活化和混合,自主切換工作模式。本電池管理系統可實(shí)現電池側電壓、電流和溫度等信號的實(shí)時(shí)數據監測、系統的故障診斷以及保護,并能存儲和遠程上傳數據。現場(chǎng)聯(lián)機測試結果表明,SOC估計誤差可控制在±2%,電池充電時(shí)間縮短25%,實(shí)時(shí)響應速度快。該系統能夠提高電池的利用率,防止電池出現過(guò)充和過(guò)放,運行可靠,已投入批量研制和生產(chǎn)。

    • 一種采集手臂肌電信號的神經(jīng)接口設計方法

      2020, 28(9):168-172.

      摘要 (912) HTML (0) PDF 1.76 M (661) 評論 (0) 收藏

      摘要:在人機交互的智能控制中,對人體肌電信號的采集成為了人機交互中的重要環(huán)節,本文設計了一種16路通道肌電信號采集和濾波電路,并通過(guò)DSP28335實(shí)現對肌電信號的采集、處理以及與上位機通訊,夠任意的給定采樣頻率和通信速率,以滿(mǎn)足不同的實(shí)驗或設備的要求。實(shí)驗結果表明,所設計的肌電信號神經(jīng)接口裝置穩定性較好,抗干擾能力強,能夠有效的采集手臂肌電信號,保留其動(dòng)作特征,滿(mǎn)足肌電信號手勢神經(jīng)解碼的要求。

    • 基于SMS的氣象災害短時(shí)臨近自動(dòng)預警系統設計與實(shí)現

      2020, 28(9):173-176.

      摘要 (980) HTML (0) PDF 1.89 M (555) 評論 (0) 收藏

      摘要:目前,各種氣象災害頻發(fā),氣象災害造成的損失也越來(lái)越大。針對目前已經(jīng)投入業(yè)務(wù)運行的各種氣象探測設備觀(guān)測數據進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)分析并根據災害性天氣發(fā)生時(shí)氣象數據達到的閾值條件通過(guò)手機短信發(fā)送相應氣象災害信息到各級氣象預報服務(wù)業(yè)務(wù)人員手機,以便其在第一時(shí)間內進(jìn)一步分析和處理,從而有效防范和應對各種氣象災害的發(fā)生。系統開(kāi)發(fā)完畢并投入業(yè)務(wù)應用以來(lái),根據氣象業(yè)務(wù)應用實(shí)際情況表明系統在氣象災害預警、防災減災等業(yè)務(wù)中發(fā)揮了積極作用。

    • 肺結節智能檢測和三維可視化系統設計與實(shí)現

      2020, 28(9):177-181.

      摘要 (917) HTML (0) PDF 1.50 M (594) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了提高肺部疾病識別效率,減少肺結節漏診率,設計了一套肺結節智能檢測和三維可視化系統。方法:構建了一個(gè)基于RESNET的深度多通道三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò ),根據LUNA16公開(kāi)數據集的888例患者圖像,選擇權重參數為α=0.5,γ=2的Focal loss損失函數進(jìn)行訓練,在CT圖像上對可疑的肺結節進(jìn)行檢測,采用光線(xiàn)投射算法對檢測出的結節區域進(jìn)行體繪制三維重建。結果:經(jīng)實(shí)驗測試,該網(wǎng)絡(luò )與單通道網(wǎng)絡(luò )和特征金字塔網(wǎng)絡(luò )(Feature Pyramid network, FPN)相比,準確度最高,為84.8%,系統能夠在230s內自動(dòng)檢測肺結節并完成三維重建,對于分辨率1mm/pixel的CT圖像靈敏度在98%以上,用戶(hù)可在瀏覽器上查看結節檢測結果和三維重建模型。結論:該系統突破了終端設備和地域限制,能夠為肺部疾病提供輔助診斷,提高診斷效率。

    • 旋翼無(wú)人機協(xié)同任務(wù)指派問(wèn)題研究與算法改進(jìn)

      2020, 28(9):182-186.

      摘要 (914) HTML (0) PDF 2.41 M (537) 評論 (0) 收藏

      摘要:在應用旋翼無(wú)人機群時(shí),每架無(wú)人機自主快速選擇目標空域點(diǎn),對于提升無(wú)人機群整體性能有很大作用。對于到達目標空域點(diǎn)即可降落的情況,可視作二分圖最佳匹配問(wèn)題,利用匈牙利算法進(jìn)行求解。對于到達空域點(diǎn)后,需要等待其他無(wú)人機全部就位后一同工作的情況,需要同時(shí)優(yōu)化平均移動(dòng)距離和最大移動(dòng)距離兩個(gè)耦合參數。經(jīng)多次實(shí)驗和測試,將匈牙利算法中代價(jià)矩陣各元素值替換為各自值的平方,可以在平均移動(dòng)距離與最優(yōu)解十分接近的情況下,使最大移動(dòng)距離減小,從而減小無(wú)人機懸停等待的消耗,縮短過(guò)程完成的時(shí)間。針對此問(wèn)題設計了只變異不交叉、父輩子輩一同評價(jià)的遺傳算法進(jìn)行求解與改進(jìn)算法對比,驗證了改進(jìn)后匈牙利算法在此問(wèn)題中具有更好的效果。由于算法計算速度快,適用于無(wú)人機上嵌入式系統實(shí)時(shí)計算。

    • 基于改進(jìn)D*Lite算法的電纜溝巡檢機器人系統設計

      2020, 28(9):187-190.

      摘要 (1000) HTML (0) PDF 1.46 M (556) 評論 (0) 收藏

      摘要:對地下電纜溝運行狀態(tài)的在線(xiàn)監測問(wèn)題,針對電纜溝環(huán)境設計了電纜溝巡檢機器人系統。分析了地下電纜溝在線(xiàn)監測的需求以及電纜溝環(huán)境帶來(lái)的約束,構建了包含圖像模塊、溫濕度檢測、可燃氣體檢測、運動(dòng)機構、自動(dòng)導航模塊、上位機系統在內的巡檢機器人結構。采用多關(guān)節串聯(lián)結構的履帶式底座和雙CPU(central pro-cessing unit)設計來(lái)減小機器人整體的體積和重量,采用煙花算法改進(jìn)D*Lite算法,加大機器人本體與障礙物距離,提升規劃路徑的平滑度,實(shí)現了適用于電纜溝環(huán)境的路徑規劃。經(jīng)現場(chǎng)測試,系統總功耗為94.3W,最小通過(guò)寬度為35cm,可穿越坡度不超過(guò)30°的障礙,獲得滿(mǎn)足測量精度要求的多種電纜運行信息,實(shí)現了地下電纜溝的自動(dòng)巡檢,滿(mǎn)足了地下電纜溝在線(xiàn)監測的要求。

    • 基于多分類(lèi)SVM的石榴葉片病害檢測方法

      2020, 28(9):191-195.

      摘要 (908) HTML (0) PDF 1.60 M (496) 評論 (0) 收藏

      摘要:石榴是陜西臨潼廣泛種植的水果作物之一。石榴的生產(chǎn)力由于其果實(shí)、莖和葉中各種類(lèi)型的疾病引起的感染而降低,葉片病害主要由細菌、真菌、病毒等引起。疾病是限制水果生產(chǎn)的一個(gè)主要因素,疾病往往難以控制,如果沒(méi)有準確的疾病診斷,就不能在適當的時(shí)間采取適當的控制行動(dòng)。圖像處理技術(shù)是植物葉片病害檢測和分類(lèi)中廣泛應用的技術(shù)之一,旨在利用支持向量機分類(lèi)技術(shù)對石榴葉片病害進(jìn)行檢測和分類(lèi)。首先用K均值聚類(lèi)法分割出病變區域,然后提取顏色和紋理特征,最后采用LSVM(線(xiàn)性支持向量機)分類(lèi)技術(shù)對葉片病害類(lèi)型進(jìn)行檢測。所提出的系統可以成功地檢測和分類(lèi)所檢查的疾病,準確率為89.55%。

    • 基于區塊鏈技術(shù)的醫聯(lián)體系統架構研究

      2020, 28(9):196-201.

      摘要 (998) HTML (0) PDF 2.79 M (445) 評論 (0) 收藏

      摘要:在我國醫療發(fā)展中,醫聯(lián)體的作用越加越顯著(zhù),醫聯(lián)體分級醫療、雙向轉診的模式使得群眾方便就醫,充分發(fā)揮了三級醫院的龍頭作用,極大的促進(jìn)了現代醫療的建設與發(fā)展。在醫聯(lián)體建設中,醫院間數據共享時(shí)需要保障數據的安全,并需要建立明確的協(xié)議標準,傳統的醫聯(lián)體架構已無(wú)法解決這些問(wèn)題。采用區塊鏈中的聯(lián)盟鏈技術(shù),根據區塊鏈的去中心化、安全保障等特點(diǎn),對現代醫聯(lián)體建設提出新的技術(shù)思想與系統構架,保障了醫聯(lián)體醫院間數據傳輸的數據安全問(wèn)題,使醫聯(lián)體更好地適應醫療領(lǐng)域發(fā)展。

    • 稅控USB終端設備安全過(guò)濾器的設計與實(shí)現

      2020, 28(9):202-205.

      摘要 (874) HTML (0) PDF 1.84 M (540) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了防止不法分子在USB設備與電腦連接時(shí)植入非法程序,從而竊取電腦中的敏感信息或控制電腦向外設發(fā)出非法指令,本文針對USB-key的接入安全問(wèn)題,提出了建立黑、白名單的方案。傳統的USB-key安全防范措施都是基于加密認證,未考慮稅控機接入的USB設備安全性。因此,本文提出對接入的USB設備進(jìn)行分類(lèi),并對不同類(lèi)別的USB設備執行相應的處理方案。通過(guò)設計開(kāi)發(fā)針對稅控系統的硬件檢測設備和軟件控制程序,從物理層面對接入稅控機的USB設備進(jìn)行安全檢測。文中給出了USB設備過(guò)濾器的硬件設計圖和軟件控制程序的流程圖,并對幾種有代表性的設備進(jìn)行了測試。測試結果表明,該設備能夠對USB設備合法性進(jìn)行有效的檢測,并對違規的USB設備做出相應的處理,提高了稅控系統USB-key接入USB設備的安全性。

    • 基于多尺度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的立體匹配算法研究

      2020, 28(9):206-211.

      摘要 (1733) HTML (0) PDF 1.69 M (677) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統障礙物檢測中的立體匹配算法存在特征提取不充分,在復雜場(chǎng)景和光照變化明顯等區域存在誤匹配率較高,算法所獲視差圖精度較低等問(wèn)題,提出了一種基于多尺度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的立體匹配方法。首先,在匹配代價(jià)計算階段,建立了一種基于多尺度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型,采用多尺度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )捕獲圖像的多尺度特征。為增強模型的抗干擾和快速收斂能力,在原有損失函數中提出改進(jìn),使新的損失函數在訓練時(shí)可以由一正一負兩個(gè)樣本同時(shí)進(jìn)行訓練,縮短了模型訓練時(shí)間。其次,在代價(jià)聚合階段,構造一個(gè)全局能量函數,將二維圖像上的最優(yōu)問(wèn)題分解為四個(gè)方向上的一維問(wèn)題,利用動(dòng)態(tài)規劃的思想,得到最優(yōu)視差。最后,通過(guò)左右一致性檢測對所得視差進(jìn)行進(jìn)一步精化,得到最終視差圖。在Middlebury數據集提供的標準立體匹配圖像測試對上進(jìn)行了對比實(shí)驗,經(jīng)過(guò)實(shí)驗驗證算法的平均誤匹配率為4.94%,小于對比實(shí)驗結果,并提高了在光照變化明顯以及復雜區域的匹配精度,得到了高精度視差圖。

    • 基于Flink的海量醫學(xué)圖像檢索系統設計與實(shí)現

      2020, 28(9):212-217.

      摘要 (1312) HTML (0) PDF 2.16 M (551) 評論 (0) 收藏

      摘要:醫學(xué)圖像檢索是有效利用醫學(xué)資源的基礎,而醫學(xué)圖像的海量性和增量性為圖像檢索帶來(lái)了新的挑戰和要求。為了提高醫學(xué)圖像檢索過(guò)程的效率,設計并實(shí)現一種基于Flink的海量醫學(xué)圖像檢索系統。首先,系統通過(guò)Web應用作為用戶(hù)操作入口,在后端搭建數據平臺和業(yè)務(wù)集群;其次,系統通過(guò)HBase對醫學(xué)圖像數據進(jìn)行分布式存儲,利用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型提取醫學(xué)圖像特征;然后,將所提取的醫學(xué)圖像特征數據進(jìn)行乘積量化編碼,并通過(guò)HBase進(jìn)行存儲;最后,通過(guò)基于Flink的內存計算對接Kafka進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像檢索,以及對批量導入圖像的特征索引編碼。系統在4個(gè)節點(diǎn)的服務(wù)器上部署分布式集群,使用真實(shí)醫學(xué)圖像數據集進(jìn)行測試,通過(guò)在MapReduce和Spark兩種不同技術(shù)模塊下的對比實(shí)驗表明本系統具有更好的檢索效率表現。

    • 基于分布式SAR系統的偵察衛星目標定位技術(shù)

      2020, 28(9):218-222.

      摘要 (844) HTML (0) PDF 1.75 M (459) 評論 (0) 收藏

      摘要:為解決偵察衛星被動(dòng)目標定位跟蹤精準性不達標的問(wèn)題,提出基于分布式SAR系統的偵察衛星目標定位應用算法。借助偵查調節模塊,估量衛星目標相位累加器實(shí)際處置權限,調度SAR型存儲模塊與D/A分布模塊間的定位應用關(guān)系,搭建基于分布式SAR系統的衛星定位執行結構。在此基礎上,選擇理想型號的定位傳感器,通過(guò)定位坐標轉換的方式,連接定位所需的通訊傳輸協(xié)議,實(shí)現偵察衛星的目標自定位處理。聯(lián)合分布式定位原理,在測算衛星目標偵查角度的同時(shí),完成目標定位信息的接收與轉存,實(shí)現偵察衛星目標定位算法的應用。對比實(shí)驗結果表明,與DDS算法行為相比,應用新型定位技術(shù)后,LCT指標、LOC指標數值均超過(guò)60%,抑制偵察衛星被動(dòng)目標失精準定位跟蹤行為的出現。

    • 面向5G的通信網(wǎng)絡(luò )全局化狀態(tài)信息非線(xiàn)性切換系統研究

      2020, 28(9):223-228.

      摘要 (1656) HTML (0) PDF 2.34 M (772) 評論 (0) 收藏

      摘要:為減輕5G通信網(wǎng)絡(luò )中冗余數據的傳輸壓力,實(shí)現全局化環(huán)境下信息參量的快速切換處理,設計面向5G通信網(wǎng)絡(luò )的全局化狀態(tài)信息非線(xiàn)性切換系統。遵照通信網(wǎng)絡(luò )內非線(xiàn)性切換格局的建立條件,連接數據觀(guān)測器與數據控制器,干預模糊數據解耦結構的執行接入行為,釋放網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中的冗余堆積數據,完成非線(xiàn)性切換系統的信息輸出控制設備搭建。獲取通信網(wǎng)絡(luò )內已穩定的信息參量,處理云分發(fā)協(xié)議間的傳輸關(guān)系,實(shí)現全局化信息的分發(fā)與緩存處理,結合輸出型控制設備結構,完成面向5G的通信網(wǎng)絡(luò )全局化狀態(tài)信息非線(xiàn)性切換系統研究。檢測結果顯示,應用非線(xiàn)性切換系統后,單位時(shí)間內可傳輸的網(wǎng)絡(luò )信息流量明顯提升,數據參量間的重復冗余占比率也大幅下降,切換信號趨于穩定時(shí)間加快。

    • 特種復雜試驗裝置中模型動(dòng)態(tài)建模系統設計

      2020, 28(9):229-232.

      摘要 (844) HTML (0) PDF 1.51 M (521) 評論 (0) 收藏

      摘要:為克服特種復雜試驗裝置中模型不可接觸、傳統動(dòng)態(tài)建模方式周期長(cháng)等困難,設計一種基于運動(dòng)恢復結構算法的動(dòng)態(tài)建模系統,實(shí)現實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)建模,以更直觀(guān)和精確的指導試驗。試驗裝置內設置車(chē)道線(xiàn),使用智能尋跡車(chē)進(jìn)行軌跡識別,環(huán)繞模型行進(jìn)。智能尋跡車(chē)上同時(shí)搭載光學(xué)相機和紅外相機,同視角拍攝特種復雜試驗裝置中模型的圖像。使用運動(dòng)恢復結構算法,從光學(xué)相機拍攝的圖像重建模型的三維結構。模型上設置有環(huán)狀編碼標記點(diǎn),利用標記點(diǎn)的坐標增加重建的精度。使用改進(jìn)的運動(dòng)恢復結構算法,從紅外相機拍攝的圖像重建紅外三維結構,并建立起與光學(xué)圖像生成的三維結構的對應關(guān)系。系統最終獲得具有溫度信息的可視化模型,并可使用頭戴式虛擬現實(shí)設備進(jìn)行沉浸式體驗。

    • 基于多信息融合的多目標跟蹤方法研究

      2020, 28(9):233-237.

      摘要 (969) HTML (0) PDF 1.61 M (555) 評論 (0) 收藏

      摘要:在線(xiàn)多目標跟蹤作為計算機視覺(jué)和人工智能方面的一個(gè)研究熱點(diǎn),隨著(zhù)深度學(xué)習的發(fā)展取得了較大的進(jìn)展。但是依然存在諸如復雜場(chǎng)景跟蹤準確度低等亟待解決的問(wèn)題。針對多目標跟蹤研究中存在的行人特征信息較少、跟蹤目標被遮擋等問(wèn)題,提出了一種融合表觀(guān)信息、軌跡歷史信息和目標運動(dòng)信息的多目標跟蹤方法,通過(guò)專(zhuān)門(mén)設計的雙分支網(wǎng)絡(luò )結構和損失函數使模型在學(xué)習時(shí)將三種信息相互融合;改進(jìn)相似性分數計算方法獲得更多的特征信息,提取更為魯棒的特征。多信息融合的多目標跟蹤方法在計算方面開(kāi)銷(xiāo)較少,能夠在測試時(shí)達到實(shí)時(shí)的效果。并且,通過(guò)相關(guān)實(shí)驗驗證,基于多信息融合的多目標跟蹤方法能夠在MOT16數據集上達到很好的性能,可以更好的處理目標遮擋、目標誤檢及目標丟失等情況。

    • 面向微波組件工藝失效分析的大數據建模技術(shù)

      2020, 28(9):238-242.

      摘要 (1026) HTML (0) PDF 2.57 M (556) 評論 (0) 收藏

      摘要:快速、準確定位微波組件生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題,對提升微波組件的質(zhì)量可靠性、工藝穩定性以及生產(chǎn)效率具有重要作用。在微波組件工藝質(zhì)量問(wèn)題傳統人工分析邏輯基礎上,通過(guò)對當前微波組件生產(chǎn)流程各環(huán)節的數據特點(diǎn)的挖掘分析,提出了生產(chǎn)大數據與失效分析知識融合的建模方法,并應用于工藝問(wèn)題的輔助排故中。首先,基于微波組件工藝質(zhì)量數據特征進(jìn)行數據清洗得到故障關(guān)鍵數據,作為大數據挖掘建模的基礎數據;其次,從微波組件質(zhì)量特征相似性的角度對不同微波組件進(jìn)行聚類(lèi)處理,提升稀疏數據的信息密度;最后,采用大數據挖掘算法融合失效分析先驗知識建立用于輔助排故的知識模型,并基于樣本數據對提出的建模方法進(jìn)行了實(shí)例分析和模型的軟件化部署,驗證了在微波組件工藝質(zhì)量問(wèn)題分析應用中的可行性。

    • 基于CARLA-PSO組合模型的機器人步態(tài)控制系統設計

      2020, 28(9):243-247.

      摘要 (2049) HTML (0) PDF 1.96 M (882) 評論 (0) 收藏

      摘要:傳統機器人步態(tài)控制系統對路線(xiàn)把握能力不強,導致對機器人步態(tài)的控制精度較差、時(shí)間過(guò)長(cháng)。為解決上述問(wèn)題,基于CARLA-PSO組合模型設計了一種新的機器人步態(tài)控制系統。硬件部分挑選操作性能較高的硬件元件系統,精準掌控系統中心點(diǎn)的位置,并在此位置上加大數據研究力度,通過(guò)數據監視模塊及數據控制模塊獲取的數據結果,利用目標參數控制模塊實(shí)施數據處理操作;以收集的硬件信息作為軟件操作基礎,利用CARLA-PSO組合模型得出機器人步態(tài)控制局部及全局最優(yōu)解,綜合運用軟件控制算法整合獲取的步態(tài)信息,調控路徑信息,結合傳感角信息,清理無(wú)關(guān)步態(tài)數據,完成機器人步態(tài)控制系統設計。實(shí)驗結果表明,基于CARLA-PSO組合模型的機器人步態(tài)控制系統能夠更精準地把控路線(xiàn),相較于傳統控制系統,設計的系統控制時(shí)間提高了15.2%,具有較好的控制效果。

    • 改進(jìn)的交互式Otsu紅外圖像分割算法

      2020, 28(9):248-251.

      摘要 (871) HTML (0) PDF 1.36 M (485) 評論 (0) 收藏

      摘要:為提高紅外圖像中目標分割的精度和抗噪性能,提出了一種改進(jìn)的交互式Otsu圖像分割算法。采用圖像信息熵特征和類(lèi)間方差特征對經(jīng)典Otsu算法的閾值判別函數進(jìn)行改進(jìn),獲得的最優(yōu)閾值能較好地將目標從背景中分割出來(lái),且具有良好的邊緣保持效果,提高了算法的分割精度。同時(shí),針對紅外圖像目標單一的特點(diǎn),采用交互式粗分割的思路,先在紅外圖像中提取包含目標的局部封閉區域,進(jìn)而在提取的區域內進(jìn)行改進(jìn)的Otsu分割。通過(guò)對紅外圖像激光光斑目標提取過(guò)程的實(shí)驗結果表明:改進(jìn)的Otsu分割算法大大降低了背景噪聲對分割算法的影響,提高了抗噪性能與分割精度,且最大程度地減少分割算法的運算量,并較好地保持了目標模糊邊緣,分割效果優(yōu)于傳統的Otsu算法和相關(guān)的改進(jìn)Otsu算法。

    • 具有負載電流檢測的高速固態(tài)繼電器接口電路設計

      2020, 28(9):252-255.

      摘要 (826) HTML (0) PDF 1.79 M (448) 評論 (0) 收藏

      摘要:在姿軌控發(fā)動(dòng)機地面試驗中,需要控制快響應電磁閥的開(kāi)閉,同時(shí)準確地測量負載電流。針對應用中的問(wèn)題,實(shí)現了一種高速固態(tài)繼電器接口電路。設計了用于各路控制信號隔離、邏輯判斷和放大的數字控制電路,可切換共正/共負的負載模式,抑制感性負載反電勢的負載電路,以及具有隔離輸出的電流檢測電路。誤差分析和測試校準證明本電路對控制信號傳輸延時(shí)不超過(guò)150ns,電流檢測精度達到0.2074%,可廣泛適用于各種控制器與固態(tài)繼電器的接口以及電流檢測應用中。

    • >試驗與評價(jià)技術(shù)
    • 遙感衛星災害應急監測效能評估指標體系構建

      2020, 28(9):256-261.

      摘要 (820) HTML (0) PDF 1.24 M (585) 評論 (0) 收藏

      摘要:遙感衛星廣泛應用于包括防災減災在內的多個(gè)領(lǐng)域,發(fā)揮了巨大的社會(huì )效益。自然災害應急對衛星監測的需求具有針對多時(shí)空要素的動(dòng)態(tài)高效多源多維的特點(diǎn),而衛星的全球化可重訪(fǎng)、無(wú)國界觀(guān)測能力與災害的監測需求高度契合。在研究分析遙感衛星在災害應急任務(wù)中的能力需求和應用模式的基礎上,從單項性能、能力指標和應用效能三個(gè)層次展開(kāi)分析,構建遙感衛星災害應急監測效能評估指標體系,給出主要指標的評估方法,為我國衛星有效用于國內外重大災害應急監測服務(wù)提供有效的評估手段和技術(shù)支撐。

    • 基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò )可靠性分析方法的研究與應用

      2020, 28(9):262-266.

      摘要 (999) HTML (0) PDF 1.47 M (482) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對傳統可靠性分析方法在評估多態(tài)復雜系統時(shí)的局限性,提出了一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò )的多態(tài)系統可靠性分析方法。該方法利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò )的多態(tài)變量節點(diǎn)來(lái)描述故障模式的多態(tài)性,用條件概率表及有向邊來(lái)表達節點(diǎn)之間的不確定因果關(guān)系。通過(guò)對先驗概率和后驗概率的雙向推理計算,得到節點(diǎn)與節點(diǎn)之間的相互影響關(guān)系,從而找到系統的薄弱環(huán)節,為提高系統可靠性提供依據。該方法在電池生產(chǎn)線(xiàn)系統的可靠性分析中得到了驗證,有效地提高了電池生產(chǎn)線(xiàn)系統的可靠性。

    • 基于多因素模糊推理的衛星綜合效能評估

      2020, 28(9):267-271.

      摘要 (1230) HTML (0) PDF 1.66 M (581) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對目前衛星復雜化、多任務(wù)、集群化發(fā)展大趨勢,利用傳統的性能窮舉法及單性能評估法進(jìn)行衛星的綜合效能評估已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足,對衛星綜合效能指標體系進(jìn)行研究,以微納集群衛星為例,分層列舉了相關(guān)指標體系,對衛星綜合效能評估方法進(jìn)行了研究,介紹了一般效能評估流程,提出了一種改進(jìn)的模糊推理效能評估方法,該方法在原有單因素評估指標模糊推理的基礎上,加入了指標間的多因素比較,并與層次分析相結合。最后以實(shí)際導航衛星為例進(jìn)行仿真分析,分析結果表明該方法切實(shí)可行,效能評估結果正確有效,為復雜衛星系統提高其綜合效能提供保障。

    • 樣本不均衡條件下設備健康度評估方法

      2020, 28(9):272-275.

      摘要 (1632) HTML (0) PDF 1.31 M (1053) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了保障設備穩定可靠運行,減少設備故障,針對大多數設備采集樣本不均衡的現狀,提出了利用動(dòng)態(tài)權重的支持向量數據描述(SVDD)方法對設備健康度進(jìn)行評估。該方法首先利用設備正常健康數據進(jìn)行SVDD單類(lèi)學(xué)習;然后利用少量各種健康狀態(tài)的數據樣本計算SVDD模型超球面距離,結合其評估的健康度,使用二項式回歸算法得到健康度擬合曲線(xiàn),實(shí)現了健康度準確評估模型。在計算過(guò)程中,所有樣本進(jìn)行了指數變權的動(dòng)態(tài)權重處理以提高準確性。最后以某型雷達發(fā)射機為例進(jìn)行了測試驗證。結果表明,該方法可實(shí)現設備健康狀態(tài)準確評估,具有不錯的實(shí)用價(jià)值。

    • >智能儀器與傳感技術(shù)
    • 新一代中文閱讀視力檢查儀的設計升級研究

      2020, 28(9):276-281.

      摘要 (611) HTML (0) PDF 2.26 M (448) 評論 (0) 收藏

      摘要:中文閱讀視力檢查儀是專(zhuān)門(mén)為漢語(yǔ)閱讀背景人群設計和開(kāi)發(fā)的視功能檢查工具,原版檢查儀存在屏幕亮度無(wú)法自適應調節、屏幕高度不能始終與患者視線(xiàn)高度持平、對應的小程序功能較為單一等問(wèn)題;針對以上問(wèn)題,采用定制的段式液晶顯示屏、藍牙4.2解決方案、單片機主控模塊,依托Android Studio程序開(kāi)發(fā)平臺,設計和開(kāi)發(fā)了新一代中文閱讀視力檢查儀及其上位控制APP。新版檢查儀在原有基礎上,增加了通過(guò)APP連接藍牙控制絲桿滑臺調節屏幕位置和自動(dòng)調節閱讀視力檢查儀屏幕亮度的功能,進(jìn)一步完善了儀器的軟硬件設計。實(shí)驗結果表明,檢查儀具有良好的適配性,滿(mǎn)足了為不同年齡段低視力患者的診斷和康復提供技術(shù)支持的需求。

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