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  • 2024年第0卷第10期文章目次
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    • >綜述與評論
    • 室外環(huán)境智能駕駛技術(shù)綜述

      2024, 32(10):1-8.

      摘要 (57) HTML (0) PDF 2.21 M (123) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文針對低速無(wú)人車(chē)在室外發(fā)展需要用到的關(guān)鍵技術(shù),展開(kāi)了對高精度地圖與三維激光雷達同步定位與建圖方法的討論。指出了室外環(huán)境與室內環(huán)境的智能導航技術(shù)的主要區別,一方面是室內外環(huán)境差異較大,需要對動(dòng)靜態(tài)障礙物綜合處理也需要遵守交通法規,另一方面室外環(huán)境對傳感器也要求較高,還有一點(diǎn)是在室外情況經(jīng)常會(huì )出現全球定位系統信號差導致定位不準確的情況;本文針對以上問(wèn)題介紹了兩個(gè)重要的低速無(wú)人車(chē)自主定位與導航技術(shù),首先是高精度地圖的使用,主要介紹了高精度地圖的理論框架與地圖制作方法;然后討論了介紹了較為成熟的室內SLAM算法,并討論算法的局限性,引出室外3D SLAM方法的重大突破算法與發(fā)展現狀;最后提出未來(lái)室外SLAM技術(shù)的發(fā)展趨勢。

    • >測試與故障診斷
    • 渦輪發(fā)動(dòng)機高速旋轉狀態(tài)失衡振動(dòng)故障診斷系統

      2024, 32(10):9-16.

      摘要 (47) HTML (0) PDF 1.77 M (87) 評論 (0) 收藏

      摘要:渦輪發(fā)動(dòng)機是一種通過(guò)燃燒燃料并利用高速流動(dòng)氣體產(chǎn)生動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機,在高速旋轉狀態(tài)下,其失衡振動(dòng)會(huì )導致渦輪發(fā)動(dòng)機各部件的磨損加劇,減少使用壽命。為了有效解決這一問(wèn)題,設計一種渦輪發(fā)動(dòng)機高速旋轉狀態(tài)失衡振動(dòng)故障診斷系統。該設計將系統框架劃分為三層結構,包括下位機層、上位機層以及客戶(hù)端層。該系統采用振動(dòng)傳感器和聲音傳感器采集高速旋轉狀態(tài)下的渦輪發(fā)動(dòng)機工作過(guò)程中的狀態(tài)信號,并通過(guò)變送器將信號轉變?yōu)榭杀幌挛粰C識別的信號。下位機運行處理程序,對信號實(shí)施濾波,提取故障特征,然后通過(guò)Zigbee遠程通信模塊將信號轉發(fā)給上位機。上位機層運行知識圖譜診斷程序,構建發(fā)動(dòng)機失衡振動(dòng)故障的知識圖譜,并結合貝葉斯網(wǎng)絡(luò )推斷故障類(lèi)型,計算故障發(fā)生概率,實(shí)現高精度的失衡振動(dòng)故障診斷。實(shí)驗結果表明:與三種傳統診斷方法相比,所設計系統的ROC曲線(xiàn)在最上方,曲線(xiàn)下方的面積更大,AUC值=0.847,說(shuō)明所設計系統的故障診斷能力強,能保證診斷結果的準確性。

    • 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的高密度5G通信鏈路負載均衡性測試系統研究

      2024, 32(10):17-25.

      摘要 (34) HTML (0) PDF 2.01 M (96) 評論 (0) 收藏

      摘要:5G通信網(wǎng)絡(luò )具有高并發(fā)性和低延遲的特點(diǎn),且網(wǎng)絡(luò )中涉及大量的設備,包括基站、天線(xiàn)、中繼器等。在高密度場(chǎng)景下,大量用戶(hù)設備同時(shí)連接到基站,導致網(wǎng)絡(luò )容量需求大大增加,會(huì )使得某些鏈路資源不足而其他鏈路則資源過(guò)剩,進(jìn)而產(chǎn)生負載失衡和鏈路阻塞問(wèn)題。為此,設計一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的高密度5G通信鏈路負載均衡性測試系統。搭建通信鏈路負載均衡性測試框架,設計控制器、流量監測器、網(wǎng)絡(luò )處理器,完成系統硬件設計。構建通信鏈路信道傳輸模型,計算鏈路負載,應用流量監測器、網(wǎng)絡(luò )處理器獲取通信鏈路歷史負載數值,采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )預測下一時(shí)刻通信鏈路負載數值,將適應度函數和鏈路實(shí)際負載能力結合,當負載不均衡程度達到最小化時(shí)結束神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )訓練,獲取通信鏈路負載均衡性測試最佳方案,從而實(shí)現高密度5G通信鏈路負載均衡。實(shí)驗數據顯示,在不同實(shí)驗工況背景下,設計系統應用后獲得Jain氏公平性均衡指數最大值為0.95,通信鏈路阻塞率最小值為5%,網(wǎng)絡(luò )吞吐量在12Gbps-18Gbps之間。

    • 基于改進(jìn)YOLOv5s的跌倒行為檢測

      2024, 32(10):26-31.

      摘要 (42) HTML (0) PDF 1.56 M (97) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了實(shí)現電廠(chǎng)人員跌倒行為的實(shí)時(shí)檢測,防止跌倒昏迷而無(wú)法及時(shí)發(fā)現并救援的事件發(fā)生,針對跌倒行為檢測實(shí)時(shí)性以及特征提取能力不足的問(wèn)題,提出了一種改進(jìn)YOLOv5s的跌倒行為檢測算法網(wǎng)絡(luò ):在YOLOv5s模型中引入SKAttention注意力模塊,使得網(wǎng)絡(luò )可以自動(dòng)地利用對分類(lèi)有效的感受野捕捉到的信息,這種新的深層結構允許CNN在卷積核心上執行動(dòng)態(tài)選擇機制,從而自適應地調整其感受野的大小;同時(shí)結合ASFF自適應空間融合,并在其中充分利用不同特征,又在算法中引入權重參數,以多層次功能為基礎,實(shí)現了水下目標識別精度提升的目標;加入空間金字塔池化結構SPPFCSPC,大大縮短了推理時(shí)間。實(shí)驗結果表明,相比于原始YOLOv5s,新網(wǎng)絡(luò )在mAP平均精度均值方面提升了2.1%,查全率提升了16%。改進(jìn)后的網(wǎng)絡(luò )在感知細節和空間建模方面更加強大,能夠更準確地捕捉到人員跌倒的異常行為,檢測效果有了顯著(zhù)提升。

    • 基于串聯(lián)諧振的智能吊籃安全繩鎖扣檢測系統設計

      2024, 32(10):32-38.

      摘要 (22) HTML (0) PDF 1.93 M (51) 評論 (0) 收藏

      摘要:為了提高高處作業(yè)吊籃工作人員的施工安全性,研究了一種智能吊籃的安全繩鎖扣檢測系統,該系統能夠精確測量鎖扣是否處于閉合的狀態(tài);系統采用了諧振電路和信號處理鏈的組合,實(shí)現了對鎖扣狀態(tài)的高度監測和識別;主控芯片產(chǎn)生的方波信號經(jīng)過(guò)諧振電路諧振后,最終輸出目標正弦波;經(jīng)過(guò)濾波整流和電壓放大電路對信號處理后,信號被輸送給比較器電路進(jìn)行進(jìn)一步分析,比較器電路用于與預設的閾值進(jìn)行比較,以判斷鎖扣狀態(tài);系統成功判斷鎖扣閉合狀態(tài)并顯示給施工人員,準確實(shí)驗結果對于提升高空作業(yè)領(lǐng)域的安全性和可控性具有深遠的意義,通過(guò)集成了多個(gè)關(guān)鍵模塊的系統設計,降低了鎖扣未閉合造成的事故風(fēng)險,同時(shí)及時(shí)警示操作人員,使工作場(chǎng)所更加安全可靠,強調了電子信息技術(shù)在工程安全中的關(guān)鍵作用。

    • 基于船舶運動(dòng)行為與時(shí)序圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的軌跡預測研究

      2024, 32(10):39-46.

      摘要 (37) HTML (0) PDF 2.60 M (70) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)我國“海洋強國”戰略的提出,航運業(yè)飛速發(fā)展。海上交通量迅猛增長(cháng),碰撞事故頻發(fā),同時(shí)積累的豐富的船舶航行數據,亟需在此數據基礎上,對船舶的航行位置進(jìn)行長(cháng)時(shí)序的預測,加強對海域的整體交通狀況的認知,降低船舶碰撞事故率;為此在實(shí)驗中首先對船舶自動(dòng)識別系統(AIS,Automatic Identification System)數據進(jìn)行預處理,剔除其中的易于去除的異常點(diǎn),提出基于船舶航行特征的動(dòng)態(tài)軌跡去糾纏方法去除糾纏點(diǎn);其次,依據船舶航行特征提出顧及行為語(yǔ)義約束的時(shí)空軌跡密度自適應聚類(lèi)方法對船舶運動(dòng)模式進(jìn)行挖掘,得到船舶典型運動(dòng)行為模式。最后,針對船舶軌跡以及船舶運動(dòng)模式,提出一種基于運動(dòng)模式的時(shí)序圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )軌跡預測模型,對軌跡進(jìn)行長(cháng)時(shí)序預測,選取粵港澳大灣區作為實(shí)驗海域,經(jīng)對比實(shí)驗驗證,該模型在長(cháng)時(shí)序預測上效果優(yōu)于傳統模型。

    • 基于IPPG的心電監護儀實(shí)時(shí)心率測量系統研究

      2024, 32(10):47-52.

      摘要 (39) HTML (0) PDF 1.69 M (42) 評論 (0) 收藏

      摘要:為更好地應對心電監護儀在實(shí)時(shí)心率測量中效果不佳和數據提取能力不足的問(wèn)題,提出一種基于光電容積脈搏圖技術(shù)的新型心電監護儀系統。該系統利用光電容積脈搏圖技術(shù)對心電監護儀的數據進(jìn)行高效處理,并采用改進(jìn)的小波變換方法對數據進(jìn)行降噪處理。經(jīng)試驗測試,系統在數據降噪處理后,心電波形的變化幅度顯著(zhù)降低,整體變化范圍較降噪前低0.4mV;得到的心率數據更接近原始心率變化圖像,最大變化僅為2bpm;研究方法的信噪比達到16.0578,均方根誤差僅為0.0195,相比平均濾波器方法降低了0.0229。該系統在人體心率實(shí)時(shí)測量方面具有更優(yōu)的數據處理性能,能夠有效提高心率測量的準確性和實(shí)時(shí)性,為心率實(shí)時(shí)監測技術(shù)的發(fā)展提供了重要的參考和應用價(jià)值。

    • 基于數據驅動(dòng)的MEMS加速度計自檢測自校正技術(shù)研究

      2024, 32(10):53-61.

      摘要 (37) HTML (0) PDF 2.64 M (54) 評論 (0) 收藏

      摘要:MEMS加速度計是一種用于測量載體加速度的微型集成系統,已被廣泛應用于生產(chǎn)生活中;然而MEMS器件在使用過(guò)程中易由內外因素影響出現故障,若不能及時(shí)檢測故障并校正故障數據,將會(huì )使得系統無(wú)法準確感知外界環(huán)境進(jìn)而導致控制出現偏差,因此及時(shí)檢測MEMS加速度計的故障并校正其故障數據對于提高系統的魯棒性、測量準確性以及控制穩定性等方面具有重要意義;現有檢測校正方法大多依靠建立加速度計的物理模型或構建傳感器冗余網(wǎng)絡(luò )來(lái)實(shí)現加速度計的自檢測與自校正,但這些方法存在建模復雜且引入額外誤差或硬件資源需求高等問(wèn)題;為了避免建模不準確引入的誤差并減少算法對硬件資源的需求,基于近傳感器計算的思想,設計了一種輕量化的、基于數據驅動(dòng)的MEMS加速度計自檢測自校正算法;測試結果表明,算法對沖擊、偏差、信號丟失、恒定輸出四種故障的檢測率均達到90%,校正后數據與正常數據的平均絕對誤差小于0.15 g,并且具有在2.55 ms內處理加速度計數據的能力。

    • 基于加速退化試驗的發(fā)射電源關(guān)鍵參數趨勢預測研究

      2024, 32(10):62-68.

      摘要 (23) HTML (0) PDF 2.48 M (38) 評論 (0) 收藏

      摘要:雷達發(fā)射電源作為雷達最重要的組成部件,其穩定性與質(zhì)量高低直接影響整個(gè)雷達設備運行的可靠性與性能指標的實(shí)現,同時(shí)電源需要連續運行,還要承受高、低溫及高濕、沖擊等考驗,運行中不允許檢修或者只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的維護,因此探究發(fā)射電源的性能退化規律,并對其進(jìn)行有效的預測十分有必要;通過(guò)詳細分析發(fā)射電源失效機理,并開(kāi)展發(fā)射電源性能退化試驗,并對各試驗數據進(jìn)行有效的分析,探究電源各監測參數相關(guān)關(guān)系,建立電源各關(guān)鍵參數退化模型,從而實(shí)現對發(fā)射電源的故障預測或者關(guān)鍵參數的趨勢預測。

    • 基于雙模態(tài)門(mén)控特征融合的跌倒檢測方法

      2024, 32(10):69-76.

      摘要 (16) HTML (0) PDF 2.16 M (39) 評論 (0) 收藏

      摘要:使用單一傳感器進(jìn)行人體跌倒檢測的方法不能充分捕捉動(dòng)作特征,攝像頭在光線(xiàn)較差時(shí)無(wú)法獲得高質(zhì)量圖像,毫米波雷達的點(diǎn)云稀疏性降低了遠距離目標信息的有效性;針對上述問(wèn)題,提出了一種基于雙模態(tài)門(mén)控特征融合的跌倒檢測方法;使用雷達和攝像頭同步檢測,雷達分支根據時(shí)間-距離圖和微多普勒圖獲得融合特征,視覺(jué)分支提取目標的光學(xué)特征;將兩種特征送入門(mén)控融合模塊,根據權重整合特征信息,在輸出層實(shí)現分類(lèi);設計了雷達分支和整體網(wǎng)絡(luò )的相關(guān)實(shí)驗,雷達分支融合方法的平均準確率是91.7%,優(yōu)于單一特征方法;整體網(wǎng)絡(luò )的門(mén)控融合方法的準確率是94.1%,相比特征相加融合和首尾拼接融合方法分別高出3.0%和1.8%;充分表明該方法能夠提升人體跌倒檢測的性能。

    • 基于BEV視角的多傳感融合3D目標檢測

      2024, 32(10):77-85.

      摘要 (22) HTML (0) PDF 2.25 M (42) 評論 (0) 收藏

      摘要:3D目標檢測是自動(dòng)駕駛在道路環(huán)境感知任務(wù)中的重要環(huán)節,現有主流框架通過(guò)搭載多種感知設備獲取多模態(tài)的數據信息來(lái)實(shí)現多傳感融合檢測;傳統相機與激光雷達的傳感器融合過(guò)程中存在幾何失真,以及信息優(yōu)先級不對等,導致傳感融合的3D目標檢測性能不足;對此,提出了一種基于鳥(niǎo)瞰視角(BEV)的多傳感融合3D目標檢測算法;利用提升-展開(kāi)-投射(LSS)方式,獲取圖像的潛在深度分布建立圖像在BEV空間下的特征;采用PV-RCNN的集合抽象法建立點(diǎn)云在BEV空間下的特征;該算法在統一的BEV共享空間中設計了低復雜度的特征編碼網(wǎng)絡(luò )融合多模態(tài)特征實(shí)現3D目標檢測;實(shí)驗結果表明,所提出的算法在檢測精度上相較于純激光方法提升4.8%,相較于傳統的融合方案減少了47%的參數,并保持了相近的精度,較好地滿(mǎn)足了自動(dòng)駕駛系統道路環(huán)境感知任務(wù)的檢測要求。

    • 高速鐵路線(xiàn)路環(huán)境異物入侵視頻檢測系統研制

      2024, 32(10):86-91.

      摘要 (50) HTML (0) PDF 1.98 M (53) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對智能高鐵2.0體系中智能裝備建設要求,研制了高速鐵路線(xiàn)路環(huán)境視頻檢測系統。該系統采用高實(shí)時(shí)、雙模態(tài)補償技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)成像,克服了高速運行條件下的運動(dòng)模糊及開(kāi)放式場(chǎng)景下的環(huán)境光干擾問(wèn)題。基于Faster-RCNN(Faster Region-based Convolutional Neural Networks)和YOLO v8模型開(kāi)發(fā)了異物入侵智能識別算法,實(shí)現了基于高速動(dòng)車(chē)組平臺的列車(chē)運行環(huán)境狀態(tài)異常在線(xiàn)檢測。研發(fā)了線(xiàn)路環(huán)境視頻動(dòng)態(tài)檢測應用軟件,實(shí)現了列車(chē)運行環(huán)境異常的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監測和異常數據管理。試驗驗證表明,系統可滿(mǎn)足最高450km/h運行條件下的線(xiàn)路環(huán)境高清成像和異物入侵檢測,缺陷檢出率≥90%。

    • 電磁環(huán)境干擾場(chǎng)強測試實(shí)驗室間比對設計與實(shí)現

      2024, 32(10):92-97.

      摘要 (34) HTML (0) PDF 1.15 M (37) 評論 (0) 收藏

      摘要:為確保各電磁環(huán)境檢測實(shí)驗室間電磁環(huán)境干擾場(chǎng)強檢測結果的準確性、一致性,評價(jià)實(shí)驗室電磁環(huán)境檢測能力、更準確的評估電磁輻射對人類(lèi)健康的潛在影響、對儀器設備和環(huán)境設施的不利影響,從電磁環(huán)境檢測實(shí)驗室間比對的目的入手,對電磁環(huán)境干擾場(chǎng)強測試系統的架構及原理進(jìn)行了研究,結合電磁環(huán)境干擾場(chǎng)強測試方法,對電磁環(huán)境檢測實(shí)驗室間比對進(jìn)行了設計,提出了電磁環(huán)境檢測實(shí)驗室間比對的方案及比對測試結果統計方法及評價(jià)原則,并經(jīng)實(shí)際應用實(shí)現了電磁環(huán)境干擾場(chǎng)強測試實(shí)驗室間比對過(guò)程,為電磁環(huán)境檢測實(shí)驗室開(kāi)展實(shí)驗室間比對提供了參考。

    • 慣導系統級間動(dòng)態(tài)對準測試系統設計與應用

      2024, 32(10):98-103.

      摘要 (27) HTML (0) PDF 2.83 M (47) 評論 (0) 收藏

      摘要:多級航天裝備的慣導系統級間相對安裝誤差標定精度與補償效果對其導航精度有著(zhù)直接影響,實(shí)際工程應用時(shí)相對安裝誤差的標定往往是非重復性流程,且缺少快速評估相對安裝誤差準確性的測試手段;為了提高測試覆蓋性,在系統級測試階段提出一種慣導系統級間動(dòng)態(tài)對準測試的總體方案,設計了一套檢測慣導系統級間相對安裝誤差的自動(dòng)化設備;測試設備以基于PXI總線(xiàn)的控制系統為核心,配置搖擺轉臺提供動(dòng)態(tài)激勵,搭載基于LabVIEW開(kāi)發(fā)平臺的上位機測試軟件,配合上傳至產(chǎn)品端的測試軟件實(shí)現測試流程。通過(guò)試驗測試驗證了測試系統的應用價(jià)值,進(jìn)一步分析測試結果發(fā)現了慣導系統級間通信時(shí)延問(wèn)題并改進(jìn)了測試方法,提高了相對安裝誤差檢測的準確性。

    • >控制技術(shù)
    • 基于模糊邏輯的鐵路機車(chē)無(wú)線(xiàn)通信接入擁塞控制系統設計

      2024, 32(10):104-110.

      摘要 (18) HTML (0) PDF 1.92 M (40) 評論 (0) 收藏

      摘要:鐵路機車(chē)無(wú)線(xiàn)通信主要用于列車(chē)與控制中心之間的數據傳輸,如果通信網(wǎng)絡(luò )出現擁塞,會(huì )導致信息傳輸延遲或失敗,進(jìn)而影響到列車(chē)的運行安全。為了提高鐵路機車(chē)無(wú)線(xiàn)通信接入的流暢性,設計了基于模糊邏輯的鐵路機車(chē)無(wú)線(xiàn)通信接入擁塞控制系統。通過(guò)數據解析分類(lèi)模塊對數據包進(jìn)行解析,經(jīng)過(guò)WRED模塊完成丟包處理,傳輸給隊列模塊,通過(guò)隊列的整理將數據傳輸給模糊邏輯控制器模塊,在模糊邏輯控制器模塊中,利用模糊邏輯理論,設計了模糊控制規則,依據逐跳擁塞控制,完成系統的硬件設計。在系統的軟件設計中,根據無(wú)線(xiàn)通信接入數據在隊列模塊的緩存情況,感知無(wú)線(xiàn)通信接入節點(diǎn)的狀態(tài),通過(guò)獲取無(wú)線(xiàn)通信接入節點(diǎn)的剩余隊列,預測無(wú)線(xiàn)通信接入路徑的擁塞情況,在無(wú)線(xiàn)通信接入的最佳路徑下,設計了擁塞控制算法,實(shí)現對鐵路機車(chē)無(wú)線(xiàn)通信接入的擁塞控制。測試結果表明,設計系統的吞吐量可達到4000kpbs,丟包率和節點(diǎn)死亡率均低于1%,能夠有效控制無(wú)線(xiàn)通信接入的擁塞情況。

    • 基于深度學(xué)習的移動(dòng)機器人目標自動(dòng)跟隨控制系統設計

      2024, 32(10):111-117.

      摘要 (33) HTML (0) PDF 1.97 M (54) 評論 (0) 收藏

      摘要:移動(dòng)機器人在跟隨運動(dòng)目標時(shí),容易受到周?chē)h(huán)境的影響,導致目標識別準確性降低,從而影響自動(dòng)跟隨控制效果。為此,設計了基于深度學(xué)習的移動(dòng)機器人目標自動(dòng)跟隨控制系統。系統框架設計為感知層、處理和控制層以及執行層。利用感知層中的視覺(jué)傳感器、超聲波傳感器、MEMS傳感器,采集信息并傳輸到處理和控制層,單片機處理器運行兩個(gè)程序,前一個(gè)程序利用深度學(xué)習中的殘差學(xué)習網(wǎng)絡(luò )、深度卷積網(wǎng)絡(luò )、長(cháng)短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行圖像處理和目標識別,后一個(gè)程序結合超聲波傳感器測距信息計算目標坐標。PLC微控制器承載控制程序,結合MEMS傳感器采集到的角度信息,基于PID設計雙環(huán)控制器,在其控制下實(shí)現移動(dòng)機器人目標自動(dòng)跟隨控制。實(shí)驗結果表明,無(wú)論在何種環(huán)境下,設計系統的誤識別圖像和未識別圖像數量較少,角度跟隨平均誤差和跟隨距離平均誤差均較小,具有較好的目標識別功能和較強的抗環(huán)境干擾能力,更適用于多種環(huán)境的目標跟隨,確保移動(dòng)機器人目標自動(dòng)跟隨控制效果。

    • 基于PCIE總線(xiàn)的大數據通信傳輸時(shí)延控制系統設計

      2024, 32(10):118-124.

      摘要 (38) HTML (0) PDF 1.92 M (48) 評論 (0) 收藏

      摘要:在大數據傳輸中,當網(wǎng)絡(luò )流量過(guò)大或網(wǎng)絡(luò )拓撲復雜時(shí),可能會(huì )出現網(wǎng)絡(luò )擁塞的情況,導致通信傳輸時(shí)延的增加,為了優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò )的數據傳輸效率,設計基于PCIE總線(xiàn)的大數據通信傳輸時(shí)延控制系統。在PCIE總線(xiàn)核結構下設計大數據收發(fā)器、通信轉換模塊與通信中斷控制器,搭建時(shí)延控制終端,聯(lián)合大數據通信寄存器與時(shí)延狀態(tài)估計器,實(shí)現傳輸時(shí)延控制硬件系統的設計。在通信數據相空間內,計算傳輸時(shí)延量的具體數值水平,完成對大數據通信傳輸時(shí)延的預測。根據大數據通信序列定義條件,得到與通信傳輸時(shí)延狀態(tài)相關(guān)的反饋信息,并以此為基礎,確定具體的控制方案,完成基于PCIE總線(xiàn)的大數據通信傳輸時(shí)延控制系統設計。實(shí)驗結果表明,PCIE總線(xiàn)控制系統的應用可將大數據通信時(shí)延控制在0-0.20ms范圍之內,不會(huì )因時(shí)延過(guò)大造成數據信息瞬時(shí)響應速率下降的問(wèn)題,且數據傳輸丟包率低于%,符合實(shí)際應用需求。

    • 基于云計算的5G通信信道傳輸控制系統設計

      2024, 32(10):125-131.

      摘要 (30) HTML (0) PDF 2.30 M (42) 評論 (0) 收藏

      摘要:5G通信使用的是毫米波頻段,相比于低頻段而言,信號在傳播中更容易受到信道干擾及多路徑衰落的影響,導致5G通信信道擁塞概率與數據丟失概率較高,為此,設計并開(kāi)發(fā)了基于云計算的5G通信信道傳輸控制系統。改裝通信信道數據采集器、處理器、交換機合路器、均衡器以及控制器等元件,將其接入到系統電路中,實(shí)現硬件系統的優(yōu)化。利用采集器設備,以動(dòng)態(tài)方式采集5G通信信道傳輸數據,從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面提取信道傳輸特征,綜合特征匹配度和信道占用率兩個(gè)方面,判斷當前通信信道的運行狀態(tài)。針對處于擁塞狀態(tài)的信道,在傳輸控制協(xié)議的約束下,利用云計算技術(shù)實(shí)現5G通信信道傳輸任務(wù)的調度,最終通過(guò)通信信道增強、干擾消除兩個(gè)步驟,實(shí)現系統的5G通信信道傳輸控制功能。實(shí)驗結果表明,有干擾場(chǎng)景下,所設計系統的信道傳輸平均誤碼率為0.22%,信道傳輸數據丟包率的平均值為0.48%,5G通信信道的平均數據傳輸速度為406GB/min。

    • 基于復雜信道服務(wù)模型的高效可靠鏈路控制方法

      2024, 32(10):132-138.

      摘要 (22) HTML (0) PDF 2.30 M (46) 評論 (0) 收藏

      摘要:面向無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )化應用發(fā)展趨勢,針對無(wú)線(xiàn)鏈路容錯概率高、實(shí)時(shí)變化大、信道帶寬窄導致鏈路可靠控制難的問(wèn)題,提出了基于復雜信道服務(wù)模型的高效可靠鏈路控制方法;分析了無(wú)線(xiàn)傳播復雜信道服務(wù)模型的多種特點(diǎn),提出了基于無(wú)線(xiàn)信道服務(wù)模型緊密耦合高效適配的控制機制,設計了無(wú)線(xiàn)鏈路層自適應分組反饋控制流程,結合幀結構設計給出了數據分組長(cháng)度、最大重數次數等關(guān)鍵參數演算方法;在物理層最小分組長(cháng)度對應傳輸成功率85%至99%條件下,仿真給出最佳分組長(cháng)度為最小分組的2倍至9倍,最大重數次數為9次縮減至4次;仿真驗證表明:在業(yè)務(wù)數據包長(cháng)度為最小分組長(cháng)度的10倍~100倍時(shí),相比無(wú)鏈路控制狀態(tài),傳輸成功率由1%~90%改進(jìn)至99.99%以上,平均吞吐量可提升兩倍以上。

    • 基于區塊鏈的嵌入式機器人運行數據防篡改傳輸控制系統設計

      2024, 32(10):139-145.

      摘要 (26) HTML (0) PDF 2.37 M (42) 評論 (0) 收藏

      摘要:在嵌入式機器人中,包含大量重要的運行數據,這些數據需要連接到網(wǎng)絡(luò )上進(jìn)行通信和傳輸,使其容易受到多種網(wǎng)絡(luò )攻擊。如果這些數據被篡改則會(huì )導致機器人無(wú)法正確執行任務(wù),造成安全隱患。因此,為了確保數據的完整性和安全性,設計基于區塊鏈的嵌入式機器人運行數據防篡改傳輸控制系統。在嵌入式主控板電路的配合下,協(xié)調機器人運行數據解算模塊、傳輸數據矯正模塊、控制系統微處理器之間的實(shí)時(shí)連接關(guān)系,完成傳輸控制系統硬件部分設計。設計控制系統環(huán)境和角色對象,并根據不同角色身份,確定運行數據在區塊鏈RBAC組織中的訪(fǎng)問(wèn)能力,基于區塊鏈中的哈希值實(shí)現對運行數據防篡改鏈碼的恢復處理,完成基于區塊鏈的嵌入式機器人運行數據防篡改方案的設計。提取運行數據中的關(guān)鍵嵌入部分,建立防篡改要求下的機器人運行數據聚集索引,計算篡改率數值,并實(shí)施針對性控制,完成基于區塊鏈的嵌入式機器人運行數據防篡改傳輸控制系統設計。實(shí)驗結果表明,經(jīng)過(guò)上述系統的防篡改控制作用后,數據傳輸效率明顯提高,非關(guān)聯(lián)信息難以入侵嵌入式機器人運行系統,也無(wú)法篡改關(guān)鍵傳輸數據,有助于保障機器人運行數據的安全性。

    • 基于機器視覺(jué)的數碼印花工廠(chǎng)自動(dòng)報工系統

      2024, 32(10):146-153.

      摘要 (19) HTML (0) PDF 1.92 M (41) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對紡織行業(yè)中現有人工布匹生產(chǎn)訂單報工管理困難的問(wèn)題,設計并實(shí)現了一個(gè)基于機器視覺(jué)的數碼印花工廠(chǎng)自動(dòng)報工系統,將正在生產(chǎn)的布匹圖像與訂單庫中的花型圖案進(jìn)行智能匹配,從而對生產(chǎn)訂單進(jìn)行快速準確的報工管理;首先系統客戶(hù)端使用工業(yè)相機實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)線(xiàn)上的印花布匹圖像,并對圖像進(jìn)行濾波、歸一化等預處理;然后將圖像通過(guò)HTTP協(xié)議發(fā)送至系統服務(wù)端,利用基于Vision Transformer的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型進(jìn)行特征提取和多層特征融合,再與訂單庫中的花型圖案進(jìn)行匹配,找出待報工訂單;最后對匹配結果進(jìn)行數據庫管理,并將匹配結果返回客戶(hù)端用于報工結果展示與確認操作;實(shí)驗結果表明,該自動(dòng)報工系統的訂單匹配TOP-3命中率達到90.4%,滿(mǎn)足工廠(chǎng)布匹生產(chǎn)需求。

    • >軍事裝備測控技術(shù)
    • 基于ISD/SAT的裝備維修指揮技能訓練系統設計

      2024, 32(10):154-162.

      摘要 (29) HTML (0) PDF 5.10 M (35) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對維修管理技能訓練系統與訓練需求不匹配的問(wèn)題,本文應用ISD/SAT模型對維修管理技能訓練系統進(jìn)行了設計。在系統建設過(guò)程中,應用ISD/SAT模型,對培訓需求進(jìn)行了分析,對訓練內容、系統結構、業(yè)務(wù)流程和技術(shù)體系的進(jìn)行了設計,對系統和評估模塊實(shí)施了開(kāi)發(fā)。經(jīng)實(shí)驗測試,部分使用訓練系統的兩個(gè)實(shí)驗組及完全使用訓練系統的一個(gè)實(shí)驗組,平均成績(jì)分別比原始組高出了0.63%,1.34%,5.64%,表明使用ISD/SAT方法設計的訓練系統可以提升訓練效果。

    • 船載測控雷達高頻接收機無(wú)人值守功能的設計

      2024, 32(10):163-168.

      摘要 (24) HTML (0) PDF 1.41 M (30) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著(zhù)我國航天測控事業(yè)的發(fā)展,在軌航天飛行器數量逐年增加,陸地測控站已經(jīng)由原來(lái)的人工操作模式過(guò)渡到自動(dòng)化運行模式。但是在日常工作中,船載S頻段測控雷達高頻接收機仍需頻繁借助人工進(jìn)行本地開(kāi)關(guān)機,并且在跟蹤飛行目標過(guò)程中需要人工進(jìn)行現場(chǎng)識別并設置信號工作頻點(diǎn),存在時(shí)效性差和工作效率低的問(wèn)題。為解決此問(wèn)題,設計一種設備遠程加去電和飛行目標極化判斷、頻點(diǎn)自動(dòng)識別設置系統。該系統采取非侵入式,可在常態(tài)化任務(wù)和海上測控任務(wù)中進(jìn)行靈活切換,不影響系統原有工作方式。該系統基于LabWindows/CVI環(huán)境平臺控制網(wǎng)絡(luò )繼電器和頻譜儀實(shí)現了高頻接收機的遠程加去電、目標信號自動(dòng)搜索捕獲和跟蹤旋向和點(diǎn)頻設置,提高了船載測控站完成常態(tài)化任務(wù)的時(shí)效性和可靠性。

    • >設計與應用
    • 高壓釜泄漏聲音的高頻高階空間交互識別算法研究

      2024, 32(10):169-174.

      摘要 (18) HTML (0) PDF 1.47 M (31) 評論 (0) 收藏

      摘要:高壓釜是濕法冶金領(lǐng)域常用的重要設備,存在危險氣體泄漏的風(fēng)險。同時(shí),泄漏會(huì )導致高壓釜內壓不穩,嚴重時(shí)甚至引起爆炸,威脅設備和生產(chǎn)安全。高壓釜泄漏發(fā)生時(shí)的聲音監測是比較常規的手段,文章提出了一種高壓釜泄漏聲音的高頻高階空間交互識別算法。首先通過(guò)高通濾波器消除低頻噪聲對于識別結果的干擾,然后利用遞歸門(mén)控卷積塊實(shí)現高頻分量在高階空間的交互,最后使用全卷積層識別高壓釜泄漏的聲音。實(shí)驗結果表明,所提算法具有較好的高壓釜泄漏識別效果,平均置信度達到0.93,以0.65作為置信度閾值時(shí),識別準確率可達到99.5%。

    • 基于乳化的智能型高效油煙廢氣凈化裝置研究

      2024, 32(10):175-179.

      摘要 (15) HTML (0) PDF 1.71 M (27) 評論 (0) 收藏

      摘要:餐飲業(yè)產(chǎn)生的油煙廢氣蘊含大量有害氣體,而傳統抽油煙廢氣設備將沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何去污染凈化處理的油煙廢氣直接排放到空中,嚴重污染生活環(huán)境,危害人體健康,急需治理。針對治理餐飲業(yè)油煙廢氣污染環(huán)境難題,提出一種以提高油煙廢氣凈化效率為目標進(jìn)行優(yōu)化控制的智能裝置設計。裝置實(shí)時(shí)監測油煙廢氣濃度和電解液PH值大小,通過(guò)控制超聲波霧化強度噴射適量堿性水霧促進(jìn)油煙廢氣乳化,又不會(huì )過(guò)量噴射堿性水霧造成二次環(huán)境污染。同時(shí)監測環(huán)境污染的顆粒濃度,開(kāi)啟負離子發(fā)生器,產(chǎn)生適量負離子與油煙廢氣顆粒結合使油煙廢氣顆粒變大更容易沉積,提高油煙廢氣凈化效率。沉積的油煙廢氣沿著(zhù)管道下流不但自動(dòng)清洗黏附油垢,而且方便收集循環(huán)再利用。實(shí)驗結果表明,裝置不僅凈化油煙廢氣控制有效,而且提升環(huán)境空氣質(zhì)量,既節能又環(huán)保,特別適合在食堂、街頭地攤等規模使用排油煙廢氣地方,具有較好的實(shí)用性和廣泛的應用前景。

    • 基于FPGA的手寫(xiě)蒙文字體轉換系統設計及實(shí)現

      2024, 32(10):180-186.

      摘要 (31) HTML (0) PDF 2.54 M (47) 評論 (0) 收藏

      摘要:蒙文字體轉換在促進(jìn)蒙文應用和推廣、豐富中國文化多樣性以及促進(jìn)蒙古族地區經(jīng)濟繁榮方面具有關(guān)鍵作用。針對蒙文字體轉換的效和準確率低的問(wèn)題,提出一種基于輕量化卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(CNN)和FPGA硬件加速器的方法。即使用CNN進(jìn)行手寫(xiě)蒙文識別,并結合字體轉換庫,通過(guò)識別結果和字體的映射關(guān)系實(shí)現了簡(jiǎn)單高效的蒙文字體轉換。相比于其他方法,該方法結合了高效的CNN和FPGA硬件加速器的優(yōu)勢,既提高了轉換效率又滿(mǎn)足了設備成本、功耗和便攜性的需求。使用Xilinx公司的XC7Z020CLG400-2完成網(wǎng)絡(luò )模型電路的設計和優(yōu)化工作,在此基礎上實(shí)現了手寫(xiě)蒙文字體轉換系統,測試結果表明,手寫(xiě)體蒙文轉換為目標字體的準確率為95.62%,轉換時(shí)間為1.43ms,功耗為0.341W,加速器峰值吞吐量為6.64Gops。研究成果對于促進(jìn)蒙古族文化傳承和經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。

    • 融合殘差網(wǎng)絡(luò )和紋理轉移模型的單幅遙感圖像超分辨率重建方法

      2024, 32(10):187-193.

      摘要 (17) HTML (0) PDF 1.87 M (35) 評論 (0) 收藏

      摘要:遙感圖像極易受到環(huán)境和天氣因素的影響,分辨率降低,為提高單幅遙感圖像細節信息的提取質(zhì)量,在融合殘差網(wǎng)絡(luò )和紋理轉移模型的支持下,優(yōu)化設計單幅遙感圖像超分辨率重建方法。考慮遙感圖像的退化現象,按照遙感成像原理,獲取低分辨率的單幅遙感圖像。通過(guò)去霧、平滑濾波、顏色空間轉換等步驟,實(shí)現對初始遙感圖像的賦值。融合殘差網(wǎng)絡(luò )和紋理轉移模型,進(jìn)行單幅遙感圖像紋理特征特征標記,確定圖像重建規律,經(jīng)過(guò)圖像細節損失補償,得出單幅遙感圖像的超分辨率重建結果。以不同尺寸的遙感圖像作為研究目標,實(shí)驗結果表明,所提方法得出重建圖像峰值信噪比提高約204,重建圖像分辨率始終為1080dpi,同時(shí)圖像重建任務(wù)的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)得到明顯降低。

    • 基于數字麥克風(fēng)陣列的聲源定位系統研究

      2024, 32(10):194-200.

      摘要 (28) HTML (0) PDF 1.72 M (39) 評論 (0) 收藏

      摘要:基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位技術(shù),可以應用在機械設備故障診斷、鳴笛抓拍等領(lǐng)域。本文設計了一個(gè)使用三個(gè)數字麥克風(fēng)組成陣列進(jìn)行聲源定位系統。該系統利用三個(gè)麥克風(fēng)的時(shí)域信息,采用廣義互相關(guān)算法對達到時(shí)間延遲進(jìn)行計算。通過(guò)陣元幾何關(guān)系并利用陣元信號的時(shí)延,獲得了在室內環(huán)境下較好的聲源定位效果。經(jīng)測試該系統最大誤差為4.68%有較好的結果,同時(shí)該方案還可以幫助工人快速發(fā)現并排除車(chē)間生產(chǎn)線(xiàn)機械設備故障,從而提高生產(chǎn)效率。

    • 基于UVM的片上網(wǎng)絡(luò )路由器驗證平臺

      2024, 32(10):201-207.

      摘要 (20) HTML (0) PDF 2.02 M (35) 評論 (0) 收藏

      摘要:路由器是片上網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵組件,其性能對于整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的性能具有重要影響;針對片上網(wǎng)絡(luò )路由器進(jìn)行功能驗證,采用SystemVerilog和自動(dòng)化腳本搭建了基于通用驗證方法學(xué)(UVM)的驗證平臺,簡(jiǎn)化了驗證流程;在驗證平臺中,通過(guò)劃分多個(gè)agent向路由器的每個(gè)端口發(fā)送受約束的隨機激勵和定向測試序列,并創(chuàng )建了多個(gè)獨立的測試用例,對路由器的功能進(jìn)行充分的驗證;通過(guò)運用覆蓋率驅動(dòng)策略,對驗證進(jìn)程進(jìn)行了量化;根據路由器的設計要求,編寫(xiě)了覆蓋組和交叉覆蓋組以收集覆蓋率數據;此驗證平臺已應用于人工智能芯片的驗證工作,平臺中的組件和測試用例均可實(shí)現更高層次的復用;此外,通過(guò)VCS和Verdi的聯(lián)合仿真,實(shí)現了100%的功能覆蓋率和95.6%的代碼覆蓋率的目標。

    • 基于E2000D的工業(yè)物聯(lián)數采安全終端研究與設計

      2024, 32(10):208-214.

      摘要 (21) HTML (0) PDF 2.58 M (37) 評論 (0) 收藏

      摘要:工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的出現工業(yè)數據安全倍受關(guān)注。數據采集的安全直接關(guān)系到了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數據安全。數據采集系統中,數據采集(南向)和云端通信(北向)協(xié)議及數據采集系統運行環(huán)境是數采終端最主要的安全攻擊目標。在對工業(yè)物聯(lián)數采安全終端主流北向MQTT協(xié)議和南向OPC UA協(xié)議的安全性及數采系統可信運行環(huán)境進(jìn)行分析后,在國產(chǎn)處理器E2000D安全可信運行環(huán)境上基于OpenSSL庫設計并實(shí)現了支持北向MQTT和南向OPC UA協(xié)議的工業(yè)數采安全終端。通過(guò)試驗測試表明,該工業(yè)物聯(lián)數采安全終端在安全認證、訪(fǎng)問(wèn)控制、數據完整性和數據機密性方面都有較高的安全性能。

    • 基于蟻群勢場(chǎng)算法的建筑材料運輸機器人智能避障方法

      2024, 32(10):215-221.

      摘要 (19) HTML (0) PDF 1.56 M (28) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對現有建筑材料運輸機器人避障中存在的全局尋優(yōu)能力差,易與移動(dòng)障礙物發(fā)展碰撞的不足,設計了一種蟻群勢場(chǎng)算法。首先分析了蟻群算法下螞蟻個(gè)體信息素濃度的累積過(guò)程,通過(guò)構建人工勢場(chǎng)求解引力和斥力的合作,將其作為優(yōu)選蟻群算法啟發(fā)因子的重要約束條件;其次引入SA算法對蟻群勢場(chǎng)算法做二次優(yōu)化,將降溫的過(guò)程視為一個(gè)全局優(yōu)化的過(guò)程;最后在局部避碰方面構建了質(zhì)量點(diǎn)模型,通過(guò)評估機器人當前位置、運行速度和障礙物位置等信息建立懲罰函數,并將懲罰函數值降至最低,避免出現與障礙物的碰撞。實(shí)驗結果顯示:提出算法有更高的迭代效率,復雜動(dòng)態(tài)條件下最短行進(jìn)距離和時(shí)間分別為110.6m和115.1s,且在局部未出現與其他移動(dòng)機器人的碰撞情況。

    • VSLAM系統中的快速特征點(diǎn)匹配算法

      2024, 32(10):222-227.

      摘要 (18) HTML (0) PDF 1.47 M (33) 評論 (0) 收藏

      摘要:連續圖像幀之間特征點(diǎn)匹配是視覺(jué)同步定位與建圖(VSLAM)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。針對VSLAM系統中連續圖像幀之間特征點(diǎn)匹配耗時(shí)且精度低的問(wèn)題,一種基于局部像素運動(dòng)模型的快速特征點(diǎn)匹配算法(LPMM)被提出。該算法基于運動(dòng)平滑約束假設,利用連續圖像幀中局部區域內的像素點(diǎn)的運動(dòng)具有一致性這一特性,將圖像劃分成局部網(wǎng)格區域后利用每個(gè)網(wǎng)格中的部分特征點(diǎn)估算該網(wǎng)格區域的運動(dòng)向量,并以此為基礎,計算下一幀匹配特征點(diǎn)的搜索范圍的中心點(diǎn);最終在計算出下一幀的中心點(diǎn)的局部鄰域內搜索與當前幀的特征點(diǎn)相匹配的特征點(diǎn)。實(shí)驗結果表明,所提出的匹配算法與廣泛使用的ORB-SLAM2中的投影匹配算法相比,平均匹配速度提高50%以上,匹配精度提升了約4%。

    • 基于openSAFETY的功能安全通信協(xié)議研究

      2024, 32(10):228-235.

      摘要 (18) HTML (0) PDF 2.23 M (23) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對數據傳輸可靠性低導致功能安全事故頻發(fā)的問(wèn)題,進(jìn)行了基于POWERLINK的openSAFETY功能安全通信協(xié)議研究;在實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議POWERLINK的基礎上設計了以PCP-AP為架構的openSAFETY安全節點(diǎn),設計了基于FPGA軟核處理器的POWERLINK內核層的軟件硬件結構,設計了基于單片機MCU的openSAFETY安全應用接口程序以及近底層通信接口程序,搭建了以貝加萊PLC為安全控制節點(diǎn)的功能安全通信實(shí)驗平臺,依據故障分析設計了電磁干擾實(shí)驗,模擬了工業(yè)現場(chǎng)中出現不同程度電磁干擾情況下功能安全通信平臺的通信情況,并與非功能安全通信平臺進(jìn)行對比,驗證了安全節點(diǎn)的可靠性和必要性。

    • 基于草圖引導的少樣本說(shuō)話(huà)人視頻生成算法研究

      2024, 32(10):236-242.

      摘要 (21) HTML (0) PDF 2.45 M (29) 評論 (0) 收藏

      摘要:說(shuō)話(huà)人視頻生成需要對面部紋理和驅動(dòng)語(yǔ)音進(jìn)行精準聯(lián)合建模;為實(shí)現該目標,對語(yǔ)義引導的紋理特征形變進(jìn)行了研究,提出一種基于草圖引導的少樣本說(shuō)話(huà)人視頻生成框架,采用雙階段生成技術(shù)進(jìn)行模態(tài)對齊;在第一階段使用真實(shí)先驗關(guān)鍵點(diǎn)信息進(jìn)行語(yǔ)音到目標關(guān)鍵點(diǎn)的生成,第二階段將關(guān)鍵點(diǎn)轉化為草圖作為中間表征與參考圖片進(jìn)行語(yǔ)義對齊;草圖的引入有效地解決了語(yǔ)音與圖像的模態(tài)不匹配問(wèn)題;通過(guò)實(shí)驗測試,算法在公開(kāi)數據集HDTF和MEAD上的FID指標達到了15.676和8.618;經(jīng)上述結果驗證,提出的算法可通過(guò)中間表征有效建模目標音頻驅動(dòng)下的面部紋理,達到與最先進(jìn)算法相當的生成效果。

    • 基于擴散模型的印花圖案生成方法設計

      2024, 32(10):243-249.

      摘要 (27) HTML (0) PDF 3.45 M (42) 評論 (0) 收藏

      摘要:印花圖案的設計是服裝生產(chǎn)領(lǐng)域非常關(guān)鍵的一環(huán),但目前人工設計的印花圖案存在內容相似化、設計效率低下的問(wèn)題,因此設計并實(shí)現了一種基于擴散模型的印花圖案生成方法。采用深度學(xué)習技術(shù)提取、擴充現有印花圖案數據集,并從顏色和類(lèi)別維度生成印花圖案的文本描述,完成印花圖案數據集制作。使用已制作的數據集微調擴散模型,并對圖像特征空間進(jìn)行平鋪處理,使得生成的印花圖案在邊界過(guò)渡處滿(mǎn)足紡織行業(yè)四方連續的要求。對局部擴散特性進(jìn)行了分析,結合文本引導,實(shí)現細節可變的圖文生圖效果。實(shí)驗結果表明,所設計的印花圖案生成方法具備生成高質(zhì)量印花圖案的能力,并且其特征空間平鋪方法使得印花圖案邊界過(guò)渡處較為自然。

    • 基于改進(jìn)蜣螂算法的多區域空調系統需求響應DMPC供冷策略

      2024, 32(10):250-262.

      摘要 (15) HTML (0) PDF 4.22 M (30) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對夏季電網(wǎng)高峰期間辦公建筑空調系統的峰值負荷造成電網(wǎng)短缺等問(wèn)題,提出一種基于需求響應的多區域空調系統分布式模型預測控制(DMPC)供冷策略;以西安市某辦公建筑的5個(gè)區域為研究對象,分別建立該辦公建筑的物理模型及空調系統能耗數學(xué)模型,并驗證模型的準確性;構建多區域空調系統仿真模型,優(yōu)化目標為最小化空調系統運行能耗和室溫與設定值的誤差最小;選取蜣螂算法作為優(yōu)化工具,并針對該算法存在全局搜索速度慢、易早收斂和陷入局部最優(yōu)等缺點(diǎn);采取混沌映射策略?xún)?yōu)化種群初始化,生成更加均勻的種群以提升種群個(gè)體質(zhì)量;利用螺旋搜索策略對蜣螂的覓食和繁殖行為進(jìn)行更新,進(jìn)一步擴展算法的全局搜索性;同時(shí)引入隨機擾動(dòng)和自適應因子改進(jìn)蜣螂的偷竊行為,改善算法易陷入局部最優(yōu)等問(wèn)題。運用改進(jìn)后的蜣螂算法對DMPC的滾動(dòng)優(yōu)化進(jìn)行優(yōu)化求解,并與PID溫度反饋控制進(jìn)行對比,驗證DMPC的控制性能。實(shí)驗結果表明,在所研究的5個(gè)區域中,DMPC比PID控制方法的響應速度分別提升了8.91%、8.65%、12.04%、5.79%和1.79%。結合需求響應策略利用分時(shí)電價(jià)進(jìn)行調控,提出溫度與啟停優(yōu)化調控策略對空調系統的峰值負荷進(jìn)行削峰轉移。結果表明兩種預冷啟停優(yōu)化策略的峰時(shí)負荷轉移率分別為27.29%和29.16%,可以有效地將系統高峰時(shí)段的冷負荷轉移到其他時(shí)段,降低電網(wǎng)運行壓力。

    • 基于Farrow架構的任意倍重采樣的FPGA設計與實(shí)現

      2024, 32(10):263-268.

      摘要 (26) HTML (0) PDF 2.08 M (41) 評論 (0) 收藏

      摘要:任意波形發(fā)生器通常使用直接數字波形合成技術(shù)生成任意波形,然而使用此技術(shù)實(shí)現可變采樣率功能時(shí),需要調整時(shí)鐘的工作頻率,導致輸出中存在難以濾除的鏡像頻率以及硬件實(shí)現難度增加;針對上述問(wèn)題,對基于Farrow架構的任意倍重采樣方法進(jìn)行了研究,在FPGA上進(jìn)行了固定時(shí)鐘驅動(dòng)下的32路并行的任意倍重采樣的邏輯設計與實(shí)現;并針對邏輯實(shí)現中出現的量化誤差積累問(wèn)題,提出了清除累積誤差的邏輯實(shí)現方案;經(jīng)實(shí)驗測試,實(shí)現了在187.5MHz固定時(shí)鐘驅動(dòng)下1KSPS~6GSPS范圍的采樣率轉換,并解決了量化誤差積累造成的長(cháng)時(shí)間運行時(shí)波形失真的問(wèn)題。

    • 數據處理與信號調理組合系統設計

      2024, 32(10):269-276.

      摘要 (26) HTML (0) PDF 3.44 M (41) 評論 (0) 收藏

      摘要:數據處理組合與信號調理組合是自動(dòng)化測試系統的重要測試設備,數據處理組合包括電源、控制器、DA輸出、AD采集、數字IO信號處理、串行總線(xiàn)通信及1553B總線(xiàn)通信等幾個(gè)部分,能夠實(shí)現模擬量及數字量信號控制輸出、模擬量及數字量信號采集監測、RS422串行總線(xiàn)通信及1553B總線(xiàn)數據通信等基本功能,模塊化設計采用PXI總線(xiàn)架構形式,優(yōu)點(diǎn)是成熟穩定可靠并且能夠支持擴展,數據處理組合控制器接收指令與各功能板卡配合完成所需功能;信號調理組合作為被測與數據處理組合的中間信號轉接設備,實(shí)現了數據參數的接口匹配及信號隔離等功能,重點(diǎn)對信號調理電路及芯片進(jìn)行了計算研究經(jīng)實(shí)驗測試實(shí)現了不同幅值的數字量信號和模擬量信號輸入輸出轉換及不同轉換比例的電壓電流轉換。

    • 基于隨機解調的軟件無(wú)線(xiàn)電直接射頻采樣系統研究

      2024, 32(10):277-283.

      摘要 (28) HTML (0) PDF 1.49 M (39) 評論 (0) 收藏

      摘要:針對高速信號采樣系統因ADC模數轉換器模擬輸入帶寬低而不能對頻率較高的模擬信號直接進(jìn)行A/D轉換的瓶頸,結合某類(lèi)高速信號高精度數據記錄儀的研制,提出了一種基于隨機解調的采樣方式,并通過(guò)矩陣理論將隨機解調采樣轉換為可進(jìn)行矩陣計算的數學(xué)模型;該模型利用隨機解調和抗混疊濾波器實(shí)現了低速ADC模數轉換器對高速模擬信號的采集;同時(shí),根據所建立的采樣模型,提出了一種基于最小二乘的采樣重構方法,并且對其重構誤差進(jìn)行了定量的分析;最后,通過(guò)仿真對基于隨機解調的采樣系統進(jìn)行了驗證,結果表明該采樣系統實(shí)現了低速ADC模數轉換器采樣對高速信號的直接采樣,且誤差更優(yōu)于單片ADC模數轉換器采樣誤差。

    • 基于多尺度半耦合卷積稀疏編碼的遙感地貌影像紋理識別方法

      2024, 32(10):284-290.

      摘要 (23) HTML (0) PDF 1.48 M (38) 評論 (0) 收藏

      摘要:遙感地貌影像通常包含大量的數據,具有高度的復雜性和多樣性,難以捕捉到不同層次的紋理信息,從而影響識別效果。因此,為提高紋理特征提取的效果,確保識別精度,提出基于多尺度半耦合卷積稀疏編碼的遙感地貌影像紋理識別方法研究。去除遙感地貌影像噪聲,增強遙感地貌影像整體質(zhì)量,通過(guò)分水嶺算法分割遙感地貌影像,探究不同尺度下遙感地貌影像紋理特征區別。然后應用灰度共生矩陣(GLCM)獲取遙感地貌影像的多尺度紋理特征,構建半耦合卷積稀疏編碼模型,完成多尺度紋理特征提取過(guò)程的學(xué)習與多尺度紋理特征的有效融合,并選取適當的分類(lèi)器——樸素貝葉斯分類(lèi)器,并對其進(jìn)行訓練。最后以此為基礎,制定遙感地貌影像紋理識別程序,執行制定程序即可獲取地貌紋理識別結果。測試結果顯示:應用提出方法獲得的遙感地貌影像處理結果清晰度與對比度較高,地貌紋理特征提取結果更加完整與清晰,地貌紋理識別結果與實(shí)際結果一致,充分證實(shí)了提出方法應用效果更好。

    • 基于軌跡重構與貝葉斯推理的空中機器人燈塔距離測繪技術(shù)

      2024, 32(10):291-297.

      摘要 (19) HTML (0) PDF 1.14 M (46) 評論 (0) 收藏

      摘要:燈塔在目前仍然發(fā)揮著(zhù)重大作用,其在船舶出港、返港和近岸航行時(shí)是出海人員非常依賴(lài)的建筑物。傳統方法無(wú)人機導航受到多路徑以及動(dòng)態(tài)環(huán)境的干擾,使得其導航出現誤差。為精準確認燈塔的工作范圍,提出一種基于軌跡重構與貝葉斯推理的空中機器人燈塔距離測繪技術(shù)。設計基于捷聯(lián)式慣性導航系統的慣性軌跡重構技術(shù),實(shí)現空中機器人燈塔距離測繪中的慣性導航,實(shí)現更加精準的燈塔距離測繪。采用的空中機器人為千巡翼Q10復合翼無(wú)人機飛行平臺,對其實(shí)施慣性導航,采集燈塔燈光距離測繪數據。設計基于貝葉斯推理的多線(xiàn)索視覺(jué)注意模型,獲取燈塔距離測繪顯著(zhù)圖。根據該視覺(jué)注意顯著(zhù)圖搭建燈塔距離測繪中的航拍攝像機成像模型,計算燈塔燈光照射距離。測試結果表明,該技術(shù)在12次測試中,無(wú)人機平均導航誤差最終僅為0.132mm,平均燈塔燈光距離測繪時(shí)間較短,多次測試后平均燈塔燈光距離測繪誤差僅為27.41cm,整體測繪誤差小。

    • 基于對抗機器學(xué)習的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )欺騙攻擊行為檢測系統設計

      2024, 32(10):298-304.

      摘要 (24) HTML (0) PDF 1.90 M (31) 評論 (0) 收藏

      摘要:欺騙攻擊行為會(huì )干擾工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )對傳輸信息的判斷能力,從而使得風(fēng)險性數據進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )主機,造成網(wǎng)絡(luò )安全性下降的問(wèn)題。為避免上述情況的發(fā)生,設計基于對抗機器學(xué)習的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )欺騙攻擊行為檢測系統。設置攻擊行為采集、處理、檢測驗證三類(lèi)子模塊單元,完成欺騙攻擊行為檢測系統的功能性模塊設計。在對抗機器學(xué)習算法中定義攻擊行為,并以此為基礎,提取欺騙攻擊行為特征,實(shí)現對攻擊行為的識別。分析工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )的安全風(fēng)險,聯(lián)合欺騙攻擊行為的風(fēng)險性度量條件,定義具體的檢測建模標準,從而實(shí)現對工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )欺騙攻擊行為信息的檢測。實(shí)驗結果表明,設計方法的應用可以按照數據樣本傳輸波長(cháng)的差異性,將欺騙性攻擊信息檢測出來(lái),且召回率測試結果在0.93~0.98之間,表明設計方法能夠準確地檢測出欺騙攻擊行為,使工控網(wǎng)絡(luò )的運行安全性得到了保障。

    • 基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的衛星遙感觀(guān)測非均勻地表重點(diǎn)區域監測系統設計

      2024, 32(10):305-312.

      摘要 (25) HTML (0) PDF 2.52 M (33) 評論 (0) 收藏

      摘要:衛星遙感觀(guān)測非均勻地表重點(diǎn)區域監測數據通常具有復雜性和不確定性,且易受天氣、設備故障等多種因素的影響,難以精準確定重點(diǎn)監測區域和獲取有用信息,導致監測范圍受限,監測結果存在較大誤差。因此,為了給非均勻地表的治理提供數據支持,利用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化設計衛星遙感觀(guān)測非均勻地表重點(diǎn)區域監測系統。加設衛星遙感觀(guān)測圖像傳感器,調整無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )模塊,改裝監測數據處理器,利用調整的系統電路連接硬件元件,完成硬件系統的優(yōu)化,避免因設備故障或天氣等因素導致的數據丟失或誤差。通過(guò)數據庫表的構建與邏輯連接,得出監測系統數據庫的構建結果。在硬件和數據庫的支持下,從拓撲結構和傳輸協(xié)議等方面,構建無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )。實(shí)現高空遙感與無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的深度融合,利用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )采集地表衛星遙感觀(guān)測圖像,獲取更為全面、精確的地表信息,擴寬了監測范圍,有效克服衛星遙感數據的復雜性和不確定性,提高信息獲取的準確性。通過(guò)濾波、幾何糾正等步驟,實(shí)現初始圖像的預處理,提高圖像的質(zhì)量,并提取圖像特征,根據特征圖像的匹配結果,確定非均勻地表重點(diǎn)區域。最終根據獲取去的信息數據,依據地表傾斜角度、地表非均勻程度等指標完成衛星遙感觀(guān)測非均勻地表重點(diǎn)區域監測。通過(guò)系統測試實(shí)驗得出結論:與傳統監測系統相比,優(yōu)化設計系統輸出地表傾斜角度和地表變形量的監測誤差分別減小0.28°和0.73m3,同時(shí)系統監測范圍明顯擴大。

    • >試驗與評價(jià)技術(shù)
    • 基于效能評估的衛星資源調度方法

      2024, 32(10):313-318.

      摘要 (20) HTML (0) PDF 1.33 M (31) 評論 (0) 收藏

      摘要:對地觀(guān)測衛星作為國家基礎性戰略資源,在國民經(jīng)濟、社會(huì )發(fā)展和國家安全等方面發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。一直以來(lái),如何通過(guò)調度手段,發(fā)揮對地觀(guān)測衛星資源的應用效能,使其完成更多的觀(guān)測任務(wù),是航天領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。通過(guò)衛星資源效能評估的方式,對衛星對地觀(guān)測效能進(jìn)行事前評估的定量分析,并將效能評估結果應用在對地觀(guān)測衛星資源調度上,采用一種基于KM算法的衛星資源最優(yōu)調度方法,實(shí)現衛星資源在執行多個(gè)對地觀(guān)測任務(wù)過(guò)程中的整體效能最大化,可為衛星資源調度、優(yōu)化建設提供參考和決策支撐。

    • >智能儀器與傳感技術(shù)
    • 基于方差補償AKF-BP的電解液式測斜儀精度提升研究

      2024, 32(10):319-325.

      摘要 (24) HTML (0) PDF 2.09 M (38) 評論 (0) 收藏

      摘要:電解液式測斜儀廣泛適用于測量土石壩、面板壩、巖土邊坡、路堤、基坑等結構物的水平位移監測。為消除環(huán)境溫度變化和測量噪聲引起的電解液式測斜儀測量誤差,進(jìn)行了傳感器溫度實(shí)驗,并對硬件本身、工作環(huán)境、數據采集三種測量誤差影響因素和溫度變化影響因素進(jìn)行詳細分析,提出了一種基于方差補償自適應卡爾曼濾波(AKF)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(BPNN)的精度補償模型。結果表明,補償后的電解液式測斜儀水平位移的均方誤差相較于補償前平均降低了80%以上,從而有效減少計算水平位移的誤差,極大提升了電解液式測斜儀的測量精度,可應用于電解液式測斜儀實(shí)際工程。

    • 態(tài)勢感知技術(shù)下多傳感器隱私數據防篡改方法

      2024, 32(10):326-332.

      摘要 (23) HTML (0) PDF 1.41 M (41) 評論 (0) 收藏

      摘要:多傳感器運行環(huán)境復雜化,空間態(tài)勢信息外界威脅度較高,防篡改機制觸發(fā)次數較低,敏感性較差且響應時(shí)間較長(cháng),提出了一種多傳感器空間態(tài)勢信息隱私數據防篡改方法研究。結合隱私數據安全需求,確定密鑰分存策略,設置隱私數據加密查詢(xún)范圍。基于多傳感器空間態(tài)勢感知結果和隱私數據查詢(xún)結果,制定動(dòng)態(tài)防篡改機制,實(shí)現多傳感器空間態(tài)勢信息隱私數據的防篡改功能設計。實(shí)驗結果表明:該方法在不同節點(diǎn)環(huán)境下能夠快速響應,防第三方篡改機制最小響應時(shí)間為1.8秒,單元塊觸發(fā)次數均較低,證實(shí)了該方法具備較好的隱私數據防篡改性能。

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