无人清洁船水面垃圾视觉识别系统设计

为满足水面垃圾无人清洁船高效精准识别垃圾的需求,设计了一套高效视觉识别系统.在硬件上,利用OV2640摄像头采集图像并通过STM32处理图像;在软件上,利用卷积神经网络的算法训练垃圾数据集得到一个MobileNet模型,利用Canny算法提取图像边缘轮廓,通过一定范围内最大轮廓面积找到目标的最小外接矩形,并将相关识别结果标注在矩形上,标识目标在图像中所在的位置坐标,提供给机械手.实验测试结果表明,开发的垃圾识别系统目标定位精准、效率高,对推动无人清洁船的发展与创新具有重要意义.     

基于极大化思想的无人机安全避障域识别算法

为提高四轴飞行器避障的准确性与实时性，提出一种结合LK (Lucas-Kanade)光流法和极大化思想的四轴飞行器避障算法.首先，对四轴飞行器采集的视频流进行预处理，得到图像帧；其次，通过LK光流法剔除图像帧中光流小于阈值的角点，采用基于角点距离的聚类算法对角点进行分组，并计算出每组角点的外包轮廓；然后，利用基于极大化思想的安全避障域算法计算最优通行区域，进一步根据避障域求得偏差数据；最后，将偏差数据输入比例微分（PD）控制器得到控制信息，并发送控制指令使四轴飞行器及时调整飞行姿态，完成避障飞行.通过特洛（Tello）四轴飞行器进行不同场景的实验表明，本文所提出的算法计算每帧图像最优安全避障域平均所需时间为0.17 s，既满足无人机避障实时性要求，又解决了识别障碍物区域与计算安全避障域问题.     

自动驾驶仪系统在航测机中的应用及故障处理

航测机为高质量地完成航拍和重力测量任务,把飞行员从繁重的飞行操纵中解脱出来,需要在飞机上安装自动驾驶仪系统,使飞机在自动驾驶仪的控制下完成定高和定向飞行。阐述APS-65自动驾驶仪系统的组成、功能和特点,对航测机上安装APS-65自动驾驶仪系统过程中遇到的问题进行分析,并提出处理措施。     

不同高度下摊铺路面的数字图像差异性研究

数字图像处理技术具有高效、实时、定量化、成本低的优点,为沥青路面摊铺质量检测与评价提供了新的研究方向.针对不同采集高度对应数字图像实际区域的尺寸和集料颗粒数量存在的差异性问题,通过自制图像采集设备,在50～100 cm图像采集高度下,分别采集20张沥青混合料数字图像,通过对现场不同高度采集图像与实际对应路面宽度进行回归分析,提出采集高度与图像对应实际路面尺寸的函数关系;并通过对数字图像预处理后的沥青混合料二值图像中9.5 mm以上集料颗粒增加量和尺寸精确性进行研究,提出最佳的图像采集高度.研究结果表明:随着图像采集高度的增加,图像对应区域实际路面宽度成比例增加;综合不同采集高度下图像集料颗粒增加量结果和集料颗粒识别精确度结果,确定70～80 cm的高度范围为最佳图像采集高度.     

基于OpenMV的云台追踪系统设计

为解决传统目标识别过程中目标不能移动、动态追踪等问题,基于OpenMV,采用PID控制、模块识别、颜色识别、图像处理等技术和方法,设计了一种能够自主动态追踪目标物体的云台系统。锥桶的动态追踪识别测试结果表明:系统能够较好地完成动态追踪。     

用多媒体工控机实现信息实时采集及处理功能的探讨

提出了一种以多媒体工业控制机进行实时采集及处理的方法，并以三相交流异步电动机变频调速拖动系统为例，利用多媒体同速度快，存储量大，易于开发等优点，对电机的相电压、线电流、转速等信号进行实时采集，存储并对其进行信息处理，同时利用多媒体功能，可以随时对现场声音信号进行记录和对视频图象进行捕获，并与采集的电压，电流，转速等信号数据形成一个综合数据文件，然后由信息处理软件处理，经过实测比较表明，该信息采集系     

车辆侧翻预警系统的设计与实现

系统以STM32微处理器作为预警系统的ECU,利用六轴姿态传感器MPU-6050实时采集车辆行驶过程中的侧向加速度、侧倾角速度,以加速度修正的车辆动态侧倾角为侧翻预警参数,将车辆动态侧倾角与阈值进行对比,实现分级预警。侧翻预警系统能够实时地提供更为准确的车辆状态信息,提示司机修正驾驶行为,在很大程度上降低了侧翻事故的发生率。     

小型四旋翼无人机建模与控制仿真

小型四旋翼无人机是一种具有六个自由度和四个输入的欠驱动强耦合飞行器,四只旋翼对称均匀分布在十字架结构的四个端点上,仅通过改变四只旋翼的转速即可改变飞行姿态.基于微型四旋翼无人机特有的机械结构和飞行原理,为提高其飞行性能和控制的稳定性,利用牛顿—欧拉方程,建立小型四旋翼飞行器的非线性动力学方程,并针对该模型设计一解耦PID四通道控制系统,且在Matlab/Simulink仿真平台上,对该PID控制系统进行仿真.仿真结果表明:通过改变旋翼的转速可实现四旋翼飞行器姿态的控制,同时该非线性模型和PID控制系统为其后续的四旋翼无人机的控制研究奠定了一定的基础.     

海关液体物流监控系统的分析与设计

针对海关需要对监管场所内保税油罐中液体化工品的真实质量数据进行实时物理监控,本文设计了一种对监管场所油罐内液体温度、液位高度等参数进行实时采集的嵌入式系统,系统通过对采集到的数据进一步处理,计算得到海关监管所必需的液体实时进出总质量数据.该系统以研华嵌入式工控机ARK-1360为核心,通过VPN网关把采集到的油罐内的真...     

基于STM32的多点温度采集系统设计

利用嵌入式高性能ARM的Cortex-M3内核微控制器芯片STM32设计多点测温系统,并给出了硬件设计的原理框图.重点阐述了温度采集端、报警电路和上下位机通信部分的设计,并进行了相关软件的设计.由于DS18B20和STM32芯片内部集成度比较高,从而简化了硬件结构.该系统具有扩展方便、可靠性高、配置简单和成本低等特点.     

基于DM642的车辆动态称重无线监控系统

采用TMS320DM642作为整个系统中视频图像的核心处理单元,使用H．264压缩算法,对现场采集的车辆图像进行处理,并通过CDMA无线网络,实现图像的无线传输．在分析DM642嵌入式DSP处理器特点的基础上,阐述系统的结构组成和各个功能,实现对车辆的实时监控．     

隧道视觉检测机器人成套系统研制

目前国内隧道视觉检测系统存在检测精度较低、病害识别速度较慢等问题,对此研制了隧道视觉检测机器人成套系统。为提高隧道衬砌图像采集精度,设计研发了视觉采集角度调节装置和车载测速装置,实现了对车载工业相机拍摄角度的精确调节以及病害坐标的高精度获取;为提高病害识别速度,组建了数据中心,实现了海量隧道图像数据的存储、处理和管理。工程实践证明隧道视觉检测机器人成套系统解决了图像采集精度低、病害识别速度慢的问题,具有良好的应用前景。     

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针对民航机场及周边空域安全管理的需求和雷达监视存在盲区易受干扰的缺点,设计了一种基于FPGA的实时空中目标跟踪系统. 针对空中目标的特点,采用灰度图像的帧间差分法进行目标检测,自适应双阈值进行目标分割,形心跟踪法进行目标跟踪,达到25帧/s的实时处理速度;算法通过设置跟踪区域和目标锁定点,排除了干扰的影响,提高了系统跟踪能力;采用形心坐标的脱靶量作为云台调整参数,依据分割目标像素大小在跟踪过程中进行了自动变焦控制;采用IDE接口硬盘作为存储介质,FAT32文件系统作为图像存储形式来记录实时图像. 外场实验表明,系统工作稳定,跟踪算法简单实用,可辅助雷达系统对飞机起降及机场空域移动目标进行跟踪监视.     

基于FPGA的实时空中目标跟踪系统设计与实现

针对民航机场及周边空域安全管理的需求和雷达监视存在盲区易受干扰的缺点,设计了一种基于FPGA的实时空中目标跟踪系统. 针对空中目标的特点,采用灰度图像的帧间差分法进行目标检测,自适应双阈值进行目标分割,形心跟踪法进行目标跟踪,达到25帧/s的实时处理速度;算法通过设置跟踪区域和目标锁定点,排除了干扰的影响,提高了系统跟踪能力;采用形心坐标的脱靶量作为云台调整参数,依据分割目标像素大小在跟踪过程中进行了自动变焦控制;采用IDE接口硬盘作为存储介质,FAT32文件系统作为图像存储形式来记录实时图像. 外场实验表明,系统工作稳定,跟踪算法简单实用,可辅助雷达系统对飞机起降及机场空域移动目标进行跟踪监视.     

实时图像识别技术在片式元件编带机中的运用

研制了集成电路芯片的实时图像识别系统硬件，用数字图像处理技术对采集的图像数据进行预处理，提出芯片轮廓的快速搜索算法，利用几何特征参数进行识别，并在微机上实现了集成电路的识别与控制。     

基于电导传感器的船舶动力系统润滑油含水率在线检测研究

针对船舶动力系统润滑油水分检测耗时长的问题,根据润滑油导电性随含水率变化的特点,设计出基于电导传感器的润滑油水分在线、实时检测系统,系统通过获得电导传感器测量油水混合液的输出电压计算润滑油的含水率.该仪器主要包括电导传感器与激励源模块、单片机STM32F103C8模块、信号采集模块和液晶显示模块等构成.实验结果表明电导传感器润滑油水分检测系统能够准确、方便、快速地实现检测功能.     

基于GPRS的混合动力试验台架远程数据采集系统研发

为了实现数据的远程传输,文章给出了一种采用GPRS技术将单片机采集的数据传输到监控中心的方案。在该系统中,单片机的AD口把传感器采集的模拟量转化为数字量,再通过GPRS网络和Internet网络把数据传输到上位机。以采集混合动力试验台架转速转矩的试验结果表明,此系统实现了数据的实时采集、处理、远程传输和监控等功能。     

基于激光摄影测量方法的地铁限界检测系统研究*

限界检测系统主要采用激光摄影测量方法快速实现地铁限界非接触式检测,检测系统采用激光摄像式传感器实时采集隧道断面图像,通过对激光摄像式传感器非线性模型进行标定从而建立空间物体与摄像机图像像素之间映射关系,实现隧道断面上待测目标点的距离测量。针对系统中激光光条图像的处理,先后采用图像预处理算法提高图像处理效率,Sobel算子提取激光光条边缘,利用 Sobel算子提供的光条梯度信息经脊线跟踪法实现光条中心亚像素提取,提高检测系统精度。利用研制出的地铁限界检测系统进行现场试验和精度验证。试验表明,地铁限界检测系统能够满足地铁限界高精度检测需求,能够为地铁安全运行发挥重要作用。     

公路隧道照明智慧控制系统设计

为了解决当前隧道照明系统中存在的高能耗、难以实时保证实际照明亮度等问题。本文提出一种"车进灯亮,车走灯灭"的隧道照明智慧控制系统,拟应用于吉林省境内鹤岗至大连高速公路沿途上的18座隧道中。该系统利用隧道内能见度值修正隧道内所需亮度值;采用摄像机图像亮度测量方法实时获取隧道路面的实际亮度;采用PID闭环反馈调节方法,以照明所需亮度和实际测量亮度为基础,实时调节照明系统输出,保证照明需求。整个公路隧道照明智慧控制系统由六部分组成,文中针对系统中的各个组成部分的硬件构成、连接方式以及该系统中调光控制、软件功能等问题进行分析、探讨,为未来高速公路隧道照明控制奠定了基础。     

性能基导航中飞行技术误差估计研究综述

从人为因素、飞行器性能与环境因素3方面剖析了性能基导航中飞行技术误差的影响因素及其特性。依据导航方式与特定运行条件分类论述了基于飞行试验的飞行技术误差试验统计研究,指出了此类研究方法的局限性。评述了基于成型机理的飞行技术误差方差估计模型与方法,讨论了各种方法的特点和应用范围。从飞行技术误差估计方法与应用2方面分析了现有研究的局限性与后续研究展望。分析结果表明：在手动操作方式下,不同的飞行策略对飞行技术误差有较大影响,航径偏移指示器的灵敏度与侧向飞行技术误差负相关。在航路和终端区,某些通用航空飞行器的侧向飞行技术误差的标准差分别高达759．32、481．52 m,主要原因是未安装高精度导航系统。对飞行试验结果进行统计拟合的估计方法无法全面地覆盖全部机型、航段与天气条件,因而具有一定的局限性,而基于成型机理的飞行技术误差估计方法估计的侧向、高度飞行技术误差的标准差分别为2．68、1．13 m,通过与仿真结果和实测数据的比较,方法的有效性得到验证。性能基导航设备在实时估计飞行技术误差时,采用假设常值而不进行实时估计,将会使飞行器处于危险中。从多重因素入手研究如何减小性能基导航中飞行技术误差是未来的重要研究方向。