火炮药室几何量自动测量装置系统设计

针对在火炮身管加工过程中,需要精确检测药室加工精度的要求下,设计出了一套火炮药室几何量自动测量装置。本文主要论述了系统组成和总体构造,介绍了药室几何量的测量方法和计算机系统控制方案。设计结果表明,本设计解决了火炮药室几何量难以精确测量的技术难题。

传感器标定的非线性校正研究

针对传感器输入输出存在的非线性误差;本文利用曲线拟合法中的最小二乘拟合、多项式曲线拟合及神经网络拟合三种方法来对某压力传感器标定实验所得的数据进行非线性校正,并对拟合后的数据进行非线性分析;结果表明,通过以上三种曲线拟合方法都可以对传感器标定的数据进行校正,但神经网络拟合后的线性度相对最小二乘和多项式拟合后的线性度要小,非线性校正效果显著.此类方法简捷,实用,可对所有非线性系统进行校正,具有较高的应用价值.

基于NIOS Ⅱ的VGA控制器IP核的设计

针对LCD控制器IP核只能显示数字和英文字母的问题,提出了一种基于NIOSⅡ的VGA控制器IP核的设计方法,给出了VGA工作原理,介绍了VGA控制器的设计,详细阐述了VGA控制器IP核的设计,即将设计好的VGA控制器安装到SOPC Builder中,最后将VGA控制器IP核添加到NIOSⅡ系统中进行了测试验证。测试结果表明,该IP核可显示多种图形、图象、文字,并可实现动画效果,具有一定的实用价值。

视觉伺服机械臂手机抓取最佳位姿检测

针对下水道、勾缝等狭窄位置的手机拾取的问题,本文提出一种基于机器视觉的伺服机械臂抓取方法.首先对机械臂eye-in-hand上的相机进行标定,图像预处理及目标检测等,在位姿检测中提出一种基于二维坐标系下手机位姿解算算法,得出解算的最佳位姿角只与夹持点的像素坐标的差值有关,其位姿角的大小决定了手抓旋转的角度.实验用Matlab软件对位姿检测进行仿真分析,其包括SURF不变特征点的目标检测实验和位姿解算实验,最后用Rethink双臂机器人的右臂对手机进行抓取验证.实验表明,在误差允许范围内,提出的算法具有一定的有效性,其结果为伺服机械臂抓取手机提供良好的准确性.

高精度光电跟踪系统中伺服稳定控制算法研究

针对光电跟踪稳定平台系统中载机振动、系统参数摄动、摩擦力矩及外部扰动等因素直接影响光电跟踪系统稳定精度的问题,从伺服控制器控制角度出发抑制跟踪系统中的偏差,提高稳定精度,保证其在复杂环境下仍具有强鲁棒性。通过建立光电跟踪稳定平台系统的数学模型,分析干扰力矩、陀螺噪声及系统参数的变化对光电稳定平台的影响,设计了基于新型非线性扩张观测器(novel nonlinear extended state observer,NNESO)和滑模变结构控制(sliding mode varianle structure control,SMVSC)的复合控制策略。理论推导和仿真实验结果表明:此种复合控制策略具备对干扰力矩、外界扰动和系统结构参数摄动的完全适应性和强鲁棒性,对比无新型非线性扩张观测器的控制系统,证明其拥有更高的稳定精度和更快的动态响应,在补偿非线性方面具有良好的效果,可增强光电跟踪稳定平台的抗扰动能力。

一种鲁棒的区域活动轮廓图像分割方法

针对分割灰度不均或者边缘模糊图像时出现的问题,提出一种改进的活动轮廓模型。首先,利用图像的统计信息构建新的全局力和局部力。其次,将这两种力加权组合得到一个混合的能量函数。采用水平集方法最小化该能量泛函,得到水平集演化方程并不断更新。最后,采用高斯滤波方法规则化水平集方程。合成图像和真实图像的实验结果表明:优化模型能有效地分割非同质或弱边缘图像,对噪声以及初始轮廓曲线具有较好的鲁棒性以及高的计算效率等优点。

改进的压缩感知红外图像去噪算法

红外成像系统因其在信号的传输和信号转换环节中会受到外界环境中的各种干扰,使红外成像系统生成的红外图像中产生多种噪声,导致红外图像的信噪比降低。针对红外图像受到多类噪声影响的问题,基于压缩感知理论的迭代加权最小二乘算法设计了新的加权系数,并结合中值滤波算法设计了新的重构算法。首先利用中值滤波对信号进行红外图像的粗去噪,然后通过压缩感知的稀疏变换和观测矩阵进行细去噪,使观测值保留原信号的重要信息,最后通过重构算法得到去噪后的图像。在MATLAB中对算法进行仿真实验,验证算法的有效性。实验表明,该算法得到的图像的视觉效果接近原图像,在实际场景中有较好的去噪性能,峰值信噪比高于原SP算法高3~8 dB,高于迭代加权最小二乘算法5~13 dB。

基于改进遗传算法的田间路径导航点提取研究

由于田间路径通常呈现的边界模糊和形状不规则特点,常用的道路导航点提取算法应用在农业环境会出现偏差过大的问题.本文设计了一种基于圆环模型的适应度函数,对遗传算法进行了改进,提出了适应度尺度变换和种群初始化的自适应策略,避免了陷入局部最优解和收敛速度慢的情况.经仿真,相比于坐标中点法提取导航点,改进后遗传算法的辨识误差降低到了3.52%以下,能够有效地解决环境噪声干扰下的田间路径导航点提取问题.

六自由度机械臂运动学分析与仿真

为检验六自由度机械臂设计合理性,对其进行运动学建模及仿真。首先,依据Denevit-Hartenberg(DH)法建立机械臂的运动学模型。其次,对机械臂进行正向运动学理论分析。最后,利用MATLAB软件对机械臂正向运动学和末端执行器的可达空间进行了仿真分析。对机械臂进行正向运动学仿真分析后发现,仿真结果与理论计算值相差很小。对机械臂的可达空间进行仿真分析发现,机械臂的运动轨迹近乎球形,且在xoy、xoz和yoz平面投影上没发现明显空洞或空腔。仿真结果表明,六自由度机械臂的设计满足设计要求。

一种基于分块压缩感知的红外成像方法

在红外成像系统中,红外探测器的阵列大小和像元尺寸决定了红外图像的分辨率。由于红外探测器的制作工艺问题,很难通过增大阵列大小或减小像元尺寸的方式来提升红外图像分辨率。为了解决上述问题,将分块压缩感知理论应用到红外成像系统之中,编码模板位于前置红外镜头的像面,并对目标场景所成的像进行多次编码。编码后的像经过中继红外镜头被红外探测器所采集,采用OMP算法对采集到的信号以分块的方式进行重构,最终得到目标场景图像。对不同分块大小重构原始图像进行仿真,并将仿真的重构图像与降采样图像进行对比分析。仿真结果表明,分块大小越大,重构图像的峰值信噪比越高,重构时间越长。重构图像的质量明显优于降采样图像,可以实现低分辨率红外探测器重构高分辨率图像,为提高红外图像分辨率提供了新的方向。

基于自适应模板匹配阈值选取算法的显示器件多目标定位

在电磁兼容(EMC)测试中,利用摄像机代替人眼监测显示器件,有利于提高检测效率。而目前基于图像的显示器件模板匹配算法大多根据经验设定单一相似度阈值,对于不同设备不同器件,多目标定位效果不稳定。针对上述问题,采用基于标准相关性系数的灰度模板匹配定位算法,通过自适应局部极值检索算法求取最优匹配相似度阈值,对于不同类型、不同定位数量的待定目标,定位成功率均在90%以上,可以完成显示器件的多目标匹配而无需人工干预,具有通用性强的优点。