改进动态半径的矿井激光雷达点云滤波算法

由于煤矿井下粉尘和水雾环境的影响,激光雷达采集的点云数据存在多源混合噪声。针对动态半径滤波方法在处理激光点云数据时存在近场噪声过多和远场有效数据丢失的问题,提出一种改进动态半径的矿井激光雷达点云滤波算法。结果表明:采用正交线性变换主成分分析法对三维点云数据进行降维处理,得到多组二维数据;对每组二维数据进行拉普拉斯运算,识别高频噪点,对数据进行第1次滤波;使用基于扇环邻域的统计分析,删除数据中的异常点,对数据进行第2次滤波,将经过2次滤波后的多组二维数据恢复成三维点云数据。在矿井尘雾噪声环境中,该算法获得98.9%的滤波准确率,计算时间稳定在0.5 s以内。对比统计滤波、半径滤波和动态半径滤波算法,在提高激光点云滤波准确率和改善点云结构化特征的同时,该算法减少运行时间,有效抑制点云中的尘雾噪声。

电工电子设计课的教学改革与实践

实践教学的改革是高校教改的重要内容,大量的专家学者都在研究、探讨这一课题。电工电子设计课程的教学改革取得了一定的成果,但是适用性和可操作性存在一些问题。不同类型高校的条件和特点有所不同,需要进行探讨与研究。在分析电工电子设计课程特点的基础上,针对现行电工电子设计课教学中存在的问题,提出了几点教学改革建议,在实际教学中收到了一定的效果。

虚实结合的电工电子实训教学改革探讨

目前高等院校普遍建立了工程训练中心实训教学基地,电工电子实训课程存在实训教学内容单一化,教学课时紧缺的问题。通过虚实结合的教学方式,先完成虚拟仿真实验,再根据兴趣选择实训项目完成电子作品实际制作。实践表明,虚实结合的方式提高了电工电子实训课的教学质量。

基础电工实训课的教学改革与实践的探讨

实训课程改革是多年来高校经常谈及的问题,不同的理工科院校都在研究、探讨这一课题。但到目前为止,还没有形成一套广泛认可的理论和方法。本文在分析基础电工实训课程特点的基础上,针对现行基础电工实训课教学中存在的问题,提出了几点教学改革建议,在实际教学中取得的较好的效果。

工业无线数据记录仪的设计

目前工业现场使用的数据记录仪存在携带不方便的问题,本文设计了基于ZigBee协议的工业无线数据记录仪。硬件采用接口丰富的MCF52259处理器,软件采用uC/OS-Ⅱ实时嵌入式操作系统内核。通过对记录仪样机进行现场验证,表明该设计实现了预期的全部功能,并取得了较好的效果。

电子设计大赛与电工电子设计实训课程改革

目前高等院校电工电子设计实训课程普遍存在学生积极性不高,教学课时较少和教学效果不理想的问题。通过对教学内容和实训考核评价方法的改革,提高了电工电子设计实训课的教学质量。

煤层气井液面测试仪的设计

液面测试仪是一种测量煤层气井液面深度的仪器,在煤层气的地面开采中需要大量用到。本文针对煤层气井的液面深度测试的特点设计了高精度的液面测试仪。硬件采用模拟滤波电路,降低了仪器的成本,软件采用循环轮转结构增加了数据传输通信的可靠性。通过对仪器进行现场验证,表明该仪器实现了设计的功能,具有一定的市场前景。

新型无线网络井下安全监控系统研究

目前我国的煤矿安全生产形势非常严峻,中国煤炭产量占世界的百分之三十左右,但煤矿死亡人数却占到世界的百分之七十九。这反映了我国煤矿安全技术相对落后,煤矿安全信息化技术不高。本文基于ZigBee的无线传感器的网络技术,提出了对井下监控系统在新型网络环境下应用的思考。

热水器温度自调整因子模糊控制

提出全论域范围内带有自调整因子的模糊化控制算法,这种算法可以克服常规模糊控制的缺点,而且自调整过程符合人在控制决策过程中的思维特点,具有优化的特性。同时采用单片机C8051F040来实现对热水器温度的模糊控制,具有硬件电路简单,调温速度快,稳定性好等优点。

基于FPGA的多功能函数发生器

以C8051F040高性能单片机、AD9850和Altera Cyclone EP1C3T144 FPGA为核心,由控制模块、信号产生模块、放大模块、调制模块、键盘及LCD显示等模块组成的系统,实现了频率范围为20 Hz^20 MHz、步进为10 Hz,电压峰-峰值为6Vopp的正弦波信号输出;用FPGA产生的1 kHz的调制信号控制AD603放大器增益实现模拟幅度调制(AM)信号输出;根据调制信号幅度改变AD9850频率控制字实现模拟频率调制(FM)信号输出;用FPGA实现了2ASK和2PSK数字调制信号输出.

基于矿区巷道巡检机器人的LOAM-SLAM地图重建改进算法的研究

由于井下路况复杂,矿区巷道巡检机器人在井下获取点云数据时,点云中的点会随着激光雷达运动产生运动畸变,即点云中的点会相对实际环境中的物品表面上的点存在位置上的误差,从而无法获得正确的里程计信息,导致既定路线精度较低,容易造成井下安全问题。通过研究SLAM建图算法-LOAM算法,分析该算法利用三维空间中运动的两轴单线激光雷达将定位和建图分别进行,从而提高精度。在该算法的基础上,同时结合井下成本,选择单轴单线激光雷达进行数据采集,进行点云匹配时,采用Harris 3D角点检测,选取角点作为点云帧数据中的关键点进行匹配,在保证计算量的同时,去除部分冗余数据。定位部分则利用EKF(扩展卡尔曼滤波),消除运动畸变,通过状态方程和预测方程,对机器人进行运动估计,提高定位精度,达到建图所需要求。