汽车行止安全智能监控系统

以减少交通事故的发生和挽救车内滞留儿童的生命为初衷,设计并实现一款汽车行止安全智能监控系统,为生命安全加一份保障。该系统采用前端采集设备、阿里云平台和移动端App三层架构,基于AI人脸表情识别技术、酒精检测传感器、空气质量检测传感器实现对酒驾醉驾、疲劳驾驶、儿童滞留车内情况的云端远程监控,系统设置多级预警与紧急控制措施机制,实现汽车行止安全智能监控,预防事故的发生。

汽车直接横摆力矩控制系统综述

汽车直接横摆力矩控制(direct yaw moment control,DYC)系统用于有效避免车辆遇到非预计危险时的侧向运动,以保证汽车运行的稳定性和驾驶的安全性。目前,DYC系统大多采用分层结构。文章首先从车辆状态估计与环境感知、直接横摆力矩控制器设计和力矩分配法这3个角度分析了汽车DYC系统架构,接着重点阐述了其对车速、车间距离、路面信息、横摆角速率以及车辆质心侧偏角等状态信息的获取与处理方法;然后介绍了上层控制器中车辆动力学参考模型、控制结构及不同变量控制的设计方法以及下层控制器中车辆横摆力矩的分配方式;最后总结了汽车直接横摆力矩控制系统现存的问题以及将来发展的方向。

基于姿态解析算法的智能轮椅设计

随着我国人口老龄化的日益加剧,为帮助高龄老年人和身体残疾人士正常出行,文章设计基于姿态解析算法、增量型PI算法的多功能智能轮椅。仿真轮椅以STM32F103ZET6为核心处理器,通过手势的姿态解析算法,运用老年人的手势配合手势识别技术原理,结合多个模块及多传感器融合实现手势控制轮椅的移动和转向,自动避障、GPS定位信息的实时传输、一键呼救、意外情况录像功能,增量型PI算法的输出是上一次输出的增加值,能使轮椅平稳行驶。结果表明,姿态解析算法提高了轮椅对手势的识别率,增量型PI算法提高了轮椅行驶的平稳度,模块化的设计思想满足轮椅的安全、智能化要求,能帮助行动不便的残疾人士和高龄老年人正常出行。

网络可靠性评估模型与算法综述

可靠性评估是可靠性工程的基础,传统评估方法主要以物理故障为主,但网络独有的特点导致其评估难以回避非物理故障。从20世纪60年代首次提出网络的连通可靠性发展至今,由于网络复杂,评估方面广,影响因素多,几十年的研究产生了很多相关参数、模型和算法,导致网络可靠性概念杂乱,评估模型与算法不成系统。以故障为核心提出了网络可靠性3层评估模型,对应3类不同性质的网络故障,从可靠性工程的角度系统梳理了网络可靠性概念、内涵,并基于此综述了每一层所对应的评估算法。

基于随机型网络演算的AFDX端端时延分析方法

数据传输的及时性保障是航空电子全双工交换式以太网(avionics full duplex switched Ethernet,AFDX)中最主要的挑战。不同业务流有不同的实时性需求,因而提出一种高低优先级调度策略,通过随机型网络演算方法,推导出在某一概率下业务流端端时延的上界值。最后,在Simevent中搭建一个AFDX仿真案例,所提方法计算得到的时延上界与仿真结果相匹配,比传统计算方法更准确有效,同时也表明高低优先级调度有助于提高紧急数据的及时性。

基于信道分集技术的多重描述编码方案

针对无线环境中基于信息包信道分集技术的多重描述编码进行了研究.在比较了多重描述编码(multipledescriptioncoding,简称MDC)和分层编码(layercoding,简称LC)的性能特点并总结了它们各自的优点与不足之后,提出一种能有效结合两者长处的新的编码方法——自动恢复的多重描述编码(auto-resilientmultipledescriptioncoding,简称ARMDC)方案.ARMDC既能够像通常的MDC一样使每个成功到达的数据包都提供有效信息,也能像LC一样优先传送某一重要的描述,保证基本的视频质量,且解码端接收到的ARMDC码流可以进行周期性的自动恢复,无须等待源端接收到反馈信息后再作出反应.在仿真的3G无线信道上分别传送ARMDC,MDR(multipledescriptionwithrestart)以及不使用LC和MDC的码流,比较其各自的错误恢复性能.实验结果显示,使用ARMDC的视频流在序列解码后有着更好的R-D性能.同时,由于视频序列相邻的帧之间质量较平滑,也获得了更好的主观性能.此研究成果可以应用于无线媒体流业务与无线会话业务中的视频传输系统,对于研究基于易出错时变信道的多媒体传输的同行具有一定的参考价值.

汽车纵向主动避撞系统的研究现状与展望

针对现代交通安全问题,提出了一种辅助驾驶员行车安全的方法,即纵向主动避撞,主要围绕汽车纵向主动避撞系统中的行车信息感知与处理、安全距离模型、车辆动力学系统建模、车辆动力学控制四个关键技术进行叙述。各种先进的控制技术为研究汽车纵向主动避撞系统提供了新的机遇,它所衍生出的新功能新系统对汽车的安全性、舒适性及经济性等方面都有很大的提升。对汽车纵向主动避撞技术进行了综述,探讨了在研究汽车纵向主动避撞系统时所面临的问题,最后梳理出汽车主动避撞技术的发展趋势。

基于特征融合与Transformer模型的声音事件定位与检测算法研究

针对多通道环境声音检测问题,提出了一种引入Transformer结构的特征融合网络模型TBCF-MTNN。该网络模型以对数梅尔谱和广义互相关谱作为输入,首先通过CNN和GRU获取谱的局部特征以及时间上下文关系特征,之后将2种特征图通过Cross-stitch模块进行融合,有效解决了传统网络中多特征信息无法共享的问题;然后,将融合后的特征图送入Transformer进行特征的再次采集;最终,通过全链接层输出分类和定位结果。在TAU-NIGENS 2020数据集上的实验结果表明,所提出的TBCF-MTNN网络在声音检测任务中的分类错误率能够减小至0.26;在声源定位任务中与Baseline相比较其定位误差减小至4.7°;通过和Baseline、FPN、EIN等模型相比较,结果表明所提网络具有更优的识别检测效果。

基于CANopen协议的喷漆机器人控制系统研究

针对喷漆机器人在大型罐体表面的应用,文章介绍了机器人工作原理,设计了控制系统的结构,实现了对系统的运动控制。运用CANopen协议、Modbus RTU协议、RS485总线、Modbus TCP协议等知识,实现了可编程逻辑控制器分别与交流伺服驱动器、信号转换模块、触摸屏的通信;文章设计车体位置校正方案,列出数学方程;利用编程软件编写程序,实现车体的前进、后退、顺时针转、逆时针转。喷漆机器人操作简单,控制精准,已取代人工喷漆在国内某公司应用。

二维“飞猫”控制系统研究

针对二维“飞猫”在室内演播室的应用,设计了系统的结构,实现了对系统的运动控制。运用ModbusRTU协议、RS485总线、RS232总线、CRC校验、模拟量和数字量相互转换等技术,实现了欧姆龙可编程逻辑控制器分别与驱动器、触摸屏、摇杆的通信;伺服驱动器与伺服电机通过编码器线和电源线相互通信,利用两个电机的不同转速控制两边绳子的长度,从而达到精确控制摄像机的目的;设计“飞猫”的控制方案,列出数学方程,并通过编程软件编写程序。整个装置操作简单,性能稳定,控制精准,已代替摇臂成功应用于国内某个室内演播室。

攻击检测安全LEACH路由协议

提出一种基于攻击检测的安全LEACH协议S-LEACH.该协议根据LEACH协议的特点,采用在簇头选举和数据传输阶段在数据包尾部捎带检测参数信息的方法,通过节点能量和接收信号强度值,综合判断传感器网络中的HELLO flood攻击和Sybil攻击;同时针对簇头节点和簇内节点的攻击,分别设计了2种检测方法,提高了检测精度.最后在NS-2软件中建立了WSN真实网络空间的Jakes信道模型,利用该模型验证了S-LEACH协议的安全性.

二维非递归的低成本FIR滤波器设计方法

为降低有限冲激响应(Finite impulse response,FIR)数字滤波器的成本,提升可综合性,提出了一种基于系数矩阵的二维非递归优化算法,并进行了仿真.首先,对现有的数字滤波器优化算法进行了调研,比较了各优化算法的优势和不足;然后,对现有的一维非递归算法进行优化,提取一维非递归算法优化后的冗余项,得到了二维非递归优化算法,并分析了算法的复杂度;最后,生成多组滤波器分别对本算法与一维非递归算法,以及本算法和现有递归算法进行仿真和对比.仿真结果表明:提出的二维非递归FIR滤波器设计方法充分利用了系数矩阵的冗余信息,保留了现有算法的最小逻辑深度特性,同时可以进一步节省中间加法器个数;相比于现有的一维非递归算法,本算法可节省10.05%(12 bit量化)和7.21%(16 bit量化)的加法器个数;在低阶滤波器的设计中,加法器使用量降低到了传统CSD表示法的30%左右,从逻辑深度和加法器个数两方面都超越了已发表的递归和非递归滤波器设计方法.

基于MCU和FPGA的数字式相位测量仪的设计

该设计采用单片机与FPGA相结合的电路实现方案,很好地发挥了FPGA运算速度快、资源丰富、编程方便的特点,并利用了单片机较强的运算、控制功能,使得整个系统模块化、硬件电路简单、使用操作方便。文章主要介绍设计方案的论证、系统硬件和软件的设计,给出了详细的系统硬件电路图和系统软件主程序流程图。实践表明,该相位测量仪具有较好的性能,并成功应用于全国大学生电子设计竞赛中。

基于Pareto解集分段预测策略的动态多目标进化算法

针对现有的动态多目标优化算法种群收敛速度慢、多样性难以保持等问题,提出了一种基于Pareto解集分段预测策略的动态多目标进化算法BPDMOP。当检测到环境变化时,对前一时刻进化得到的Pareto最优解根据任一子目标函数进行排序,并按照该子目标的大小均分为3段,分别计算出每一段Pareto解集中心点的移动方向;对每一段Pareto子集进行系统抽样得到Pareto前沿面的特征点,利用线性模型分段预测下一代种群;根据优化问题的难易程度,自适应地在预测的种群周围产生随机个体来增加种群的多样性。通过对3类标准测试函数的实验表明了该算法能够有效求解动态多目标优化问题。

基于领航位置信息的AUV三维编队控制方法

研究了自治水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)三维环境中编队控制问题,应用领航-跟随式队形控制方法,仅利用领航者的位置信息及期望编队队形得到虚拟机器人的航行轨迹及速度信息,作为跟随者的航行参考量,应用反步及滑模控制方法为跟随者设计自适应控制律,使其轨迹收敛于虚拟机器人的轨迹,从而与领航者保持期望位姿关系。随后,在具体AUV动力学模型上,利用MATLAB/SIMULINK平台进行了编队控制的仿真研究,实现了预期的控制效果,验证了算法的有效性及实用性。

体硅湿法腐蚀中(110)衬底上的凸角补偿方法

从硅晶胞的空间原子结构出发,对(110)衬底进行研究,提出了针对(110)衬底上规则目标凸角结构的通用补偿方法.以(100)衬底上已提出的图形分析和共性补偿方法为依据,确定了(110)衬底表面特征晶向的平面关系,将所选70℃30%(质量分数)的KOH腐蚀液条件下的特征晶面(111)、(311)以及与衬底同簇的(110)晶面与衬底相交,得到平面特征晶向,从而构建补偿图形的拓扑框架,最终选择拓扑框架中的部分晶向构成具体的补偿图形.利用各向异性三维仿真软件对由该方法设计得到的补偿结果进行验证,模拟结果与设计预期相一致,充分证实了该设计方法的正确可行.

扫频接收机中数字扫描控制器设计

本文首先介绍扫频接收机在扫描过程中需要控制的各变化量,然后给出了数字扫描控制器组成框图及工作时序,接着详细介绍控制器内部的各个组成部分,并重点说明自动装载数据过程,最后给出了一个应用实例。实例证明,数字扫描控制器可提高扫频接收机扫描过程中的控制精度及扫描速度。

基于FPGA和MCU的200通道A/D转换器的设计

在某科研项目中,需要设计一个200通道的AD转换器.在系统设计方案论证的基础上,选择了基于FPGA和MCU的设计方案.根据对FPGA和MCU的所要完成的功能描述,给出了FPGA的内部电路设计过程及主要的VHDL语言源程序代码,给出了基于嵌入式实时操作系统RTX51的MCU软件设计过程及相应的程序流程框图.通过对制作的实物进行的测试表明,本系统达到了设计任务所提出的功能要求和技术指标,并且系统具有较好的可靠性.

基于RTX51的交通信号自适应倒计时器

介绍了RTX51嵌入式实时操作系统在交通信号自适应倒计时器设计中的应用情况,基于RTX51的系统软件设计方法,并给出了在实际中运行已通过的部分源程序代码和硬件电路原理图。传统的微控制嵌入式应用大都采用结构化编程思想,对于单任务控制能很好地达到编程简单、思路清晰、开发周期短的要求,但面对任务较多、控制复杂的问题时,往往难以满足要求。实践证明,RTX51实时操作系统是8位微控制器嵌入式系统设计的一个很好的软件设计平台。

基于区块链的灾害应急遥感用户信息共享

快速有效的应急响应是科学救灾、快速救援的基本要求,区块链技术可以在保障灾害应急遥感数据共享政策下对用户身份进行快速认证,对灾害应急响应具有重要意义。本文针对灾害应急遥感数据共享服务中用户信息共享问题,提出一种基于区块链的灾害应急遥感用户信息共享的方法。该方法依靠区块链分布式存储、链上数据安全可靠等特性,由数据中心为各自网站中上链的用户身份背书,在满足业务需求的基础上保证了用户信息的真实性和可靠性,有效促进灾害应急遥感数据共享的可持续性发展。