低成本地磁场监测设备的设计与实现

为能够在短时间内建成区域高密度地磁场观测台网,实现地磁场数据成网、成片观测,需要解决精准捕捉极震区特大震前磁场异常现象的问题。项目组利用物联网通信技术,基于RM3100三轴磁传感器,开发低成本地磁场监测设备,并部署在天津市宝坻区、武清区,同时利用人工智能数据分析技术和时序数据存储技术,开展地震前兆异常自动判定和可视化预报技术研究。该成果在2022年6月23日天津宝坻M 2.0地震中得到了验证,说明低成本地磁场观测系统不仅对大震有察觉,对于近距离的中小地震同样敏感。

低成本手持式稠密点云采集系统

针对现有室内外场景无法使用低成本便携式LiDAR很好地采集高稠密度点云数据的问题,本文研究设计了一种对低成本LiDAR和IMU传感器在硬件层面进行组合的低成本手持式稠密点云采集系统。采用简化残差计算量后的Faster-LIO当作里程计,通过传感器紧耦合的方式,将LiDAR和IMU之间的外参矩阵作为优化量,在采集的过程中进行实时优化以获得准确的相对位姿,从而得到满足精度要求的稠密点云。本文方法与经典的基于LOAM特征的LiDAR里程计及RTK里程计进行对比,试验结果表明,本文方法是有效的,手持式旋转激光雷达扩增了LiDAR的视野,而且对采用的里程计算法进行了改进,在减少算力要求降低成本的同时,大幅度降低了LiDAR和IMU等设备安装时无法避免的相互扰动问题,能较好地完成对场景稠密点云的采集及初步重建。

低成本高结晶GaN纳米线柔性薄膜制备及其场发射性能

旨在探究非贵金属Cu替代贵金属Au作为催化剂在柔性碳膜上制备高结晶的GaN纳米线的可行性,并研究其场发射特性及机理。采用非贵金属Cu替代贵金属Au作为催化剂,在柔性碳膜上制备了直径为20~100 nm、长度为3~15μm的高结晶的GaN纳米线,并通过工艺参数对其结构与尺寸进行调控,得到GaN纳米线薄膜的催化生长机制。通过对其场发射特性进行研究,发现其场发射性能与其纳米结构紧密相关,催化剂厚度以及薄膜弯曲状态可显著影响其场发射性能。结果表明,采用Cu作为催化剂所制备的GaN纳米线柔性薄膜的场发射电流具有较好的稳定性。该研究为GaN纳米线的低成本制备方法提供了可借鉴思路,同时也为场发射柔性器件的制作提供了可行的技术手段。

基于自适应聚类和线性规划最优选点的彩色图像低成本打印方法

彩色点画是一种从视觉上由大量小像素点构建图像的艺术技术,像素个数的多少直接影响着构图的成本。其优化选点构图方法为实现低成本打印提供了一个重要的方式。目前,点画生成存在着多通道采样点难以均匀分布,颜色层次难以兼顾等难点,并耗费大量的计算成本。对此,提出了一种基于超像素自适应聚类和线性规划最优选点的彩色点画生成方法,该方法在初步超像素划分图像的基础上,使用基于颜色密度峰值的自适应聚类方法得到最佳聚类个数,并进一步划分子聚类,然后根据每个子聚类的颜色均值作为子聚类内部选点的最佳间隔距离,在选点的同时依据SSIM指标,建立目标优化模型,通过数学优化器Gurobi实现模型选点,使点保留最少个数的目标基础上,同时保持聚类内部分布均匀和颜色渐变层次,以提高所生成的点画图像的可视化效果。实验结果表明,本文算法极大地降低了像素个数并在生成的点画的平均结构相似性(mean structural similarity index measure,SSIM)、峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)等评价指标方面均优于当前方法。

基层治理的低成本优势何以可能?--基于后发展地区的探索

实现基层社会的低成本治理,是实现基层治理可持续、高质量发展的关键问题。本文基于新内生发展框架与适宜技术理论,基于后发展地区的两个案例讨论基层的低成本治理及机制。研究发现,基层社区在有限资源输入的情况下,可以通过治理负荷分流、现有资源动员与盘活、低成本人力资源优势、增强沟通和增强供需匹配度等降低治理成本,提升治理效能。如何在外部资源输入下激发基层社会内部活力与资源,是实现低成本治理的关键。本研究为降低基层治理负荷,推进治理可持续发展提供了启发。

低成本GNSS终端多普勒平滑伪距定位算法

随着低成本全球卫星定位(GNSS)终端硬件性能的不断提升,其在定位领域的应用也更加广泛,然而低成本GNSS终端在数据采集中常受观测环境的影响,使得载波相位观测值的高精度定位较为困难。伪距定位算法因其定位模型简单且实时性好的优势被广泛使用,因此本文利用多普勒平滑伪距方法,充分利用了多普勒观测值的作用,通过多普勒平滑伪距噪声来提升观测值的测量精度,利用多普勒平滑伪距模型对静态与多种动态环境下的平滑效果进行测试和分析。实验结果表明:在静态情况下,采用多普勒平滑伪距算法,伪距单点定位与伪距实时差分定位模型定位中平面精度较平滑之前分别提高了25%与31%;在动态环境下,有遮挡动态实验其精度提升30%以上,空旷情况下定位精度提升15%以上,快速运动过程中其提升能达到20%左右。表明通过多普勒平滑伪距算法可以显著提高低成本GNSS终端的定位精度。

低成本理念下乡土材料在乡村景观中的应用

乡土材料的应用对于乡村景观的建设具有特殊意义。本研究分析了低成本景观设计理念的典型特征与主要诉求,同时梳理了乡土材料的类型及其主要特征,结合实例,进一步探讨各种类型乡土材料在乡村景观中的应用方式和造景效果。乡土材料与低成本理念有着天然的关联,在乡村景观设计中发挥着重要的应用价值,同时也展示出广阔的发展前景。

基于低成本终端抗差速度约束差分定位算法

受限于低成本信号接收与处理单元,低成本终端的单点定位和相对定位的精度无法得到保障。基于此,提出一种附加多普勒观测值的抗差速度约束RTD模型与RTK自适应切换模型,使用多普勒测速约束位置解,充分发挥多频信号的抗多路径能力,有效平滑伪距噪声,保证定位精度及其稳定性;通过RTD/RTK自适应切换的方式,保证复杂观测条件下获得稳定的定位精度。基于小米8和M8终端实测定位结果表明,静态RTD模式下两种终端在东、北、高程方向的精度均优于1.5 m;动态无遮挡/部分遮挡RTD实验中,小米8终端平面精度提升54%/44%,M8终端平面精度提升51%/26%;动态车载RTK模式下M8终端东、北方向精度均优于0.5 m,模糊度固定率提升近30个百分点。

外军低成本无人机成本控制技术浅析与启示

近年来,在大国竞争与无人智能技术发展的背景下,美国提出“可损失、可消耗”的低成本无人机作战概念,开展了顶层规划、技术验证及装备探索等各项工作。本文总结了其规划、典型项目特性及低成本措施,并提出启示建议。

低成本全电子安全与解除保险装置研究现状

随着全电子引信技术的不断成熟和快速发展,对全电子引信及安保装置的低成本化提出了新的要求,以便进一步扩展其应用领域。本文重点介绍了全电子安保装置高压元器件(高压变压器、高压电容、高压开关、爆炸箔起爆器)的低成本化发展现状,同时分析了全电子安保装置低成本化发展的影响因素;指出新材料、新工艺、新原理是实现全电子安保装置低成本化发展的根本方法,利用MEMS等先进工艺技术实现全电子高压器件的批量化生产是降低成本的重要手段之一。

一种基于去斜技术的低成本宽带数字阵列天线设计与实现

宽带相控阵雷达具有高距离分辨率和多目标、群目标、高速目标的探测能力。传统宽带相控阵采用了基于真延时的方法来补偿孔径渡越效应,往往带来成本的大幅增加。本文提出了一种基于去斜处理的宽带单元级数字阵列天线系统设计方案,利用线性调频信号波形时域与频域平移等效性,在去斜后采用移频移相的方式进行了等效孔径渡越补偿。相比传统宽带数字阵列设计,该方法可降低对天线硬件的性能要求,从而大幅压缩了天线系统制造的成本。本文详细分析了去斜体制的信号处理过程和方法,研制了天线阵列原型样机,验证了收发通道补偿及宽带波束。实测结果显示,该天线样机实现了500 MHz带宽下的方位±60°、俯仰±40°电扫。实测结果表明了宽带波束性能的良好性,宽带波束指向准确,验证了本文提出的基于去斜技术的宽带数字阵列设计方案的正确性。该方法可广泛用于宽带数字阵列天线的低成本设计与宽带性能提升。

5G低成本建设方案研究

900 MHz网络的大规模建设,给运营商带来了极大的成本压力,低成本建设成为运营商的迫切需求。首先对5G站点的成本组成进行分析,得出影响建设成本的主要因素为主设备价格,影响维护成本的主要因素为租金、电费,通过分场景设备选型及900 MHz室分等方式达到降低主设备投资的目的,通过直供电改造、天馈整合、落实免租免电政策等方案降低租金、电费等维护成本,同时分析了低成本方案可能对网络覆盖、网络质量及网络容量等方面造成的影响。

一种面向低成本轻量级雷达的单比特复用阵列信号收发框架

面向低成本轻量级雷达的应用需求,该文提出了一种联合单比特采样量化和时分复用接收机的雷达信号收发框架。首先,通过介绍该框架的工作原理,阐述其在节省接收机数量方面的优势。从雷达资源配置的角度,分析了单比特采样量化在该框架中的重要性,并提出了该框架可利用时间换空间,获得比经典线性调频连续波雷达更好的探测性能。接着,推导了雷达测距、测速和测角公式,以及目标参数估计的克拉美罗界。在此基础上,验证了该框架的性能优势,同时也给出了其稳定工作的信噪比条件。最后,利用一种基于单比特二维多重信号分类的速度维配对算法,验证了该框架获取目标原理的正确性,以及性能分析的可靠性。

低成本二代镍基单晶高温合金的研究进展

镍基单晶高温合金因其优异的高温力学性能,目前已广泛应用于制备航空发动机中的单晶涡轮叶片。Re元素的添加在显著提高单晶高温合金蠕变性能的同时,也显著增加了合金的成本。因此,研发新型低Re含量(低成本)和蠕变性能优异的单晶高温合金具有重要的意义。本文对比了几种低成本二代单晶高温合金与典型二代单晶高温合金CMSX-4的中温与高温蠕变性能,并从γ相和γ'相的固溶强化程度、γ/γ'错配度和有效扩散系数三个参量,探讨了二代单晶高温合金中温与高温蠕变性能的主控因素,发现高温蠕变性能的主控因素是γ相的固溶强化程度与γ/γ'错配度,而中温蠕变性能的主控因素是γ'相的固溶强化程度。以此为基础,提出了低成本二代单晶高温合金的成分设计策略。

一种低成本小型化弹载伺服控制器设计及验证

面对弹载产品对低成本、小型化的客观需求,提出一种利用开关型霍尔传感器进行机电系统位置半闭环控制的伺服控制器设计方案。创新性地利用直流无刷电机本体上的霍尔传感器结合软件控制策略,替代了伺服机构上外置的绝对位置传感器,不仅降低了产品体积和成本,还简化了硬件电路设计,提高了系统可靠性。

一种低成本相变材料热沉的设计与仿真

针对现有电子设备使用复合材料相变热沉成本较高的问题,通过对某电子设备模块相变热沉的导热筋厚度、沿传热路径的布置方式、导热筋打孔孔径和孔隙率等对相变热沉传热的影响进行设计与仿真,提出一种低成本、轻量化的相变材料热沉设计策略,即导热筋仅在主要热传导方向布置、通过打孔增加比表面积。与8%膨胀石墨−高碳醇复合相变热沉相比,以该策略设计得到的相变热沉对非临界结温状态的芯片温度影响很小,温差不超过3.2℃,且质量只增加5%,而成本仅为复合相变热沉的1/3。以上研究为相变材料热沉降低成本、推广使用提供了一种新方法。

基于活性炭‖Na_(0.44)MnO_(2)的低成本、高倍率和长寿命碱性钠离子电池电容器

水系钠离子电池电容器具有成本低、功率大、安全性好等优点,是下一代大规模储能系统的理想选择之一。本文采用Na_(0.44)MnO_(2)正极、活性炭(AC)负极、6mol·L^(-1)NaOH电解液和廉价的不锈钢集流体构建了可充电碱性钠离子电池电容器。由于Na_(0.44)MnO_(2)正极在碱性电解液中具有较高的过充耐受性,通过首次充电时的原位过充预活化过程可以解决半钠化Na_(0.44)MnO_(2)正极和AC负极初始库伦效率低的缺点。因此,AC‖Na_(0.44)MnO_(2)可充电碱性钠离子电池电容器具有优异的电化学性能,在功率密度为85 W·kg^(-1)时,能量密度达26.6 Wh·kg^(-1),循环10000次后容量保持率为89%。同时,在50℃的高温和-20℃的低温也具有良好的电化学性能。这些结果表明AC‖Na_(0.44)MnO_(2)可充电碱性钠离子电池电容器具备应用于大规模储能的潜力。

耐候钢低成本生产工艺研究与实践

针对耐候钢生产工艺及成分设计特点,通过成本组成分析,对各工序低成本运行进行精准控制。介绍一种低成本生产控制工艺,通过目标成分的精准控制攻关、工艺路线优化调整、辅料料型搭配优化及耐候废钢定向回收利用等措施,通过在某厂120 t炉区生产实践验证,在保证质量稳定可靠的基础上,可有效地降低耐候钢炼钢生产成本。

基于异形坯钢种低成本脱氧的实践与研究

基于现场实际生产模型,结合工业工程手法,对异形坯生产过程中的脱氧剂进行研究。发现生产过程中降低出钢氧,同时调整脱氧剂结构,能够有效降低脱氧剂成本,实现低成本脱氧的目的。

基于YOLO的低成本且轻量化的秧苗计数研究

农业生产中需要对秧苗进行计数以获取种子质量和种植密度等评估信息,而小规模批量育种环境下存在人工依赖程度高、软硬件设备差的情况。针对此问题,文中以唇形科植物为例,提出了一种低成本、轻量化的秧苗计数方法。首先提出数据集的快速构建方法,以降低数据集成本;然后通过改进YOLO模型颈部特征融合部分和精简头部来保证模型轻量高效,并添加改进的通道注意力方法以改善图像低分辨率造成的漏检率过高问题,构建了秧苗计数模型Seedet。实验结果表明,与YOLOv5s模型相比,Seedet的模型参数与计算量分别降低了73.45%和47.59%,检测精确率和速度分别提高了3.987%和70.09%。文中提出的计数方法更适合于低成本场景下的秧苗计数,促进了农业生产中深度学习的落地应用。