基于激光雷达技术的轻便型电力巡检系统研究

针对当前系统无法获得理想的电力巡检结果等问题,设计了基于激光雷达技术的轻便型电力巡检系统。采用激光雷达扫描仪测量激光发射点与目标间距离,参考激光器高度与扫描角度确定地面光斑三维坐标,得到电力系统区域地形地貌与塔杆与线路等信息;利用差分GPS/捷联式惯导获取自身坐标、偏航角与速度等相关信息,通过预瞄PID与人工势场实现系统导航功能,在单片机控制下,采用自适应多叉树防碰撞算法防止巡检单元与周边物体碰撞,测试结果表明,该系统能够直观观察巡检目标,在不同场地环境下均可精确控制自身航向角。

走航监测技术在炼厂VOCs溯源中的应用

目前,国内许多大型炼油化工企业厂区内存在异味排放严重的问题,由于大型炼化企业生产装置较多、排放节点多,并且排放隐蔽等原因,环保管理部门与环保监测部门对异味溯源的难度较大。本文通过车载走航监测系统对大连石化公司厂内区域进行走航监测,对VOCs浓度异常或有明显异味点位的环境空气开展定点监测分析,掌握定点点位的环境空气特征污染因子;通过现场排查并使用红外热成像仪,结合气象条件,快速地溯源出疑似异味排放的污染源。再通过污染源特征污染因子与定点点位环境空气中的特征污染因子作比对,准确锁定异味来源,从而实现精准监测和整治工作。

面向导航系统性能仿真的可移植性框架

导航系统性能仿真面临多领域模型集成和分析的困难。研究了仿真模型可移植性(simulation model portability,SMP2.0)规范,分析了卫星导航系统仿真的基本特点和需求,提出了卫星导航性能仿真的可移植性框架,建立了基于SMP2.0的导航仿真应用架构。该架构包含导航系统模型设计、开发、集成、运行和试验分析,涵盖了所有导航系统大系统性能指标的仿真分析。最后,基于此方法采用GALILEO系统相关想定数据对其导航性能指标进行了仿真和试验分析。结果表明,本文所提方法和技术框架能够很好地满足卫星导航系统仿真的特殊需求。

基于SMP2的卫星区域可见性仿真分析

全球或区域可见性分析是导航系统定位、测速和授时性能仿真分析与评估的组成部分。采用基于仿真模型可移植性标准(SMP2)的模型开发与集成方法,开发导航系统仿真模型,分析伽利略卫星导航系统在中国格网的区域可见性。附带介绍了自主研发的PIM设计工具、代码生成器、SMP2运行时环境等支持SMP2标准的软件工具。基于SMP2的仿真模型开发与集成方法具有模型可重用性好、可移植性强、手工开发代码数量少、代码质量高的优点,可在卫星导航系统定位、测速、授时体制验证与精度分析工作中得到推广应用。

嵌入式北斗定位便携终端的设计与实现

北斗卫星导航系统是我国自主研制,致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务的卫星导航系统。相对于GPS双频信号,北斗使用的三频信号可以更好的消除高阶电离层延迟影响,提高了定位的可靠性和抗干扰能力。另外,北斗导航系统独创了短报文通信服务功能。本文研究了一种基于arm与linux的北斗定位便携终端,此终端以i.MX28应用处理器为核心,采用5.7寸的电阻式触摸屏作人机交互设备,系统采用超大容量的铿离子聚合物电池供电,使用UM220-III N双系统高性能GNSS模块来同时获取BD2 B1、GPS L1两个频点的定位数据。在linux虚拟机上通过Qt编程,使用Serial Port类串口通信获取定位数据。通过matlab分析终端获取的北斗与GPS定位数据,可知在本地区北斗的定位精度与GPS相当。

基于SMP2.0的全球导航系统精度因子的仿真分析

全球或区域导航精度因子(DOP,Dilution of Precision)仿真分析是全球导航系统性能指标仿真分析与评估的重要组成部分。研究了DOP的相关概念和算法,分析了DOP的可用性算法,采用基于仿真模型可移植性标准(SMP2.0)的模型开发与集成方法,设计、开发、集成和运行了面向DOP的导航系统仿真模型,并实现了支持DOP仿真分析的软件工具,最后针对GALILEO系统在中国区域的导航精度因子进行了仿真分析,验证了导航仿真系统中基于SMP2.0方法集成具有良好合理性和移植性的优点。

光电式智能盲人导航器的设计

采用STC12C5628AD单片机作为控制内核,开发出具有上、下、左、右、前多方位提示,能引导盲人行走的盲人导航器。系统核心之一是采用光电传感器检测障碍物,提供给盲人视觉功能;另一是通过控制器的分析和处理,判断障碍物的具体方位,通过耳机利用不同的提醒语音给盲人以信息反馈,具有便携、安全、方便、性价比高等优点。

基于北斗通信的流动地震观测台站远程监控技术研究

实现地震观测台站的远程监控对于保证观测数据质量和提高野外观测效率具有重要意义,目前国内对于高原、沙漠等无有效网络接入的偏远地区的流动地震观测尚无经济有效的远程监控方法。基于我国"北斗"卫星导航系统短报文通信功能,提出并实现适用于国内流动地震观测台站的无盲区远程监控技术。使用结果表明,自主研发的远程监控设备实现了目前流动地震观测的基本需求,通过软件通信协议扩展,也可应用于其他对通信带宽和频度要求不高、具备串口或网口通信功能设备的远程监控领域,具备一定推广性。

便携式地空导弹超前修正导引弹道模型的仿真研究

红外被动寻的便携式地空导弹，为命中目标实体必须引入前向偏移装置，对导弹控制弹道进行修正，提高命中率。本文用MATLAB／Simulink语言建立并分析了由前向偏移装置引出的超前修正导引弹道模型，最后给出了得出此模型能使导弹弹道倾角和视线角速度发生变化，从而实现导弹弹道前向偏移而命中目标实体的结论。

模拟退火遗传算法在手持GPS接收机中的应用

分析了手持GPS接收机在实际应用中定位精度的影响因素,提出了模拟退火遗传算法,并将该算法用于导航接收机中,建立了实现原理框图,进而提出了模拟退火遗传算法的具体步骤,通过实测检测得到较高的精度。

基于“互联网+”的大型机场智能导航与服务系统设计

随着人民生活水平的提高,大型机场客流量不断增长,机场的规模也变得越来越大。然而客流量的快速增长和机场规模的扩大使得现有机场所存在的问题暴露得越来越严重,同时也给机场的现代化管理与服务提出了巨大挑战。针对此问题,文章以Wi Fi定位技术和行为检测技术为核心,结合独立开发的便携式设备设计了基于"互联网+"的智能导航与服务系统。本系统实现了智能化导航和紧急救援等核心功能,解决了大型机场中存在的乘客容易迷路、登机误时、安全监测等严重问题,具有较强的应用价值。

手持GPS接收机短多径干扰抑制方法研究

分析了手持GPS接收机在实际应用中定位精度的多径干扰影响因素,提出了短多径干扰抑制算法,并将该算法用于导航接收机中,建立了实现原理框图,进而提出了短多径抑制算法的具体步骤,通过实测检测得到较高的精度。

20kg级便携式自主水下机器人(AUV)设计与实现

便携式AUV具有结构紧凑、机动性好、制造和使用成本低等优点,本文设计AUV的底层控制系统和自主导航系统,并进行仿真验证和人工湖试验,结果证明底层控制系统具有很好的鲁棒性,基于AHRS、数字罗盘和GPS的惯性导航算法能够通过浅水节点潜航方式实现AUV自主导航。

便携式导航与计算机导航辅助在全膝关节置换力线对准和手术时间的比较

目的:探讨便携式导航(portable accelerometer-based navigation device,PAD)与计算机导航辅助(computer assisted surgery,CAS)在全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)中力线对准和手术时间的差异。方法:选择2017年12月—2019年12月于北京大学第三医院使用iASSIST便携式导航设备以及OrthoPilot计算机导航辅助系统进行TKA的患者病例资料进行回顾性分析,比较两组患者术前一般资料、术前下肢力线对准参数、手术时间以及术后下肢力线对准参数的差异。结果:共纳入82例患者,其中PAD组40例,CAS组42例。两组患者的性别、年龄、体重指数(body mass index,BMI)、手术侧别、术前髋膝踝(hip-knee-ankle,HKA)角、术前HKA角偏差值之间,差异均无统计学意义(P>0.05)。PAD组术后HKA角(180.8°±2.2°vs.181.8°±1.6°,t=-2.458,P=0.016)和术后冠状面股骨组件角(coronal femoral-component angle,CFA)(90.6°±1.8°vs.91.6°±1.6°,t=-2.749,P=0.007)小于CAS组,但两组冠状面胫骨组件角(coronal tibia-component angle,CTA)的差异无统计学意义(90.0°±1.3°vs.89.6°±1.4°,t=1.335,P=0.186);术后HKA角(10.0%vs.11.9%,χ^(2)=0.076,P=0.783)、CFA(12.5%vs.14.3%,χ^(2)=0.056,P=0.813)和CTA(2.5%vs.0%,χ^(2)=1.063,P=0.303)偏移超过3°的偏移率差异也无统计学意义;两组的HKA角(2.1°vs.2.0°,t=0.055,P=0.956)、CFA(1.4°vs.1.8°,t=-1.365,P=0.176)和CTA(1.0°vs.1.1°,t=-0.828,P=0.410)的准确度差异无统计学意义;两组的HKA角(1.1°vs.1.3°,F=1.251,P=0.267)、CFA(1.3°vs.1.4°,F=0.817,P=0.369)和CTA(0.8°vs.0.9°,F=0.937,P=0.336)的精确度差异也无统计学意义。在手术时间方面,PAD组与CAS组的差异无统计学意义[(83.4±25.6)min vs.(86.5±17.7)min,t=-0.641,P=0.524]。结论:PAD与CAS在TKA中下肢力线对准的准确度和精确度相当,手术时间差异无统计学意义,这提示PAD在TKA中可能具有广泛的应用前景。

基于FPGA的贴片式定位导航系统设计

设计一种基于FPGA的贴片式定位导航系统,实现了以Altera公司的CycloneⅡ EP2C35为核心的接收终端。试验样机表明,以FPGA为接收终端,采用软核处理器,减小了导航系统的体积,缩短了产品开发周期,产品升级方便,接收终端采用数字指南针+GPS组合定位,提高了贴片式定位系统的定位精度。

便携式导航仪多媒体功能的设计实现

简要介绍了便携式导航仪产品的总体构架，重点介绍了便携式导航仪产品的多媒体播放功能，提出利用微软公司DirectShow技术实现媒体播放功能的开发思路，介绍了DirectShow技术的体系结构，设计并编写了多媒体播放功能软件的样例代码。

基于ARM和Android操作系统的便携式卫星导航测试设备研制

在分析卫星导航设备测试方法的基础上,提出一种基于ARM和Android操作系统的便携式卫星导航测试设备。该设备具有高精度定位、智能触摸屏操作、轻型一体化结构、多设备并行测试等技术特点,具有快速、便捷的测试操作流程和用户体验,可解决多种场景下北斗、GPS、GLONASS等各类卫星导航设备测试问题。

便携式航空领航计算仪的设计与实现

设计了一款以STC12C5A60S2微型处理器为控制器,矩阵键盘为数据输入,12864液晶显示屏实现人机交互,Keil uVision4为程序开发平台的便携式航空领航计算仪,分别建立了基本参数、航迹修正、空中风计算和转弯诸元计算4个模块的关系式,实现了各个模块的功能,具有携带方便,计算快速准确,人机界面良好的特点。

浅析海上网箱可移动航行控制技术研究

进入20世纪90年代以来,我国海水网箱养殖发展迅速,产生了显著的社会经济效益。为避免这些自然灾害的损失及环境污染,使目前通常采用打桩固定或开发深水网箱的方式加以解决,所以就提出了对网箱水上航行移位和水下升降调节的机理进行研究,在此基础上提出螺旋桨驱动网箱水上航行和水下升降调节的控制方式,为可移位航行式网箱开发应用提供依据。

基于ZigBee的分体式便携导航系统设计

为了使便携式导航系统穿戴方便、工作可靠,设计了一种基于ZigBee技术的分体式便携导航系统。系统由传感器无线发送终端和手持无线接收终端两部分组成,发送终端采集微惯性测量单元(MIMU)数据并通过无线传输给接收终端。与其他个人导航系统相比,系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低和便于携带等优点,传感器数据通过无线传输不需要硬件连接,并且采用了DMA控制器实现串口数据收发,极大地提高了MCU利用效率。经过测试系统能够稳定可靠地实现导航数据无线传输和导航功能。