基于LSM9DS0的姿态测量系统设计

基于ST公司新近推出的LSM9DS0传感器,对某高炮教学实验平台姿态测量系统进行了设计;设计选用STM32F103微控制器进行传感器数据采集,利用四元数法对姿态角进行解算,并且通过串口通信将相关实验数据发送给上位机进行显示分析;最后,对系统测姿范围准确性及数据输出稳定性等参数进行了测试,测试结果表明,该系统具有零漂小、抗干扰能力强、响应灵敏和测量范围准确等优点,满足设计需求。

四旋翼飞行器悬停算法设计与实现

以自制四旋翼飞行器为研究对象,对四旋翼飞行器悬停算法进行详细研究。控制中心通过传感器MPU6050获取飞行数据,通过获取的数据计算得到飞行姿态,然后结合气压传感器和摄像头相结合进行悬停算法的设计。程序算法主要包括四元数、PID、卡尔曼滤波和视觉定位等算法,计算得出相应的数据,最后通过控制电子调节系统驱动无刷电机完成其悬停与控制。

管节点承载力的非线性有限元分析

本文提出了运用四边形等参壳元构造管节点有限元模型，用自动步长增量法来计算管节点的极限承载力：在ＡＤＩＮＡ程序的基础上开发了前处理和后处理程序，使管节点（包括空间管节点）的有限元分析的成本大大降低；平面管节点的算例表明本文方法与实验结果相吻合，在此基础上本文提出并计算了圆管与矩形管管节点。

迭代算法在目标模拟器通道校准中的应用

射频目标模拟器对目标位置的模拟精度取决于模拟器三元组或四元组中各通道信号的幅度、相位的馈电控的精度.本文基于二元定向原理,仿真分析了通道幅度、相位误差对目标位置模拟精度的影响,计算了在四元组方案下为模拟不同目标位置所需的四通道信号幅度控制量.在系统实现中,由于用于幅度及相位控制的衰减器与移相器存在各自的误差且相互关联,设计了基于先验误差数据的衰减、相移控制量生成的迭代算法.测试结果表明,该算法保证了目标位置的模拟精度.

简易数字控制四轴飞行器的设计与实现

设计了基于单片机STM8的简易数字控制四轴飞行器,硬件电路设计主要包括控制电路、传感器电路、电机驱动电路以及无线通信电路等。在软件算法上采用四元素姿态算法,可以完成对飞行角度准确控制。最后制作实物后经过测试,该系统能够达到技术指标设计要求,而且具有价格低以及操作容易的特点,可满足一般玩家娱乐性的要求。

Study of Visual Information Acquisition Technology based on AGV Robot

Visual information acquisition is an important component of the AGV robot. The system adopts STM32F4 embedded application of the ARM Cortex-M4 kernel as the main control module,using shift algorithm to finish on a specific color piece of target tracking. For multi-sensor fusion of three methods,quaternion method is used to correct the attitude,the stability of AGV robot visual information acquisition and image clarity are improved.

基于数字图像处理的人脸检测算法研究

人脸检测是人脸识别的前提和基础,同时在数字视频处理、身份验证、基于内容的检索、视觉检测等方面都有着非常重要的应用价值,该文对基于数字图像处理的彩色人脸检测的各个步骤包括图像去噪、图像边缘检测、图像分割、图像光照影响的去除等的发展现状进行了研究,并指出了各个步骤以后的发展方向。

基于模糊四元联系数的区域水资源承载能力评价方法研究

【目的】建立合理的区域水资源承载能力评价方法,为准确地评价特定区域水资源承载能力、制定和实施该地区发展规划提供参考。【方法】将集对分析理论引入水资源承载能力研究领域,利用四元联系数分析各评价指标之间的优劣关系,并通过各指标权重关系确定区域水资源承载能力所属等级,建立区域水资源承载能力评价的模糊四元联系数模型。【结果】应用所建立的基于模糊四元联系数的区域水资源承载能力评价方法,对安徽省淮北市的实际应用结果表明,淮北市当前水资源承载能力发展形势严峻,已趋近饱和,但随着经济的发展,总体状况会有所好转;所建立的评价方法计算过程合理可靠、简便快捷,计算结果与实际相符。【结论】基于模糊四元联系数的区域水资源承载能力评价方法,能较好地描述复杂系统内部要素之间的优劣差异变化情况。

四元传声器阵列定向算法及其结构优化

推导任意四元传声器阵列的定位算法和近似的定向算法,并得出性能最优的四元传声器阵列结构。建立任意四元阵列后,通过矩阵分析推出定位公式,在声源位于远场时,通过近似得到既能保证精度又十分简洁的定向算法;通过数学分析,推导出最佳的四元传声器阵列结构。数值计算结果表明,提出的近似定向算法是可靠的;计算机蒙特卡罗仿真结果表明,导出的最佳四元阵列性能优于普通的四元阵和正四面体阵。

四元裂解位相调制实现相干光通过散射介质聚焦

光在不均匀介质中传播会受到散射的干扰,在这些散射材料中,例如粉末、生物组织、亚波长颗粒对入射光多次散射使得出射光无法聚焦,从而在接收平面形成散斑.本文提出四元裂解位相调制方法对入射相干光场进行调制,使其通过散射介质聚焦.此方法利用入射光场全场调制,充分考虑光场单元之间的干涉作用,从整个空间光调制器的调制面开始,逐层进行四元裂解及位相优化.运用此方法在实验中实现了相干光的前向散射和后向散射有效聚焦,这为生物医学领域中通过散射介质成像提供了新的思路和方法.

基于MEGA328P的四旋翼飞行器设计

该飞行器是基于MEGA328P为核心控制的四轴飞行模型。系统由飞控模块、电源模块、通信模块、传感器模块、无刷电机模块、机架等组成。利用四元数姿态算法对传感器数据进行处理得到正确的飞行姿态,然后采用PID算法控制电机,实现自由飞行、定高飞行、GPS导航、航拍等功能。实验表明,系统工作稳定,适合大学生自主学习和研究。

两极平行充磁转子全位置传感器的研究

为了满足在低速高精度伺服控制系统中对转子位置高分辨率的要求,提出了一种利用线性霍尔元件作为位置信号传感器元件,对永磁体随转子旋转而产生旋转变化的磁场进行检测,对输出信号进行相关的处理从而获得转子连续位置的新方案。文章对两极平行充磁转子全位置传感器的关键部件永磁体及测量算法进行了研究:利用等效磁荷模型推导出圆柱形永磁体的磁感应强度的空间分布的近似解析表达式,并且利用三维有限元分析软件对推导的近似解析公式进行了验证,根据其轴向分量在某平面圆上的正弦分布规律,并针对两点测量在永磁体偏心时存在测量误差大的问题,提出了四点测量的算法,仿真及试验结果表明,采用此算法检测转子的位置具有很高的分辨率,完全可以满足低速高精度伺服控制系统对转子位置的要求。

圆管与工字钢混合空间管节点非线性承载分析

以圆钢管为主管而以工字钢为支管的结构是一种新颖的钢管结构 ,其节点受力非常复杂 ,为了便于设计计算 ,有必要深入研究其承载性能。在应用非线性有限元法对圆管与工字钢混合空间管节点的承载性能进行分析时 ,采用四边形等参壳元来构造管节点的几何和材料非线性有限元模型 ,采用自动步长增量法来进行迭代计算 ,其中 ,有限元求解是通过 ADINA软件来完成的。通过分析大量算例 ,并对所得结果进行回归 ,得到了管节点在轴心受力和平面外受弯两种荷载条件下的极限承载力公式。最终结果对管节点的理论分析及工程实践均有指导作用 ,并且在新加坡 MEGA展览中心工程中得到了应用 。

方管圆管混合空间钢管节点承载性能的非线性分析

以圆管为弦管,方管(包括矩形管)为支管的混合空间钢管节点,构造新颖,受力复杂,其承载力设计和计算是工程师所关注和急需解决的问题。本文采用非线性有限元方法,选用四节点等参壳元,应用自动步长增量法求解方管圆管混合空间管节点轴向受力或平面外受弯的极限承载力。程序系统在移植ADINA程序的基础上,开发了可进行T型、X型、K型和TT型管节点有限元网格剖分的前处理程序CTUBE,并编写了AutoCADADS/RX应用程序显示管节点模型受荷后的变形和应力分布。本文通过大量算例分析,回归出相关承载力计算公式,供设计人员参考。