X舵欠驱动AUV凯恩动力学建模

X舵欠驱动AUV结构复杂、舵片与本体之间相互作用力增多,对其进行动力学建模变得非常困难。为了克服相互作用力对建模过程的影响,引入凯恩动力学的相关知识,推导出X舵欠驱动AUV的凯恩动力学模型。以广义坐标为基础,推导出力的作用点处的广义速度、偏速度、偏角速度的计算公式,给出了计算广义主动力和广义惯性力的方法,展示了凯恩动力学的建模步骤。通过水平面和垂直面的仿真结果,验证了该建模方法的有效性。该建模方法可以避免相互作用力的计算,清晰地展示出力对动力学模型的贡献。

面向心电信号去噪的正交小波构造方法

为更好地去除心电信号的肌电干扰,设计出专门用于心电信号处理的正交小波(心电小波)。首先,为满足正交性要求,对小波滤波器系数进行参数化设计;其次,用参数化的小波滤波器系数逼近QRS模板并构造出目标函数,在此基础上以消失距作为约束条件得到优化模型;最后,采用拉格朗日乘子法对模型进行求解。从光滑性、与心电信号的相似性、重构误差以及频响特性等方面,对构造出的小波性能进行评估,结果表明,相对于db和sym系列的小波,心电小波可以获得更好的综合性能。当将该算法用于MIT-BIH数据库中的心电信号去噪时,能够抑制加性噪声的干扰,使信噪比提高10.32d B。根据应用对象设计正交小波的方法,为其他专用小波设计提供新思路。

排课问题的一种遗传算法适应度求解方法

排课问题的多个优化目标间可能是冲突的,如何有效优化求解的多个目标,是排课问题的关键。适应度计算方法影响遗传算法的采样空间和执行效率,研究适应度的求解方法有助于解决多目标优化问题。利用多目标决策协调模型进行排课问题的改进适应度求解方法的研究,以优化遗传算法的采样空间,加快算法的收敛。把该方法应用到排课问题中,实验结果表明对目前仍没有较好解决方法的组合优化问题,可以得到比较容易的解决。

基于ZigBee技术的桑园环境监控系统

桑树在食用、生态、药用等方面都有很高的价值,为能使桑树达到高产高质,必须要精确地检测和综合地调控桑树生长环境。设计一套基于ZigBee技术的环境监控系统,以CC2530作为主控制芯片完成桑园环境信息的采集、处理和无线传输,传输到PC机上后通过上位机来显示实时信息并完成数据的存储。该系统以IAR Embedded Workbench作为开发平台编写ZigBee无线自组网、信息收集、信息传输和信息处理的C程序,并且通过模糊控制策略,自行开启或关闭灌溉系统和光补偿系统。结果表明,该系统功能完善、功耗低、性能稳定,可以较好地改善桑园的环境。

基于深度学习的智能果蔬秤研究与设计

随着社会的飞速发展,在城市智能化的潮流下,各种无人售货机、无人收银系统应运而生。该文提出了一种基于深度学习的智能果蔬秤,其主体结构包括视觉检测系统和系统硬件结构。其工作原理是:以STM32F103RCT6作为主控单元,搭建一个基于视觉的果蔬称重平台秤。通过传统的视觉识别以及基于深度学习的果蔬图像识别在线检测水果种类,并在之后调用数据库中果蔬单价,在上位机上显示出水果实际价格,顾客即可通过扫描液晶屏上的二维码,完成支付。该系统打破了传统智能秤识别上的局限性,能够直接通过摄像头获取的图像进行商品分类和价格计算。同时,作品提出了网络通信模块的构建,顾客能够直接扫描二维码付款,省去了收银的人力消耗。

基于单目引导的激光测距系统设计与实现

单目视觉可获得环境在摄像头图像传感器(charge coupled device, CCD)上的二维投影,具有丰富的色彩和纹理信息,但缺失深度信息,而激光传感器可精确获得深度信息却丢失了场景色彩和纹理信息。结合二者优势,设计了由单目摄像头和激光测距云台构成的单目-激光测距系统。系统中,由摄像头根据激光光斑位置引导激光测距云台指向待测点,可实现对二维投影中的物体进行距离测量。将摄像头获取的彩色图像和激光测距云台计算出目标点的三维空间坐标进行数据融合,获得彩色点云三维模型,实现对目标的彩色三维还原,并有效规避了摄像头畸变的问题。针对点云数量过多的问题,提出将物体的边缘为敏感点进行重点测量,对非边缘处降低测量密度的方法。试验结果证明,利用上述方法可有效降低点云数量并实现对目标物体的三维重建。

学习工厂:培养适应全球先进制造的卓越人才——美国宾州州立大学工程教育案例

美国宾州州立大学工程教育使命是培养适应未来全球先进制造业竞争环境的卓越工程师;该大学工程教育与工业界一起制定并实施了制造类专业的课程体系及培养模式,重点培养学生的工程创造、技术创新能力及产品商业化能力。该培养模式获得巨大成功,使高等工程教育更加务实,值得我国正在实施的卓越工程师计划学习与借鉴。