基于虚拟仪器技术的PCB在线测试系统的研究

本文在简单介绍PCB在线测试技术和虚拟仪器概念的基础上,阐述了基于虚拟仪器设计思想的在线测试系统的整体方案,并分别给出了系统硬件和软件的实现方法。该系统通用性好,测试过程简单,具有实用价值。

用于颈部超声图像的SED-UNet分割方法研究

超声图像作为目前常用的医疗诊断手段之一,人工判读超声图像很大程度上依赖于医生主观经验知识,耗时耗力,难以满足快速、批量的临床诊断需求,因此提出了一种基于深度学习和可变形卷积U-Net的图像分割模型SED-UNet。用可变形卷积结合BN和Dropout层对原网络的卷积运算进行优化改进,提升网络收敛性、增加网络模型的鲁棒性、提升模型的训练效率,用SENet模块在解码阶段的跳跃连接处进行优化改进,提升分割准确率,进而构建适用于颈部超声图像分割的卷积神经网络模型。测试结果表明,提出的SED-UNet模型在颈部超声图像的自动分割方面性能良好,F1系数、精确率、MIoU参数相比传统U-Net结构分别提升了3.94%、7.61%、7.15%,从客观评价指标上达到了较好的分割效果。

基于GA优化BP神经网络的小电流接地故障选线方法

将GA优化BP神经网络的算法引入到小电流接地故障选线方法中。文中基于MATLAB进行仿真试验,通过小波包法、五次谐波法、基波比幅比相法及零序有功功率法等传统选线方法,将零序电流信号的各种特征量进行提取,经过故障测度函数计算得到故障测度数据,将数据分别输入到GA-BP神经网络与单一BP神经网络进行训练和测试,讨论GA-BP神经网络算法与单一BP神经网络算法选线性能的差异,输出故障选线结果并与基于各选线方法的故障测度数据进行对比。结果表明,综合多种传统选线方法的GA-BP神经网络准确率明显高于传统选线方法,且其选线速度与精度优于单一BP神经网络,能够更快速、有效地进行故障选线,满足配电网故障选线要求。

融合大功率点追踪和寻光感知技术的太阳能智能跟踪系统设计

针对目前跟踪式太阳能光伏电池发电系统跟踪误差较大、抗干扰性较差、系统耗能较高等问题,融合大功率点追踪(maximum power point tracking,MPPT)和智能寻光感知技术设计了套太阳能光伏电池跟踪系统,实现了光电转化效率的大化。运用投影原理研制了寻光传感器,加入光强感测单元构成智能寻光感知模块,消除气候条件影响实现系统全天候的运行工作。为降低系统功耗,将跟踪方式设计为离散式,系统空闲时断电待机。对实现大功率点跟踪的扰动观察法进行优化改进,提出差别化扰动方式避免了扰动观察法在大功率点附近产生震荡及光强变化时的误动作。经实验验证,该系统跟踪分辨力可达到0.344?,系统误差小于2.5°,系统充电效率提高40%以上。

钛合金Ti-6Al-4V车削加工表面硬化实验

针对钛合金Ti-6Al-4V加工表面硬化问题,通过不同切削参数下钛合金Ti-6Al-4V切削加工表面的显微硬度与微观结构检测实验研究,探索钛合金Ti-6Al-4V车削加工的表面硬化机理,分析切削参数对加工硬化与表面变质层影响规律.结果表明:进行钛合金Ti-6Al-4V车削加工时,表面层微观组织发生显著变化,但表面硬化程度不高,切削速度提高不会使表面硬化程度加剧,并有利于减少表面变质层的厚度;切削热对加工表面硬化的影响显著,切削温度升高将减弱表面层材料变形产生的应变硬化作用,表面变质层的显微硬度值低于亚表层的显微硬度值,但高于基体的显微硬度值.

脉搏波的频域特征提取与自动识别技术

脉搏波的频谱蕴含丰富的病理信息,但其复杂的频谱计算和分类是临床应用的瓶颈之一.本文引入模式识别技术,建立了心血管疾病的自动识别专家系统,为脉搏波频谱分析在临床中的应用开辟了新的研究思路.首先采用小波变换在多分辨率层次上提取脉搏波的频域特征,不仅获得了各个频带的谱能分量,而且得到了频谱分布参数小波熵;然后采用贝叶斯判别分析法建立自动识别模型,对频域特征进行分类.临床采集了30例冠心病人和30例正常人的脉搏波信号,对识别模型进行了训练,最后对模型进行了交互验证.结果表明,该识别模型对冠心病人的识别准确率为83.3%,对正常人的识别准确率为70.0%.该方法具有较好的识别效果,为脉搏波自动识别技术的发展提供了借鉴.

测量爆炸火焰真温的多光谱温度计的研制--现场实验与测量精度分析

研制了可用于大型爆炸现场的、测量爆炸火焰真温的多光谱温度计(量程为800～3 500℃,波长范围为0.6～1.1μm)。测量原理进一步改进,加入亮温逼近法解决了二次测量法初值选取困难的问题,并应用此高温计在空旷场地对3kg TNT炸药爆炸的全过程进行测量。通过实验结果的分析可知,此高温计可以测量爆炸火焰真温变化全过程,对波阵面瞬时温度与燃烧火球温度的测量均具有很好的效果。同时,分析了影响此高温计测量精度的各个因素,得出目前制约多光谱高温计测量精度提高的主要因素仍然为真温算法及标定方法的误差,这为今后研制高精度高温计明确了方向。

物流配送路径优化理论在立体匹配技术中的应用研究

由于目前的立体匹配算法大都以追求高匹配精确度为目的,造成了算法执行时间过长,不利于实时场合的应用.因此,提出了将物流领域中的配送路径优化理论和方法,即节约算法,引入立体匹配技术中,构建一种高匹配精度、高执行速度的立体匹配算法,并将该方法引入到双目立体视觉中.首先用金字塔算法在低分辨率图像上求取控制点,之后结合物流网络的构建理论修正初始视差空间图像,进而利用物流配送路径优化中实时性强的特点,在修正后的视差空间图像上快速找到全局最优路径,从而生成具有全局最优特性的视差.实验结果表明,本方法将大大增强立体视觉技术在实时场合下的适用性.

结构光时间编码技术进展

编码技术是决定结构光三维测量准确度、分辨率和可靠性的关键因素.时间编码相对于空间编码和直接编码而言,具有高准确度、高分辨率的优点,是结构光三维测量技术的发展趋势.时间编码方法分为二灰度级编码、多灰度级编码和组合编码三类,本文综述了结构光时间编码技术近二十年的发展和应用情况,并指出该技术今后发展趋势.

巷道堆垛式立体车库车辆存取测控方法

针对智能立体车库车辆存取时间长、系统运行故障率高等问题,研究了巷道堆垛式立体车库车辆传送策略及智能测控方法.基于进程互斥原理、采用基于邻域的有界深度优先搜索算法实现多存取进程并行优化控制,给出车库主体立式框架结构设计方案,研究多通道多层面条件下的车辆传送运送策略,运用混合可切换控制手段完成不同服务环境中高峰及其他时间段车库车辆的存取传送.采用工控计算机和单元车库控制器PLC作为网络节点,利用现场总线组建一主多从的二级监控车库控制管理网络,采用MCGS、VC++编制PLC组态控制软件及上位机管理软件.结果表明:多通道多层面巷道式车辆堆垛及其智能测控能够最大限度节约用地,仅双层设置就会使地面使用率提升约85%;且所提出测控方法能够解决车辆自动存取的优化控制问题,为进一步提高车库运行效率提供有效途径.

基于巴克豪森效应的无损检测技术应用现状

基于巴克豪森效应的无损检测技术可用于应力、硬度、晶粒度、磨削烧伤等的检测，因其具有快速、无损、定量等优点而受到关注。综述了巴克豪森效应国内外研究现状。围绕基于巴克豪森效应的无损检测技术，介绍了其在应力、硬度、晶粒度、磨削烧伤检测上的应用情况，并给出了应力、应变、硬度、晶粒度及磨削烧伤与磁巴克豪森噪声信号之间的关系。简述了MBN传感器设计要点。

应用微波技术抑制光刻胶图形的坍塌与黏连

针对显影工艺中水的表面张力导致的高高宽比抗蚀剂图形的坍塌及黏连,提出了一种基于微波加热的干燥技术来有效改善纳米抗蚀剂图形的干燥效果。该方法利用微波穿透光刻胶结构直接加热光刻胶图形间隙中残存的去离子水,水分子吸收微波的光子能量迅速蒸发,从而有效地抑制光刻胶图形的坍塌与黏连现象。利用提出的基于微波加热的干燥方法,成功获取了高260nm、宽16nm的光刻胶线条组和直径为20nm的光刻胶柱形阵列,其中高高宽比线条组和由15 625根柱子组成的柱形阵列结构没有出现坍塌及黏连情况,验证了在微波产生的交变电场作用下,可以减小水分子团簇,降低水的表面张力。

双三步三角形相移编码结构光三维测量技术

为了减小编码结构光三维测量的误差,对三步三角形相移算法进行了分析。提出了一种可以有效减小强度比偏差的方法,构建了初始强度比相差T/6的两组三角形相移编码图案,两次使用传统三步三角形相移算法得到两幅折叠强度比图,再利用所提出的减小强度比偏差的方法,可以提高强度比的准确度。建立了编码结构光三维测量系统,结果表明该方法具有较好的减小强度比偏差的效果,比强度比先展开再补偿的方法更为简便有效,比传统三步三角形相移方法准确度明显提高,展开强度比的均方根误差值减小了87%。

基于ZigBee技术的井下瓦斯监测系统

瓦斯浓度过高是引起煤矿事故的主要原因,为了确保井下人员安全问题,本文设计了基于ZigBee技术的井下瓦斯监测系统.该系统主要采用以CC2430为核心的ZigBee模块和传感器模块来构成监控子系统,地面可通过计算机和无线网络获得井下各模块的工作状态和数据,测试结果表明,该系统具有实时性好、准确度高、易操作等优点.

原子层沉积技术及其创新运用

本文分析并总结了涉及原子层沉积(atomic layer deposition,ALD)技术基本原理的若干问题.介绍了等离子增强原子层沉积(plasma enhanced atomic layer deposition,PEALD)技术的优势及常见运用.相对于传统ALD系统,PEALD最大的特点在于其能够通过等离子体放电来活化前驱体源,提高对前驱体源,尤其是气态源的利用.利用PEALD这一特点可以增加传统ALD技术中可用氮源的种类.同时PEALD原位掺杂作为一种掺杂方法能够用于对光催化材料的掺杂改性,提高其光催化性能.此外,PEALD技术还适用于温度敏感材料和柔性材料上的薄膜沉积,可以获得更低的电阻率和更高的薄膜密度等.本文重点介绍了本课题组提出的PEALD原位掺杂技术及其对TiO2光催化剂的掺杂改性运用.最后对原位掺杂技术的研究方向和发展进行了展望.

基于ZigBee技术的无线智能家用燃气报警系统

在研究传统家用燃气报警器的基础上,以ZigBee协议为平台,构建mesh网状网络实现网络化的智能语音报警系统。由于传感器本身的温度和实际环境温度的影响,传感器标定后采用软件补偿方法。为了减少系统费用,前端节点采用半功能节点设备,路由器和协调器采用全功能节点设备,构建mesh网络所形成的家庭内部报警系统,通过通用的电话接口连接到外部的公用电话网络,启动语音模块进行报警。实验结果表明,在2.4 GHz频率下传输,有墙等障碍物的情况下,节点的传输距离大约为35 m,能够满足家庭需要,且系统工作稳定,但在功耗方面仍需进一步改善。

电机铜排表面毛刺缺陷检测技术研究

为了提高应用于工业环境下的大型电机转子导线的铜排毛刺检测精度和效率,针对铜排工件毛刺检测存在光学照明不均、毛刺种类繁多、检测识别率不高等问题,提出了一种基于电机铜排毛刺生长区域的缺陷特征提取方法。设计了由硬件模块和图像处理模块组成的毛刺缺陷自动识别系统。在各类毛刺特征分析的基础上,通过基于掩膜的图像优化算法得到待检测铜排标准图像;利用形态学算法构造出图像待检测区域并分割;最后提取缺陷特征并通过毛刺分类算法和针对各类毛刺的阈值去噪方案得到毛刺的判决结果,实现铜排毛刺的自动检测。实验结果显示,算法能快速准确地检测出毛刺缺陷,对铜排加工过程中产生的毛刺具有较高的鲁棒性,检出率接近98%,漏检率为0%,误检率为1.471%,能够满足工业检测的要求。

基于图像处理技术的旋翼锥体测量方法研究

针对我国直升机旋翼锥体测量过程中存在测量难度大、测量精度低、长期依赖国外测量仪器3个问题,研究了一种基于图像处理技术的直升机旋翼锥体可视化、非接触测量方法。首先在直升机桨叶尖部位置粘贴反光靶标,采用磁转速传感器得到直升机旋翼转速,根据桨叶数量对转速信号进行倍频;然后采用工业摄像机及LED频闪灯获取旋翼旋转过程中粘贴在每片桨叶尖部位置的反光靶标灰度图像;最后采用大津阈值分割法、Sobel算子、基于图像特征的图元自动识别算法相结合的图像处理算法实现直升机旋翼锥体共锥度测量。并采用自制的直升机动平衡实验台进行了地面模拟实验。实验结果表明,该系统测量误差小于0.5 mm,为在直升机上进行开车实验提供理论依据及技术基础。

基于压缩感知高反光成像技术研究

高反光物体成像时反射的光强容易超出传感器接收光强的最大量化值,使得采集图像部分区域图像失真,严重影响信息传递。为了改善高反光成像饱和区域中数据丢失的状况,该文结合压缩感知这一新的采样理论提出基于压缩感知高反光成像方法,利用特定测量矩阵对目标图像进行线性采样,将CCD图像传感器的单个光强采样值与测量矩阵中的分布数据对应结合,对整合后的数据用算法进行恢复重建实现被测目标在高光环境中成像。以峰值信噪比和灰度直方图作为客观评定标准。实验表明,该成像方法鲁棒性较强、可行性较高,直方图检测饱和像素占比为0%,峰值信噪比为58.37 dB实现了在高光环境下不含饱和光成像,为压缩感知在成像应用中提供了新的方向。

基于FPGA的高效数据过滤技术研究

为了提高Hadoop的数据处理效率,在Hadoop集群中加入FPGA对Hadoop分布式文件系统中存储的数据进行过滤,这样MapReduce程序只需要对过滤后的数据进行自定义的操作,从而避免了扫描全部数据.实验表明处理海量的数据时,FPGA能够显著地过滤掉无用数据,从而提高数据处理效率.