2018年第02期

刊出日期:2018-02-08
邮发代号: ISSN 0258-7998
CN11-2305/TN
邮发代号:2-889
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微电子技术

一种小型、高效反辐射导引头接收方案设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172660

作者:曹京胜,王红亮

作者单位:仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西 太原030051

摘要: 在反辐射导引头接收电路设计中,针对后端信号处理数据量巨大以及模拟前端和数字后端之间连线复杂等问题,提出了一种基于数字下变频(DDC)模块和JESD204B高速串行接口的导引头接收方案。该方案采用模块化设计思想,在导引头模拟前端预先完成多基带信号的数字下变频,降低后端信号处理数据量。采用新一代高速串行JESD204B接口作为模拟前端输出,通过仿真分析JESD204 Phy IP,在Xilinx公司的Kintex-7系列FPGA上完成了JESD204B单链路接收接口。经过仿真和实验,证明所设计接收方案满足反辐射导引头功能要求,并且具备一定的先进性。
关键词:
JESD204B
数字下变频
基带分离
高速AD

多时钟系统下跨时钟域同步电路的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172787

作者:赵 旸,梁步阁,杨德贵,赵党军

作者单位:中南大学 航空航天学院,湖南 长沙410083

摘要: 针对当前SOC内部时钟越来越复杂、接口越来越多以及亚稳态、漏信号等常见的各种问题,分析了以往的优化方法的优缺点,然后从电路的角度出发,提出了一种新的SOC跨时钟域同步电路设计的方法。这种方法电路简单,可靠性高,通过仿真实验和实测实验验证,能够在多时钟系统中适应最小输入脉宽、不漏信号、避免误触发和多触发,且很好地解决了亚稳态等问题。
关键词:
多时钟系统
跨时钟域
同步电路
信号

基于FPGA的实时视频图像采集处理系统设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172946

作者:高俊岭,陈志飞,章佩佩

作者单位:安徽理工大学 电气与信息工程学院,安徽 淮南230001

摘要: 针对目前数字图像采集处理技术的实时性、大容量、小型化等特点,设计了一种基于FPGA的实时视频图像采集处理电路系统。采用FPGA作为整个系统的控制和图像数据处理中心。DDR2 SDRAM为高速储存模块核心器件,CMOS 7670为视频图像采集器件。并通过Quratus II和Modelsim等软件对系统的边缘检测算法、控制过程、各个模块等进行硬件工程设计和仿真,实现了视频图像从采集、存储到处理、显示的整个过程。实验表明,视频图像采集处理的动态画面流畅、清晰、实时性好。
关键词:
FPGA
图像采集
大容量
边缘检测
实时性

激光探测器光斑质心算法硬件设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172828

作者:李荣翠

作者单位:贵州大学 大数据信息与工程学院,贵州 贵阳550000

摘要: 针对计算机在接收工业高清相机通过图像采集卡传输的图像数据进行信号处理运算的低速与单一性,设计一款相机控制器,该控制器在设备端与相机通过Camera Link电缆连接,利用可编程逻辑(FPGA)进行图像采集和算法实现,将原先运行于计算机的算法移植到该设备中,处理完成的数据通过以太网发送给计算机。与原始方法相比,该方法充分利用了FPGA对信号的高速并行处理能力,能够完成每秒300帧图像传输的同时,实时提取每帧图像的质心坐标供计算机使用,对计算机的配置不需高要求。该方法为控制接收多台相机数据并同时进行信号处理提供了有效途径。
关键词:
相机控制器
算法
可编程逻辑
图像

一种用于高精度DAC的实用型CMOS带隙基准源

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172378

作者:奉 伟,施 娟,翟江辉,郭 栋

作者单位:桂林电子科技大学 信息与通信学院,广西 桂林541004

摘要: 为了满足一种高速、高精度DAC的设计要求。通过带隙基准电压源的基本设计原理,设计了一种实用型的基准电压源,获得了一个快速启动、高稳定性的电压基准电路。基于40 nm的CMOS标准工艺并用cadence软件进行了后仿真,仿真结果表明在室温下,电源电压为2.5 V时输出基准电压为1.184 V;启动时间为0.5 μs;消耗功耗为0.185 5 mW;在-15 ℃~75 ℃的温度范围内温度漂移系数为8.7×10-5/℃;在低频时电源电压抑制比为-85 dB;绘制版图的面积大小仅为154.799 μm×48.656 μm。
关键词:
DA转换器
基准电压源
温度系数
电压抑制比

基于前导的OFDM系统信道估计及FPGA实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172648

作者:魏良财1,彭 端2

作者单位:1.广东工业大学 信息工程学院,广东 广州510006;2.广东工业大学 实验教学部,广东 广州510006

摘要: 在分析了802.11a WLAN系统发送与接收机模型基础上,提出了基于前导的OFDM的信道估计与均衡及FPGA实现的方案,其中包括信道的估计与补偿。方案中的各电路模块使用Verilog HDL语言编写,并在Xilinx 的编程软件Vivado 14.2下进行编译、仿真与综合。仿真结果表明:电路系统各模块运行良好,能够对信道进行估计与补偿,符合设计要求。
关键词:
前导
正交频分复用
信道估计与均衡
现场可编程门阵列

嵌入式技术

基于TMS320C6678的粒子群算法并行设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173115

作者:张庆祥,郭绪涛,王 晶

作者单位:哈尔滨工业大学 电子工程技术研究所,黑龙江 哈尔滨150001

摘要: 针对粒子群算法在实际应用中的实时性需求,对算法的并行性进行分析,并根据TMS320C6678多核处理器的架构特点,设计出局部并行全局串行的并行模型,高效地将应用程序映射到多核处理器中。实验数据表明,该设计充分发挥了TMS320C6678的性能优势,有效提高了系统的实时处理能力。该设计有效地推进了PSO算法在实际中的应用,对其他各种群智能算法有重要的借鉴意义。
关键词:
TI
DSP
TMS320C6678
KeyStone架构
机器视觉

国五标准轻型柴油车SCR系统控制器的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172607

作者:鲍 宁,刘 军,蔡潇扬,陈 智

作者单位:江苏大学 汽车与交通工程学院,江苏 镇江212013

摘要: 随着国五排放标准在全国范围内实行,对柴油车后处理系统要求越来越严格。针对国五标准设计选择还原催化(SCR)系统控制器,主要的方法是研究SCR系统尿素喷射控制策略,在MATLAB/Simulink中建立SCR系统催化器模型以及开环控制系统模型,通过实验验证控制模型的准确性,并利用MATLAB/Simulink自动生成算法层代码;另外通过编写相关底层模块并移植其与算法层接合,实现SCR系统软件层的设计。最后将设计好的SCR控制器分别在欧洲测试稳态循环(ESC)和欧洲瞬态测试循环(ETC)下对装有SCR系统的柴油机进行测试。
关键词:
微控制器
单片机
MC9S12XEP100
开环控制系统模型

基于SoC FPGA的光伏电力通信管理机系统

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172636

作者:张 琳1,梅雪松2,陈 勇1

作者单位:1.电子科技大学 微电子与固体电子学院,四川 成都610000;2.湖北追日电气股份有限公司,湖北 襄阳441000

摘要: 介绍了一种基于SoC FPGA的光伏电力通信管理机系统的设计方法。该系统采用新型的集成有ARM硬核处理器的SoC FPGA作为主控芯片,将传统通信管理机的运算和通信工作进行合理划分,并由FPGA和ARM处理器协同实现。通过采用软硬件相结合的设计方式,本系统能够简化电路设计,降低通信事务对CPU的中断数量,增加支持MODBUS协议的RS485端口总量,并通过独立的NIOS II备用系统保证了系统在灾难情况下的可恢复性等,所以更加适合光伏电力系统中多设备、大数据量的应用。
关键词:
通信管理机
SoCFPGA
光伏电力系统
协同设计

基于TMS320C6678核相关滤波器跟踪算法实现及改进

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172962

作者:王永俊,卿粼波,何小海,张 琪

作者单位:四川大学 电子信息学院,四川 成都610064

摘要: 目前,目标跟踪已成为计算机视觉领域的一个重要分支。近年来,基于核相关滤波器(Kernel Correlation Filter,KCF)跟踪算法在频域使用循环矩阵性质进行元素的点积运算,与以往的跟踪算法相比,在性能和速度上具有很大的优势。但是当目标尺寸发生变化以及目标受到严重遮挡时,KCF算法不能准确跟踪。因此,在KCF算法基础上做了改进,提出了一种尺度更新算法以及目标跟踪丢失后由粗到精的重定位算法,最后算法在8核DSP处理器TMS320C6678上成功实现了移植。通过多核并行处理,达到30帧/s的实时跟踪帧率。
关键词:
核相关滤波器
尺度更新
目标重定位
TMS320C6678

测控技术与仪器仪表

采用组合滤波算法的无人机航向测量系统研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173121

作者:王勇军1,2,李 智1,2,李 翔2

作者单位:1.桂林航天工业学院 无人遥测重点实验室,广西 桂林541004; 2.桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院,广西 桂林541004

摘要: 为了解决低成本小型无人机航姿精密测量的问题,设计了一种基于MARG传感器的航向测量系统方案。该系统由MEMS IMU、电子罗盘和STM32F407微处理器组成,采用运算量较小的梯度下降算法和改进型二阶互补滤波算法将具有互补特性的电子罗盘和IMU进行数据组合滤波, 并基于四元数进行坐标转换,解算出飞行器航向信息。通过对航向测量系统的实验测试及其在旋翼飞行器上的验证分析,结果表明,在没有外界信息辅助的情况下,该系统较好地解决了噪声干扰与航向测量问题,可以满足小型旋翼无人机对航向信息的要求。
关键词:
旋翼无人机
梯度下降算法
二阶互补滤波
组合滤波
航向

基于NLM-EMD与FCM-二次相关的管道泄漏定位

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172860

作者:李 健,侯一凡,靳世久,肖启阳

作者单位:天津大学 精密测试技术与仪器国家重点实验室,天津300072

摘要: 管道泄漏的定位精度主要取决于信号去噪效果和时延估计性能。针对当前管道泄漏定位精度较差的问题,提出了非局部均值-经验模态分解(NLM-EMD)自相关去噪算法和模糊C均值聚类(FCM)-二次相关自适应时延估计算法。利用NLM进行降噪预处理,根据EMD自相关准则进行重构去噪,然后利用FCM自适应提取相关性较高的压力下降段信号,对其进行二次相关时延估计。结果表明,NLM-EMD自相关法能有效降低噪声干扰,提高EMD分解质量,FCM-二次相关法能增强两泄漏信号的相关性,与直接二次相关相比定位精度提高了0.817%。
关键词:
管道泄漏定位
非局部均值算法
经验模态分解
模糊C均值聚类
二次相关

室内环境参数远程监测系统设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173222

作者:徐 军,杨 帆,朴金宁,马 静

作者单位:哈尔滨理工大学 自动化学院,黑龙江 哈尔滨 150080

摘要: 设计了一种可以在室内进行环境参数监测,并且可以远程监测的系统。通过使用灰尘浓度传感器、温湿度传感器、可燃气体传感器和气压传感器实现检测当前环境的各项参数,单片机将采集的数据进行卡尔曼滤波处理之后,得到更加稳定的数据。在数据显示端,通过硬件部分的Wi-Fi模块将数据发送到自组建的网络中,浏览器端编程采用MyEclipse开发环境,运用JavaWeb语言进行Wi-Fi信息抓取和处理,并将数据传输到云端,实现了由数据采集到网络传输,最后到用户可以进行远程监测的可视化系统设计。
关键词:
环境参数
嵌入式技术
传感器
远程监测
卡尔曼滤波

基于方向引导优化的视觉导航方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172745

作者:姜德晶1,孙 涛1,2,秦录芳1

作者单位:1.徐州工程学院 机电工程学院,江苏 徐州221111;2.南京航空航天大学 机电学院,江苏 南京210016

摘要: 为解决主动视觉导航在复杂路况条件下精度较差的问题,提出了一种基于方向引导优化的主动视觉导航参量计算方法。首先,建立了车辆物理坐标系与视觉图像坐标系的变换方程,通过Canny算子对视频图像进行初步的车道边缘线和道路标志线检测;接着,基于方向引导优化有效降低了阴影、积水等杂波对检测性能的干扰,并通过阈值优化的广义Hough变换实现车道线的内外边缘及道路标志线的精确检测;最后,基于检测结果计算出用于导航的中心引导线、偏离角度、距离等参量。实验结果表明,该方法能够有效且精确地获取主动导航系统的偏移参量。
关键词:
计算机视觉
主动导航
道路边缘线检测
道路标志线检测
偏移参

智能旋光检测及远程监控系统设计及应用

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173158

作者:张子豪1,杨 虹2,陈 丹2

作者单位:1.北京信息科技大学 信息与通信工程学院,北京100101;2.北京信息科技大学 理学院,北京100101

摘要: 依据物理光学方法原理,设计了一款智能旋光检测及远程监控系统。系统应用单片机控制检偏振片运动,用光敏传感器件探测光强,可以准确检测出不同物质的旋光特性。针对目前市场常见的蜂蜜掺假情况,应用本系统进行了实际检测,检测结果可以判断蜂蜜是否掺假及掺假类型。在此基础上设计了一套基于Android和PHP的远程监控系统,实现了对样本检测数据进行远程管理和实时监控。
关键词:
旋光度
光敏传感
单片机控制
智能检测
远程监控

主动噪声控制平台的FPGA实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173025

作者:王佳飞1,关 添1,姜宇程1,杨艺辰2

作者单位:1.清华大学深圳研究生院 生物医学工程研究中心,广东 深圳518055;2.南昌大学 玛丽女王学院,江西 南昌330031

摘要: 基于FPGA搭建了针对汽车的主动噪声控制平台,此平台可以正确实时地采集汽车的转速、振动加速度以及噪声,同时为相关的降噪算法实现提供了硬件平台。与传统的基于串行处理的采集系统相比,该平台可以严格地保证多路信号的时间同步性,同时其可扩展性可以让使用者方便地根据自己所需要的功能来增加通道数目,无需增加额外的处理器。FPGA的可编程性可以保证降噪算法的充分验证与设计。整个平台的搭建为主动降噪的继续研究提供了有力的基础。
关键词:
主动噪声控制
数据采集
FPGA
SDRAM
FIFO

基于FPGA的3D图像传感器设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.173394

作者:刘 星1,梁发云1,2,杨金远1,何 磊1

作者单位:1.南昌大学 裸眼立体技术与虚拟现实研究中心,江西 南昌330031; 2.南昌兴亚光电科技发展有限公司,江西 南昌330031

摘要: 针对现有3D拍摄设备体积庞大、价格昂贵等问题,利用FPGA高速并行处理能力与图像传感器,设计了微型嵌入式3D图像传感器。通过FPGA同步设置,采集双CMOS图像传感器图像数据,传输至SDRAM进行缓存并按行像素合并后,将左右立体对图像储存至SD卡中。为了对拍摄场景进行监控,进一步研究了左右眼图像按像素进行重配后在裸眼3D显示屏上显示的逻辑控制方法。系统通过仿真及实验表明3D图像传感器的硬件逻辑方法是有效的。
关键词:
裸眼3D技术
3D图像传感器
像素重配
逻辑设计

通信与网络

W波段矩形波导滤波器的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171559

作者:白 琼,张斌珍,段俊萍

作者单位:中北大学 仪器科学与动态测试重点实验室,山西 太原030051

摘要: 为研究滤波器参数与其传输性能之间的关系,设计了一款含交叉耦合结构的W波段矩形波导带通滤波器。交叉耦合结构使滤波器的矩形系数减小25.7%,有效增强了带外抑制。不同中心频率的3款滤波器模型的仿真数据证明了滤波器腔体结构参数与其中心频率之间的比例效应。使用电磁仿真软件HFSS对滤波器的尺寸参数进行了扫描分析,结果显示,中心频率主要受腔体尺寸控制,耦合结构参数主要影响滤波器的损耗性能,耦合膜片厚度主要调节带宽。基于紫外光刻工艺对90 GHz滤波器模型进行了加工与测试,测试结果与仿真结果基本吻合。
关键词:
W波段
矩形波导
带通滤波器
交叉耦合

K-means指纹定位的优化算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171767

作者:余成波,李彩虹,曾 亮

作者单位:重庆理工大学 远程测试与控制研究所,重庆400054

摘要: K-means指纹定位可减少定位算法的计算量,提高定位的实时性已成为当前定位算法的一个研究热点。然而其聚类的随机性却给定位带来极大的不稳定性,对此提出使用两步聚类算法进行优化,根据AIC准则自动得到最优的聚类个数;针对最邻近算法定位误差大的情况,使用相关系数法确定相似度最高的子库,再估计最终位置。实验结果表明,优化后的算法不但改善了定位精度,也极大提高了定位的实时性与稳定性。
关键词:
指纹定位
k-means
AIC准则
两步聚类
相关系数法

NB-IoT随机接入过程的分析与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172273

作者:陈发堂,周述淇,郑 辉

作者单位:重庆邮电大学 重庆市移动通信技术重点实验室,重庆400065

摘要: 随机接入过程作为实现UE初始接入和上行同步的重要过程,在NB-IoT中,它在LTE系统的基础上对其进行了相应的简化和修改。通过与LTE系统中的随机接入过程进行对比,对NB-IoT中目前仅支持的基于竞争模式的随机接入过程进行了深入的分析,并搭建了基于TTCN-3的一致性测试平台,验证了随机接入过程与标准的一致性。
关键词:
窄带物联网
随机接入
RRC
MAC

基于非加权图的大型社会网络检测算法研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.174204

作者:崔俊明1,李 勇1,李跃新2

作者单位:1.河北地质职工大学,河北 石家庄050081;2.湖北大学 计算机科学与工程学院,湖北 武汉430000

摘要: 社区检测和划分已经成为大规模社会网络中一个非常关键的问题。然而,大多数现有的算法受限于计算成本,其适用性十分有限。为了提高社区划分质量和计算效率,提出了一种基于非加权图的社区网络检测算法。首先,算法采用两个新的参数来度量社区并实现社区检测,即聚类系数和共同的邻居相似性,并通过理论分析和公式推导证明其有效性。最后采用真实社会网络数据集进行了大量的模拟,实验结果表明,与传统的生成树算法以及CBCD算法相比,提出的方法更加有效,且计算运行时间具有线性复杂度,适用于大规模社会网络的社区检测。
关键词:
社会网络
社区检测
非加权图
模块性
聚类系数

基于前导序列的PLC系统定时同步技术研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172072

作者:赵 黎,焦晓露,张 峰

作者单位:西安工业大学 电子信息工程学院,陕西 西安710021

摘要: 电力线建设初期并没有考虑通信的要求,其信道环境恶劣,子载波间的正交性就会遭到破坏,同时在接收端会出现符号定时偏差,引起符号间干扰,因此对OFDM符号的频率偏差和符号偏差进行有效的估计和补偿具有非常重要的意义。根据G3-PLC特有的帧结构,利用其前导序列之间的相关性,采用两重相关检测方法对系统频偏及符号偏差进行了有效的补偿,最后通过Monte Carlo方法对其进行了仿真验证。结果显示,所采用的同步算法可以很好地对系统失步进行补偿,并且算法实现简单,信道适应性强。
关键词:
PLC
电力线载波通信
正交频分复用

基于神经网络的含噪动态源分离算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172267

作者:苏 巧,魏以民,沈越泓

作者单位:解放军理工大学 通信工程学院,江苏 南京210007

摘要: 针对含噪声且源信号数目动态变化条件下的混合信号分离问题进行了研究,提出了一种新型在线盲源分离算法,该算法包括两部分:一是基于最小描述长度(MDL)的动态源数目估计算法,该算法能实时精确地估计出瞬时源数目;另一个是基于偏差去除的变步长神经网络算法,该算法采用前馈神经网络结构,在学习准则中加入了相应于噪声的偏差去除项,并在此基础上给出了变步长策略。仿真实验表明,新型算法在含噪静态源和动态源中都具有优异的分离性能,并且优于现存的针对动态源的盲源分离算法。
关键词:
盲源分离
含噪动态源
自适应神经网络
偏差去除

一种D2D通信中利用社交属性进行分组转发的策略

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172820

作者:文 武1,2,郑文倩2,陈永丽2

作者单位:1.重庆信科设计有限公司,重庆400065;2.重庆邮电大学 通信新技术应用研究中心,重庆400065

摘要: 利用终端直连(D2D)技术进行分组转发的策略虽然能够提升蜂窝整体性能,但也同时存在安全性和有效性较差的问题,而社交属性的加入将有助于这些问题的改善。因此,提出一种利用社交属性的D2D分组转发策略,加入社交属性的同时利用中餐馆(CRP)算法进行分组。仿真表明,该策略可以在考虑安全性的同时提升频谱效率,减轻基站负载。
关键词:
D2D
社交属性
分组
转发
频谱效率

计算机技术与应用

一种基于PCNN的电力设备故障区域提取方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171895

作者:许晓路1,周东国2,刘正阳1,聂德鑫1,徐进霞1,蔡 炜1,郭艳雪3

作者单位:1.国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司,湖北 武汉430074; 2.武汉大学 动力与机械学院,湖北 武汉430072;3.国网福建省电力有限公司电力科学研究院, 福建 福州350007

摘要: 针对红外自动监控电力设备是否存在故障问题,结合脉冲耦合神经网络(PCNN)同步点火特性,提出一种基于PCNN的红外图像感兴趣区域提取方法。首先针对原始的动态阈值振荡问题,采用神经元点火信息构建新的动态阈值,并建立连接系数与点火区域信息之间的内在关系,从而使得神经元自适应地发生点火。为了进一步确保每一次迭代中所捕获的神经元与点火区域的相似性,在模型框架内融合了一种聚类规则,进而有效更新动态阈值,并给出了停止迭代的方法。实验表明,该提取区域方法性能优于传统阈值、normalized cuts以及经典PCNN模型等方法。
关键词:
脉冲耦合神经网络
电力设备
红外图像
动态阈值
聚类

基于FEKO软件的目标RCS计算及数据分析

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.170927

作者:秦 琴1,王晓峰2,焦金龙2,王 晨2

作者单位:1.上海第二工业大学,上海201209;2.澳汰尔工程软件(上海)有限公司,上海 200436

摘要: 雷达工程师通常需要计算和分析目标的雷达散射截面(RCS)数据,通过RCS的一维概率密度函数及二维密度分布图来分析目标的隐身特性。另外,通过雷达对目标的扫描角度旋转及入射平面波频率变化获得的RCS数据,通过二维逆傅里叶变换可获得目标的逆合成孔径雷达成像。FEKO是一款三维电磁场分析软件,给出了基于FEKO软件计算目标的RCS,并利用软件的Lua脚本语言分析目标RCS一维概率密度函数、RCS二维密度分布及逆合成孔径雷达成像技术。
关键词:
雷达散射截面
FEKO软件
逆合成孔径雷达
概率密度函数

基于Cortex-A53平台的激光雷达SLAM实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.170898

作者:李 洋1,余先涛1,贺 勇2,龚 盼2,雷锦涛2

作者单位:1.武汉理工大学 机电工程学院,湖北 武汉430070;2.北京今朝勇创科技有限公司,北京100020

摘要: 针对移动机器人实现同时定位与地图构建(SLAM)的高硬件成本问题,提出了在Cortex-A53处理器平台上实现激光雷达SLAM的方法。完成了Cortex-A53处理器平台上软件平台的构建,并结合激光雷达采集的数据实现了SLAM,对相关程序进行了优化使得处理器的性能满足程序的运算量。实践结果证明,在Cortex-A53处理器平台上可以构建较高精度的地图以及实现室内环境下的导航、避障,从而降低了移动机器人实现SLAM的硬件成本。
关键词:
Cortex-A53
激光雷达
同时定位与地图构建
粒子滤波

CT影像中毛玻璃型肺结节提取方法的研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171624

作者:唐思源,苗 玥,杨 敏

作者单位:包头医学院 计算机科学与技术系,内蒙古 包头014040

摘要: 毛玻璃(GGO)型肺结节目前研究的比较少,但其恶性可能性也比较大。针对GGO型结节的对比度较血管和实体型结节的对比度低,直接使用阈值法不能很好地提取GGO型肺结节,直接使用多尺度圆点滤波器不能提取非球形形状的GGO型肺结节的问题,提出了一种基于形状特征和滤波器增强的阈值法相结合的方法来提取GGO型结节。首先使用形状指数方法提取具有全部或部分球形结构的GGO型结节,然后对剔除了血管、球形结构结节的图像应用滤波增强法来拉伸毛玻璃结节和肺实质的对比度,利用阈值方法提取不具有球形结构的毛玻璃结节。为了提高检测的准确率,对肺结节的特征进行提取与分类,并选择最佳特征组合,放入支持向量机分类器提取更精确的肺结节,并对算法进行评估和对比。实验结果表明,该方法能有效降低GGO型肺结节的漏检率,提高检测的敏感性、特异性,优于现有的两种方法。
关键词:
毛玻璃型肺结节
形状特征
滤波器增强
支持向量机分类器

被动同心转向式多履带全向移动机器人设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171155

作者:伍锡如1,2,王 方1

作者单位:1.桂林电子科技大学,广西 桂林541004;2.广西高校非线性电路与光通信重点实验室,广西 桂林541004

摘要: 采用四组被动同心转向结构的履带单元,设计了一种多履带式全向移动机器人,该机器人不仅具有全向移动的能力,也具备运行平稳、载重能力强等特点。机器人使用ST Nucleo-F446RE开发板为控制器,采用旋转电位器测量每组履带单元的偏转角度,通过电机驱动器独立控制8个履带运动,从而实现机器人的全向移动。实验采集了各个履带的运动速度和每组履带单元的偏转角度,通过航位推测法计算机器人在两种运动中的轨迹,验证了机器人的全向移动能力。
关键词:
全向移动机器人
多履带结构
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电源技术与应用

Buck变换器近远端反馈的仿真分析与应用

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172198

作者:王武军,路 广,李鹏翀,贡 维,康 磊

作者单位:浪潮(北京)电子信息产业有限公司 浪潮高效能服务器和存储技术国家重点实验室,北京100086

摘要: Buck型变换器中主要有近端和远端反馈两种侦测模式,随着补偿精度要求的提高,补偿点位置的选取对负载芯片工作稳定性的影响越来越大,依靠经验来选择补偿方式已不能满足设计要求。通过对实际路径阻抗和芯片电压容限等因素分析,针对Buck变换器的近端和远端反馈进行仿真对比,以实测静态和动态响应数据验证仿真结果,为反馈模式的选择提供一种量化分析方法。
关键词:
Buck型变换器
仿真
近端反馈
远端反馈

基于热路模型的充电机智能功率调节方法研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.172384

作者:兴 志1,应展烽2

作者单位:1.南京信息职业技术学院 电子信息学院,江苏 南京210023;2.南京理工大学,能源与动力学院,江苏 南京210094

摘要: 车载充电机是电动汽车发展的关键设备。此类设备在高温环境下运行极易超过最大温升限制,同时车载设备因路况和空间等问题,器件温升不易直接测量,难以实现温度可靠保护。针对车载充电机在高温环境应用时易过温的问题,提出基于功率器件集中参数热路模型的智能功率调节方法。该方法首先探寻充电机内部温升最高的功率器件;随后针对该功率器件,建立可描述器件温度、输入功率及环境温度关联性的集中热路模型,并对模型参数进行估计;最后利用该热路模型,构建充电机输入功率闭环控制策略;实验结果表明,基于热路模型的功率控制方法,可有效限定充电机功率器件温升,提高充电机的热稳定性。
关键词:
集中参数
热路模型
充电机
智能功率调节

一种三相四桥臂逆变器的新型控制方案

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171996

作者:孙灵芳,李知远,纪慧超

作者单位:东北电力大学 自动化工程学院,吉林 吉林132012

摘要: 针对在不平衡或非线性负载条件下,普通的三相三桥臂逆变器无法产生三相对称电压,基于Simulink仿真平台,提出了三相四桥臂逆变器的新型闭环控制设计方案。此方案逆变器的前三桥臂采用空间矢量脉宽调制(SVPWM),第四桥臂采用跟踪前三相电流信号的电流滞环调制(CHBM),相对于传统的四桥臂一体化的SVPWM调制,控制系统设计简单,易于分析。仿真结果表明:与普通逆变器相比,采用本文控制方案的四桥臂逆变器输出的波形更加平滑,不仅增强了系统带不平衡负载的能力,而且改善了逆变系统的效率和总谐波失真(THD)。
关键词:
三相四桥臂逆变器
双闭环
空间矢量脉宽调制
电流滞环调制
仿真

基于键合图的参数不确定性鲁棒故障诊断

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171499

作者:彭冬梅,帕孜来·马合木提

作者单位:新疆大学 电气工程学院,新疆 乌鲁木齐830047

摘要: 混杂系统包含有离散子系统和连续子系统,系统中变量转换复杂,参数存在不确定性,导致故障诊断的误报率较高。针对此问题,以单相全桥逆变器为研究对象,提出运用线性分式变换的键合图(Bond Graph in Linear Fractional Transformation,BG-LFT),建立系统参数不确定性混合诊断键合图(Diagnostic Hybrid Bond Graph,DHBG)模型,并根据模型产生自适应阈值。基于混杂键合图的因果关系和结构特性,从DHBG中导出所有有效模式下的鲁棒解析冗余关系,结合自适应阈值评价残差,实现混杂系统的鲁棒故障诊断。在20-sim中进行建模仿真,仿真结果验证了该方法的有效性。
关键词:
键合图
参数不确定性
线性分式变换
自适应阈值
鲁棒故障诊断

转矩优先控制的永磁同步电机DTC方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.171840

作者:龚嫒雯,赵龙章,吴 扬,墨 蒙

作者单位:南京工业大学 电气工程与控制科学学院,江苏 南京211816

摘要: 针对永磁同步电机SVM-DTC方法中参考电压矢量不易于获取的问题,提出了一种基于转矩优先控制的SVM-DTC方法。根据转矩优先控制的原则,在拓展的电压矢量表中选择能够快速改变转矩的电压矢量,然后结合实际转矩与目标转矩的差值,确定参考电压矢量的作用时间。方法结构简单,易于实现,既保持了传统直接转矩控制的快速性和较强的鲁棒性,又拥有SVM-DTC中转矩脉动小和功率器件开关频率固定的优点。通过MATLAB/SIMULINK搭建系统模型,仿真结果可以证明方法的有效性。
关键词:
永磁同步电机
转矩优先
参考电压矢量
扇区细分
直接转矩控制