检索结果-内蒙古大学图书馆

机械研究与应用 2023年第1期36卷 180-183页

作者：方家璇张凯孟炜葸国隆乌惜辰周庆国兰州大学信息科学与工程学院甘肃兰州730000 甘肃陇原信息科技有限公司甘肃兰州730000 甘肃省智慧交通重点实验室甘肃兰州730000

针对传统高速公路服务区功能单一,科技化和信息化水平低,缺少统一的平台管理等问题,基于深度学习技术和物联网平台,调研智慧高速公路平台软硬件设计方案,并对服务区中的深度学习智慧场景、智能监控、车流量预测与应用进行分析,结合现有... 详细信息

针对传统高速公路服务区功能单一,科技化和信息化水平低,缺少统一的平台管理等问题,基于深度学习技术和物联网平台,调研智慧高速公路平台软硬件设计方案,并对服务区中的深度学习智慧场景、智能监控、车流量预测与应用进行分析,结合现有的服务区建设指南,提出了智慧服务区信息化软硬件系统架构方案。智慧服务区作为人工智能领域与交通运输领域的交叉学科技术应用平台,可以很好地推动两个领域的发展,实现跨领域合作和应用,并且可以将深度学习中的计算机视觉技术应用到服务区中,给未来智慧出行和智能交通运输规划提供了参考。

关键词：智慧服务区智能交通智能监控软硬件系统设计

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相关测速声呐软硬件系统设计

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微计算机应用 2011年第8期32卷 43-46页

作者：易卉芹邱薇陈龙汪玉玲王长红中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100049

相关测速声纳是利用"波形不变性"原理的测速声纳,其通过对回波的理论时空相关函数和数据时空相关函数进行最小二乘拟合或其他优化算法来解算载体速度。搭建一套功能完善、运行稳定、性能可靠的软硬件系统,是相关测速声纳研制... 详细信息

相关测速声纳是利用"波形不变性"原理的测速声纳,其通过对回波的理论时空相关函数和数据时空相关函数进行最小二乘拟合或其他优化算法来解算载体速度。搭建一套功能完善、运行稳定、性能可靠的软硬件系统,是相关测速声纳研制工作的最重要环节。软硬件系统的可靠性和稳定性为验证相关测速理论提供了基本保障,是相关测速技术走向应用的关键。本文研究相关测速声纳软硬件系统的组成结构及设计方法,对于硬件系统和组成软件系统的三部分软件分别进行介绍。

关键词：相关测速声纳波形不变性实时工作系统软硬件系统设计

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SSP接口的触摸羼软硬件系统设计

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单片机与嵌入式系统应用 2009年第11期 64-66页

引言嵌入式系统触摸屏的应用越来越广泛,诸如以PDA为标志的数码产品和工业领域中使用的大量仪器仪表都逐渐选用LCD触摸屏作为系统的输入设备.触摸屏分为电阻、电容、表面声波、红外线扫描和矢量压力传感等,其中用的最普遍的是四线或五... 详细信息

引言嵌入式系统触摸屏的应用越来越广泛,诸如以PDA为标志的数码产品和工业领域中使用的大量仪器仪表都逐渐选用LCD触摸屏作为系统的输入设备.触摸屏分为电阻、电容、表面声波、红外线扫描和矢量压力传感等,其中用的最普遍的是四线或五线电阻触摸屏.四线电阻触摸屏是由两个透明电阻膜构成的,在它的水平和垂直电阻网上施加电压,就可通过A/D转换面板在触摸点测量出电压,从而对应出坐标值.

关键词： SSP 接口 LCD触摸屏软硬件系统设计 Based Design 电阻膜嵌入式系统红外线扫描仪器仪表压力传感数码产品输入设备施加电压工业领域表面声波坐标值和矢量转换面板

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手持式远程激光测距机软硬件系统研究

手持式远程激光测距机软硬件系统研究

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作者：郭守罡武汉大学

学位级别：硕士

近年来随着无人作战平台、无人机和单兵便携式设备的诞生,定位于小型化、手持式的远程激光测距机已经凸显出广阔的应用前景。目前,远程激光测距机的主流路线是采用脉冲式激光测距的方法,一方面,由于探测距离远,远程激光测距机需要大功... 详细信息

近年来随着无人作战平台、无人机和单兵便携式设备的诞生,定位于小型化、手持式的远程激光测距机已经凸显出广阔的应用前景。目前,远程激光测距机的主流路线是采用脉冲式激光测距的方法,一方面,由于探测距离远,远程激光测距机需要大功率的激光器作为光源,对探测系统的灵敏度和动态范围提出了很高的要求,系统难以做到小型化。另一方面,脉冲式激光测距在总能量较低的情况下,虽然可以通过压缩脉冲的方式,提高激光器的峰值功率,增加系统的测距范围,但是这种测距方式的测距精度普遍不高。因此,远程脉冲式激光测距系统很难同时实现小型化和较高的测距精度,商业化的手持式远程激光测距机需要对诸多技术难点进行突破。在手持或穿戴式设备的应用背景下,激光测距机的体积和重量受到了约束,光机结构的尺寸,包括口径、视场角等系统参数基本处于确定的范围,无法通过增加望远镜口径提高系统探测能力,只能选用大功率的激光器作为光源,提高发射脉冲的峰值功率。随着激光技术的发展,具有体积小、重量轻、光束质量高且人眼安全波段的固体激光器被用作手持式远程激光测距机的发射光源,研究与之配套的小型化、低功耗软硬件系统就成为发展手持式的高精度远程激光测距机的技术关键。本文主要围绕手持式、高精度的远程激光测距机的技术要求,提出一种手持式远程激光测距机的软硬件系统设计方案。首先,硬件系统包括激光发射模块、激光接收模块和主控制器模块,设计并在小体积的PCB板上实现了电源升压和恒流源输出的固体激光器驱动电路,将驱动电流控制在8-10A,时间维持在1.8ms～2.3ms,实现了对固体激光器的稳定驱动;设计了由APD偏置电压控制电路、跨阻放大器、高通滤波器、差分放大器、电流反馈放大器和差分输出比较器组成的激光接收模块硬件电路,用低成本、小体积和窄带宽的电路实现了激光回波的自动增益调节和小信号放大功能,在回波脉冲有一定展宽的条件下实现了高精度的时刻鉴别;采用ARM架构的低成本STM32单片机作为主控制器模块,实现了对整机系统的控制,结合TDC时间数字转换芯片设计了高精度时间测量模块,计时精度达到45ps。其次,嵌入式软件系统基于实时操作系统（Real-time operating system,RTOS）设计,采用多任务方式,使系统具有快速响应、零中断延迟和低功耗的特征。最后,对行走误差补偿的算法进行研究。研究发现在较大的测距范围内,即使探测电路对近距离的回波出现信号饱和,行走误差与激光回波的脉冲宽度仍呈对应关系,可以通过回波脉冲的宽度和行走误差的拟合曲线对误差进行补偿。基于这样的模型,提出了一种有效补偿行走误差的方法,实现了对激光飞行时间（time of flight,TOF）的精准计时,有效地提高了系统的测距精度。本文开发了手持式激光测距机的软硬件系统并进行了大量测试,测试结果手持式测距系统的测距范围可达2km,测距精度±20cm,系统的硬件质量106g,尺寸为10×7×3.5cm3,可以适用于小型化的平台和穿戴式设备中,实现远程和高精度的测距能力。

关键词：脉冲式激光测距软硬件系统设计动态范围高精度时间测量行走误差

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煤矿井下低压供电系统远程集控漏电试验平台设计研究

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中国煤炭 2024年第1期50卷 101-107页

作者：崔智明潞安化工集团有限公司山西省长治市046204

对目前煤矿井下低压供电系统特征及漏电原因进行了深入研究,分析了导致漏电的影响因素以及由此所带来的危害;在此基础之上通过对远程通信技术、数据采集技术以及漏电检测技术的统筹运用,立足煤矿电力监控系统软件的自身实际,设计了与之... 详细信息

对目前煤矿井下低压供电系统特征及漏电原因进行了深入研究,分析了导致漏电的影响因素以及由此所带来的危害;在此基础之上通过对远程通信技术、数据采集技术以及漏电检测技术的统筹运用,立足煤矿电力监控系统软件的自身实际,设计了与之相匹配的远程集控漏电试验平台。对该平台的结构进行了详细阐述,并对其中的重要构成部件,如监控系统、漏电试验电阻箱等和相关的软硬件设计进行了具体介绍;并对低压漏电试验的有效性进行了现场有效验证;实际应用结果表明,符合煤矿远程低压漏电试验的相关要求,大幅降低了由于漏电而产生的停电、送电安全风险,提高了煤矿井下低压供电系统的远程在线安全监控能力。

关键词：低压供电系统远程漏电试验漏电试验电阻箱软硬件系统设计电力在线监控

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基于Zynq的动态图像测量处理系统设计与实现

基于Zynq的动态图像测量处理系统设计与实现

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作者：张俊杰西安电子科技大学

学位级别：硕士

早期的视觉测量系统主要是基于PC机是实现,但它不适应用于复杂场景,且实时性较差等。针对上述问题,基于ARM、DSP和FPGA的嵌入式视觉测量系统受到重视并迅速发展。其中Xilinx的Zynq(FPGA+ARM)的嵌入式可编程片上处理平台不仅可以执行复... 详细信息

早期的视觉测量系统主要是基于PC机是实现,但它不适应用于复杂场景,且实时性较差等。针对上述问题,基于ARM、DSP和FPGA的嵌入式视觉测量系统受到重视并迅速发展。其中Xilinx的Zynq(FPGA+ARM)的嵌入式可编程片上处理平台不仅可以执行复杂控制程序、动态调度计算资源,还能够支持硬件算法加速处理。相比于单一的ARM、DSP、FPGA等嵌入式处理系统,Zynq架构具有可扩展性好、高性能、低功耗、低成本等优势。因此,本文设计并实现一种基于Zynq架构的动态图像测量处理系统。本文首先对双目立体视觉测量数学模型进行分析,结合软硬件协同工作原理设计基于Zynq的动态图像测量处理系统总体方案和各模块的功能。针对常见的双目视觉测量中的图像立体匹配算法的缺点,本文提出了一种基于多特征融合的立体匹配算法,该算法利用Census变换信息、图像的边缘信息以及基于HSV色彩空间的图像信息构造多特征融合的匹配代价计算模块。相比使用单一的图像特征进行代价计算的匹配算法,本文的算法提高了匹配精度。同时利用Xilinx提供的Vivado HLS工具将所提算法封装为硬件加速IP核。设计并实现基于Zynq软硬件协同工作的动态图像测量处理系统,其主要包括:基于Zynq双目采集系统的实现;采用上述采集系统采集标定板照片,完成该系统的双目相机标定;设计并实现图像预处理硬件加速IP核;根据常见的Zynq图像处理系统架构设计本文的动态图像测量系统的整体方案并予以实现完成目标物体到相机之间的距离测量(即深度)。最后对基于Zynq的动态图像测量处理系统进行了系统测试,基于实验平台和实验场景做实验测试,针对不同的相对距离进行测量和分析,测量范围在450mm-850mm相对测量误差小于2.3%,整个图像处理系统的处理帧率为16fps,满足测量实时性要求,本文所设计的系统性能达到了设计要求。

关键词：视觉测量 Zynq 软硬件系统设计多特征融合硬件加速IP核

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基于多通道交互的古筝辅助练习设备研究

基于多通道交互的古筝辅助练习设备研究

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作者：邓景元中国美术学院

学位级别：硕士

随着计算机技术和信息化教育的快速发展,利用计算机来辅助老师教学和学生练习的现象越来越普遍。智能设备为学员提供了个性化、随时随地学习的条件,学员学习乐器的方式从老师面对面授课和课后自主练习的模式发展到了智能设备辅助老师的... 详细信息

随着计算机技术和信息化教育的快速发展,利用计算机来辅助老师教学和学生练习的现象越来越普遍。智能设备为学员提供了个性化、随时随地学习的条件,学员学习乐器的方式从老师面对面授课和课后自主练习的模式发展到了智能设备辅助老师的教学过程以及学员的练习过程。传统乐器教学中老师在课后难以实时的辅导学生练习,导致学员课后练习效率低,老师需要重复辅导学员的薄弱环节,目前吉他、钢琴等智能乐器,其教学模式没有针对性解决传统教学的这一问题,而是将目标放在随时随地趣味学习上,这使得对学员的指导更片面。部分智能乐器只能提示弹奏位置和节奏,指法、姿势等教学环节只是通过视频展示,因此设计出一个能够在初学者课后练习时全面并高效提供弹奏信息的人机交互弹奏提示系统是目前需要重点解决的问题。对此开展了以下工作:(1)基于认知负荷理论在教学设计的运用。结合古筝特点和认知负荷效应提出对应的设计要求和解决思路。应当通过弹奏位置可视化、多通道提示、及时反馈提示等方式降低外在认知负荷。通过游戏化弹奏、客观评价学员能力、针对复杂任务提前拆解等方式控制外在认知负荷。(2)观察初学者的练习过程,收集练习中产生的错误项。结合人因出错分类方法和古筝老师经验将错误分为动作类错误和声音类错误两大类及其下属的七小类,同时归纳错误产生的一般原因,再挖掘出错的源头-出错因子,获得14个出错因子,最终建立了对应的追溯表。将出错因子匹配对应可能的解决思路,为后续方案细节设计提供方向性指导。(3)基于设计要求、解决思路、出错因子追溯表,结合练习要点,同时避免单一感官通道传达信息的高耦合带来的学习困难,来优化设计方案。最终方案为运用触觉、听觉、视觉传达信息的多通道交互古筝辅助练习方案。在三个通道上把古筝弹奏练习要点和提示设计建立了联系。(4)整体方案包含了振动义甲的指法提示设计和造型设计、弹奏位置可视化设计、演奏练习数据可视化设计、伴学APP和Web管理后台设计。多端设备可以帮助学员高效、便捷的练习。通过传统练习和佩戴设备练习效果的对照实验对系统进行了评估,验证系统的有效性和可行性。

关键词：古筝认知负荷人因出错多通道交互软硬件系统设计

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基于物联网的智能止鼾产品系统设计与研究

基于物联网的智能止鼾产品系统设计与研究

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作者：郑大巍浙江大学

学位级别：硕士

鼾症作为困扰着人类睡眠健康的重要敌人,目前却仍没有一个良好的解决方案。鼾症是临床意义上的睡眠障碍疾病(OSAHS)表现的症状之一。OSAHS是指睡时上气道塌陷阻塞引起的呼吸暂停和通气不足,伴有打鼾、睡眠结构紊乱、频繁发生血氧饱和度... 详细信息

鼾症作为困扰着人类睡眠健康的重要敌人,目前却仍没有一个良好的解决方案。鼾症是临床意义上的睡眠障碍疾病(OSAHS)表现的症状之一。OSAHS是指睡时上气道塌陷阻塞引起的呼吸暂停和通气不足,伴有打鼾、睡眠结构紊乱、频繁发生血氧饱和度下降、白天嗜睡等病征[1]。由于人们对打鼾认知不足,很少人会为了解决打鼾的困扰去医院接受治疗。现有的止鼾产品有以呼吸机为代表的大体积医疗用具、利用物理方式保持呼吸道通畅达到止鼾效果的用具和止鼾药物。这些止鼾产品或体积过大使用复杂,或佩戴不舒适,不能从根本上治疗鼾症,甚至还会导致副作用。随着科技的发展,智能设备已经开始渗入人们生活的方方面面。人们对自身健康的关注度也越来越有了深刻的认识。智能家居系统,则是指采用先进的计算机技术、网络通信技术、智能控制技术、无线传感网络技术,将与家居生活有关的各种设备有机地结合在一起,为人们提供高效的家居环境[2]。物联网系统具有更高的信息流动效率,可以提供更便捷的智能家居生活。因此,在移动医疗开始逐渐发展起来的同时,基于物联网领域的移动医疗未来也将是一个重点应用方向。本研究从物联网的构成要素出发,设计一个基于物联网的智能止鼾产品,同时构建以此为核心的服务网络。本研究通过对鼾症本身的原因与治疗方式出发,通过用户调研、用户访谈等方式对用户需求进行定位,明确了基于物联网的服务系统设计方法。通过对用户定位与物联网构建的因素相结合,本研究得出了一套服务体系,通过鼾声识别检测方法的研究,以及相关智能硬件的研究,本研究设计了一套基于物联网的智能止鼾产品硬件。本设计可以有效地减缓用户的鼾症发生,以及为用户提供了一套智能睡眠健康报告与医疗服务体系。

关键词：物联网智能硬件服务设计软硬件系统设计鼾症与止鼾

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仿人服务机器人设计与开发

仿人服务机器人设计与开发

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作者：李永胜广东工业大学

学位级别：硕士

仿人服务机器人是指其外表与人类相似,并可以进行简单的人类行为的机器人。在国内外机器人大潮里,仿人服务机器人作为服务机器人的一种,具有较大的研究与应用价值。与传统的工业机器人相比,其具有提高生活质量,减少服务类工作岗位和能... 详细信息

仿人服务机器人是指其外表与人类相似,并可以进行简单的人类行为的机器人。在国内外机器人大潮里,仿人服务机器人作为服务机器人的一种,具有较大的研究与应用价值。与传统的工业机器人相比,其具有提高生活质量,减少服务类工作岗位和能与人进行沟通等优点。因此仿人服务机器人有望在实际生活中得到大量应用,从而服务于人类与社会。但就国内外的研究现状而言,关于仿人服务机器人的研究缺乏成本的控制,往往导致成本过高,以及所设计的机器人仿真度不高,完整的仿人服务机器人设计与控制相对较少。因此,本文针对以上国内外的研究不足之处,研发了一款具有极具有性价比的高仿真度仿人服务机器人,所设计的软硬件系统满足基本满足完成简单的人类行为。本文根据人体骨骼构造形式,对仿人服务机器人进行了机械结构的设计,然后对机械手臂进行运动学的分析,并对软硬件系统进行设计与搭建,最后对整个样机进行调试控制。主要内容包括:(1)分析著名的恐怖谷理论以及人体骨骼构造形式,对仿人服务机器人的机械本体进行设计。本体设计中主要包括三大部分:头部、双手臂、躯干。仿人服务机器人的头部具有五自由度,分别可以实现眨眼、转眼珠、嘴巴开合、转头、头部俯仰。仿人服务机器人的单只手臂具有六自由度,可以基本实现人类绝大部分的手臂肢体语言。躯干部分包括弯腰自由度和稳固的底座。(2)根据前面设计的机械手臂进行运动学分析。机器人手臂是通过串联而成的六轴机械臂,具有一般的工业机械臂特性。根据机械臂的设计,建立了D-H参数,然后推导了机械臂的正运动学,最后基于蒙特卡洛算法求出机械手臂的工作空间。(3)根据Modbus通信协议,设计了机器人软硬件平台。软件主要分为两部分:上位机与下位机STM32控制程序。上位机可以通过向下位机发送命令指令从而控制仿人服务机器人完成相应的控制。硬件主要是搭建了整个系统的硬件系统。(4)根据整个仿人服务机器人系统,进行了初步的调试。通过调试,可以看到该机器人可以基本完成相应的功能。从而证明了机器人的本体与软硬件系统的可行性。

关键词：仿人服务机器人结构设计运动学分析 Modbus通信软硬件系统设计

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基于DSP的科氏质量流量计的研制

基于DSP的科氏质量流量计的研制

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作者：张文卿山东大学

学位级别：硕士

科里奥利质量流量计(Coriolis Mass Flowmeter,简称CMF)能直接测量流体的质量,鉴于其精度高、应用性广等优点,已经在工业领域中获得了广泛的应用。但是随着科技的不断进步,传统的测量及模拟信号处理方法已显现出许多缺点,已无法满足人... 详细信息

科里奥利质量流量计(Coriolis Mass Flowmeter,简称CMF)能直接测量流体的质量,鉴于其精度高、应用性广等优点,已经在工业领域中获得了广泛的应用。但是随着科技的不断进步,传统的测量及模拟信号处理方法已显现出许多缺点,已无法满足人们的需求,因此我们采用数字信号处理的方法来处理流量计的信号。本课题采用DSP芯片作为数字信号处理的CPU,结合快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,简称FFT)的数字信号处理方法,研制出一种数字式的CMF。传统的模拟方法很容易受到噪声的干扰,而且测量精度也不高,应用数字信号处理方法不仅解决了上述问题,而且执行速度也有很大提升。论文首先简述了CMF的基本结构、工作原理与发展现状,阐明了本文需要解决的主要问题;继而提出了数字信号处理的方法,构造了硬件电路与软件系统的设计方案并进行了详细的分析;最后是论文的结语与研究工作展望。本论文流量计的硬件系统由驱动模块和信号采集处理模块组成,驱动模块采用模拟驱动方式,将传感器信号分成频率、相位和幅值两路,然后通过乘法器将两路信号相乘得到所需的信号,驱动流量管振动;信号采集处理模块采用TMS320F28335DSP芯片作为CPU,由信号放大滤波电路、AD转换电路、数字信号处理电路、RS232电路、液晶显示、4～20mA电流以及脉冲输出等组成,完成了传感器信号的采集与处理,通过液晶显示出结果并由4～20mA电流和脉冲输出等输送到控制室中,经测试,系统运行良好。软件采用模块化开发方式,将软件系统分为系统监控模块、初始化模块、中断模块、AD转换模块、相位差计算模块、上位机通讯模块以及液晶显示模块等,主程序只需调用各个模块的子程序即可,这样既便于编程,又便于程序的调试与错误的查询;软件算法采用基2时间抽取(Radix-2Decimation-In-Time)的FFT算法,规避了离散傅里叶变换方法的复杂性,提高了计算执行速率,实现了相位差精确计算。

关键词： CMF 软硬件系统设计 FFT 数字信号处理

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