检索结果-内蒙古大学图书馆

应用光学 2025年

作者：何杭胡海风李秀源张会新中北大学仪器与电子学院微米纳米技术研究中心动态测试国家重点实验室山西中北测控科技有限公司

针对现有图像采集系统体积大、功耗高，无法适应资源受限环境，且采集的视频图像具有高噪声、亮度低、细节模糊等问题，设计了一种基于国产嵌入式芯片RV1126的低光照视觉处理系统。系统使用IMX415感光芯片作为视频采集前端，DDR4作为运... 详细信息

针对现有图像采集系统体积大、功耗高，无法适应资源受限环境，且采集的视频图像具有高噪声、亮度低、细节模糊等问题，设计了一种基于国产嵌入式芯片RV1126的低光照视觉处理系统。系统使用IMX415感光芯片作为视频采集前端，DDR4作为运行内存，EMMC作为数据存储，RV1126作为系统主控。并利用嵌入式并行处理的特点，设计图像处理模块，针对低光照下图像特点分别使用中值滤波，曝光增益，图像锐化对图像进行处理，然后将图像传输到显示模块上完成实时显示。通过对比处理前后图像的质量指标，实验结果表明，本系统能够显著提升图像质量，尤其是在低光照条件下，处理后的图像相比原始图像有了明显的改善。该系统具有体积小、功耗低、处理能力强等优点，能够在资源受限的环境中实现高效的低光照图像采集与处理，满足实际应用需求。

关键词：机器视觉嵌入式图像预处理滤波锐化

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基于指令控制的测试线缆通断检测系统设计

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自动化与仪表 2024年第11期39卷 115-119,136页

作者：汤丹李杰王云霞中北大学动态测试技术省部共建国家重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

测试系统与被测产品往往通过测试线缆进行连接,测试线缆良好的导通性是进行产品测试前的必要验证环节,否则轻则造成产品损坏,重则可能会对测试系统造成影响。传统的测试线缆通断检测往往通过人工的方式进行检测,检测效率低,而且可能会... 详细信息

测试系统与被测产品往往通过测试线缆进行连接,测试线缆良好的导通性是进行产品测试前的必要验证环节,否则轻则造成产品损坏,重则可能会对测试系统造成影响。传统的测试线缆通断检测往往通过人工的方式进行检测,检测效率低,而且可能会发生漏检误检的问题。为此,设计了一种基于指令控制的测试线缆通断检测系统,便于集成到原有的测试系统中,拓展性良好,使用FPGA作为主控,可对测试线缆进行快速的通断检测和短路检测,并将检测结果上传到上位机中,快速定位问题线芯。使用该系统重复对测试线缆进行检测,检测结果均与线缆实际情况一致,结果表明该系统检测效率高,可靠性良好。

关键词：通断检测系统集成 FPGA

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基于无透镜傅里叶变换数字全息的结构形貌测量

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光通信技术 2024年第5期48卷 91-96页

作者：张娅雅段俊萍张斌珍山西科技学院山西晋城048000 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

为了精确测量物体的形貌信息,提出了一种基于无透镜傅里叶变换数字全息的成像系统。首先,分析了无透镜傅里叶变换数字全息的成像原理,引入了倾斜平面校正方法;然后,搭建了成像系统平台,通过实验验证系统的成像性能。实验结果表明:系统... 详细信息

为了精确测量物体的形貌信息,提出了一种基于无透镜傅里叶变换数字全息的成像系统。首先,分析了无透镜傅里叶变换数字全息的成像原理,引入了倾斜平面校正方法;然后,搭建了成像系统平台,通过实验验证系统的成像性能。实验结果表明:系统的实际分辨率为57.02 lp/mm。测量结果的相对误差仅为3.95%,充分验证了该系统卓越的成像性能。

关键词：数字全息形貌测量相衬成像反射式成像无透镜傅里叶变换成像

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融合Transformer与残差通道注意力的恶劣场景水位智能检测方法

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电子测量与仪器学报 2023年第1期37卷 59-69页

作者：李欣宇孙传猛魏宇原玥武志博李勇中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学电气与控制工程学院太原030051 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044

精准感知水位信息变化是实现精细水务管控和洪涝灾害的关键环节之一,而低照度、雾霾、雨雪、冰冻、波浪、镜头抖动等恶劣场景给水位检测带来极大挑战。针对现有方法中难以实现水位精准检测难题,构建一种融合Transformer与残差通道注意... 详细信息

精准感知水位信息变化是实现精细水务管控和洪涝灾害的关键环节之一,而低照度、雾霾、雨雪、冰冻、波浪、镜头抖动等恶劣场景给水位检测带来极大挑战。针对现有方法中难以实现水位精准检测难题,构建一种融合Transformer与残差通道注意力机制的Unet模型(TRCAM-Unet),进而提出基于TRCAM-Unet的恶劣场景水位智能检测方法。关键技术包括通过全尺度连接结构实现多层次特征融合,通过Transformer模块强化区域特征的关联性,通过残差通道注意力模块强化有用信息的表达并削弱无用信息的干扰。相关试验和实践表明,TRCAM-Unet取得了98.84%MIOU评分与99.42%的MPA评分,在约150 m距离外水位检测最大误差不超过0.08 m,水位偏差均值(MLD)仅有1.609×10^(-2)m,优于Deeplab、PSPNet等主流语义分割算法。研究结果对解决恶劣场景下水位精准检测难题及洪涝灾害预警具有重要应用价值。

关键词：水位检测深度学习语义分割 Transformer 注意力机制

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可多次触发的大容量炮口冲击波测试系统研究

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中北大学学报（自然科学版） 2023年第5期44卷 568-574页

作者：薛瑞华王代华刘彬卫宁杨晓辉中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 晋西工业集团有限责任公司山西太原030027

为在连续火炮射击试验中获取炮口冲击波超压参数,本文提出了一种可多次触发的大容量炮口冲击波测试系统。系统通过多重内触发产生多次触发信号,运用Flash存储器实现大量数据记录,使用USB3.0来保证数据传输的高效性。针对试验中某次射击... 详细信息

为在连续火炮射击试验中获取炮口冲击波超压参数,本文提出了一种可多次触发的大容量炮口冲击波测试系统。系统通过多重内触发产生多次触发信号,运用Flash存储器实现大量数据记录,使用USB3.0来保证数据传输的高效性。针对试验中某次射击可能出现的未触发问题,采用同步记录触发时刻的方案,以保证数据与射击次数相互对应。在3次连续炮口冲击波试验中,两个测试系统共获取5条超压测试数据,并分辨出2#测点第2次试验为未触发。测试系统性能稳定,数据可靠,可被进一步推广应用。

关键词：炮口冲击波多重触发大容量存储

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面向乳腺癌诊断的压电式微机械超声换能器的设计

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传感技术学报 2023年第9期36卷 1491-1496页

作者：刘畅程义军薛晨阳张斌珍太原工业学院电子工程系山西太原030008 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

面向乳腺癌早期微小病变组织难于精确诊断的问题,设计了一种基于AlN/Si薄膜的圆形双晶片压电式微机械超声换能器(PMUT)。作为乳腺超声CT系统关键检测部件,其性能优劣与诊断准确度密切相关。通过对换能器工作原理进行分析,建立了数学理... 详细信息

面向乳腺癌早期微小病变组织难于精确诊断的问题,设计了一种基于AlN/Si薄膜的圆形双晶片压电式微机械超声换能器(PMUT)。作为乳腺超声CT系统关键检测部件,其性能优劣与诊断准确度密切相关。通过对换能器工作原理进行分析,建立了数学理论模型。利用有限元仿真软件COMSOL建立了基于AlN薄膜的PMUT有限元模型,给出了具体的结构设计参数,并分析了静态压力、静态位移、振动模态、谐振频率、灵敏度、声阻抗等性能参数。仿真结果显示,所设计的PMUT一阶谐振频率为7.61 MHz,灵敏度为-258 dB,品质因数为380.5,有效机电耦合系数为10.2%,能够满足对乳腺软组织检测的设计需求。

关键词： PMUT AlN薄膜 COMSOL 乳腺癌

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基于大动态范围放大的无增益调节超声放大电路设计

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电子元件与材料 2024年第1期43卷 86-96页

作者：李俊杰王鉴韩星程韩焱中北大学信息探测与处理山西省重点实验室山西太原030051 省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

针对大型复合构件状态动态变化过程和多谱成像检测的需求,提出了一种无增益调节的宽带大动态范围超声放大电路的设计方法,设计了一种带宽为10 kHz~1.25 MHz,增益大于120 dB的无增益调节的超声信号放大电路。该电路采用多级放大器对信号... 详细信息

针对大型复合构件状态动态变化过程和多谱成像检测的需求,提出了一种无增益调节的宽带大动态范围超声放大电路的设计方法,设计了一种带宽为10 kHz~1.25 MHz,增益大于120 dB的无增益调节的超声信号放大电路。该电路采用多级放大器对信号进行分级放大,分割门限控制和信号状态识别与记录,最后通过数据合成实现了超声发射信号、回波信号全信号大动态、宽频带范围超声的放大。仿真实验表明,该电路可满足大型复合构件状态变化中信号的放大和多谱成像检测需求,其电路设计方法也可应用于其他如冲击波测试、声学测量等领域。

关键词：超声无增益调节放大电路设计大动态范围分级放大

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高过载小量程加速度计结构优化与特性分析

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传感器与微系统 2023年第2期42卷 49-52页

作者：刘思远苏淑靖许福佳中北大学仪器与电子学院省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

在四边固支梁—质量块结构的基础上,优化设计了一种带有微梁的新型四边固支梁压阻式加速度计敏感芯片。通过在结构中引入微梁,有效解决了传统小量程加速度计固有频率与灵敏度相互制约的问题。利用有限元分析软件对优化后的结构进行分析... 详细信息

在四边固支梁—质量块结构的基础上,优化设计了一种带有微梁的新型四边固支梁压阻式加速度计敏感芯片。通过在结构中引入微梁,有效解决了传统小量程加速度计固有频率与灵敏度相互制约的问题。利用有限元分析软件对优化后的结构进行分析,得到结构的最大应力为2.6 MPa,固有频率为31 kHz,灵敏度为60.9μV/gn,抗过载为10000 gn。与传统高过载小量程加速度计相比较,有效地提高了加速度计的综合性能。

关键词：加速度计高过载小量程灵敏度固有频率

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融合注意力机制的人脸识别算法研究

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国外电子测量技术 2023年第2期42卷 107-113页

作者：张晋婧刘双峰丰雷张瑜中北大学电气与控制工程学院太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

FaceNet人脸识别算法是目前较为主流的人脸识别算法,其运行速度快被广泛应用于工业界。针对FaceNet人脸识别网络存在对面部遮挡人脸识别精度低的问题,提出了一种融合注意力机制的FaceNet人脸识别算法。该算法在FaceNet的基础上引入Ghost... 详细信息

FaceNet人脸识别算法是目前较为主流的人脸识别算法,其运行速度快被广泛应用于工业界。针对FaceNet人脸识别网络存在对面部遮挡人脸识别精度低的问题,提出了一种融合注意力机制的FaceNet人脸识别算法。该算法在FaceNet的基础上引入GhostNet特征提取网络对人脸更好的提取人脸特征,并融合注意力机制与特征金字塔(feature pyramid networks,FPN)加强特征提取网络实现对3种尺度特征图中局部信息的放大,加强不同感受野下的特征提取,增强较为重要的特征信息。实验结果表明,提出的人脸识别算法取得了良好的识别效果,在人脸数据集(LWF)下准确率达到99.62%。对有遮挡的面部识别也取得了较好的检测结果,可准确识别存在遮挡的人脸目标。

关键词： FaceNet GhostNet 注意力机制人脸识别面部遮挡

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MEMS矢量水听器海洋环境适应性研究

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振动．测试与诊断 2021年第5期41卷 841-846,1028页

作者：张文栋张国军王盼盼梁晓琦纪松祥中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

海流、温度及压力等复杂海洋环境因素会对微机电系统(micro-electro-mechanical-system,简称MEMS)矢量水听器正常工作产生干扰,影响其对微弱声信号的拾取能力。首先,建立了基于"三明治"式抗流封装结构数学模型,通过仿真得到... 详细信息

海流、温度及压力等复杂海洋环境因素会对微机电系统(micro-electro-mechanical-system,简称MEMS)矢量水听器正常工作产生干扰,影响其对微弱声信号的拾取能力。首先,建立了基于"三明治"式抗流封装结构数学模型,通过仿真得到了不同抗流结构参数对海流噪声抑制效果;其次,利用Comsol软件仿真研究了海水温度、水深(静水压强)等变化对MEMS矢量水听器灵敏度的影响;最后,通过试验验证,得出了"三明治"式抗流封装结构具有20 dB以上的抑制流噪声能力,在0~40℃的海水温度范围内MEMS矢量水听器的灵敏度变化量小于±0.5 dB,在0~12 MPa的静水压强范围内灵敏度变化量小于±0.9 dB,与理论分析及仿真结果基本一致。

关键词：微机电系统矢量水听器流噪声仿生

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