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基于光电转换与频移提取技术的激光多普勒测速系统研究
1
作者 汪旭东 张怀锁 《自动化仪表》 2026年第2期16-21,35,共7页
激光多普勒测速仪在钢铁生产中用于实现钢板速度和长度的非接触高精度测量。但现有设备长期依赖进口,成本高且维护受限。为实现国产化替代,设计了一种基于光电转换与频移提取技术的激光多普勒测速系统。采用STM32H7系列单片机作为主控... 激光多普勒测速仪在钢铁生产中用于实现钢板速度和长度的非接触高精度测量。但现有设备长期依赖进口,成本高且维护受限。为实现国产化替代,设计了一种基于光电转换与频移提取技术的激光多普勒测速系统。采用STM32H7系列单片机作为主控制器。散射光信号由雪崩光电二极管采集,经跨阻放大和低通滤波后进行高速采样。通过实时快速傅里叶变换计算多普勒频率,以换算目标速度。试验结果表明,系统在1~15 m/s速度范围内测量相对误差不大于±1%,而响应时间短至5 ms。系统具有高精度、快速响应与良好稳定性,可满足钢铁生产线速度测量需求,并具备显著的国产化应用价值。 展开更多
关键词 激光多普勒测速仪 多普勒频移 STM32H7 快速傅里叶变换 速度测量 雪崩光电二极管
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智能感知中的人-物交互检测方法研究
2
作者 王志方 胡浩晨 谭守标 《自动化仪表》 2025年第6期58-64,共7页
受到变形器风格的目标检测器影响,人-物交互(HOI)检测器的性能得到了很大提升,但仍存在重复计算、建模困难等问题。为此,设计了结合交互结构与类别理解的HOI检测方法。创新性地利用预先提供的交互建议减少重复计算,构建交互结构信息模... 受到变形器风格的目标检测器影响,人-物交互(HOI)检测器的性能得到了很大提升,但仍存在重复计算、建模困难等问题。为此,设计了结合交互结构与类别理解的HOI检测方法。创新性地利用预先提供的交互建议减少重复计算,构建交互结构信息模型并提升模型建模能力与交互理解能力,从而提升HOI检测准确率;引入基于对比文字-图像对的预训练组件,以辅助交互动作类别的判别。模拟人类思维常见的关联关系,利用交互动作间的语义关系提高交互理解能力。在算法设计上,预先构建交互建议和交互结构信息,并相应地修改解码器自注意力层和交叉注意力层,从而高效利用上述信息。试验结果证明了该方法的有效性。该方法的设计证明,更优秀的交互理解范式是HOI检测的关键。 展开更多
关键词 人-物交互 智能感知 交互结构 类别理解 交互建议
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正弦相位调制干涉仪相位调制深度控制方案研究
3
作者 杨梁 夏泽新 +2 位作者 朱知博 李佳兴 张烈山 《自动化仪表》 2025年第8期58-65,共8页
针对正弦相位调制干涉仪相位调制深度的波动问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的相位调制深度测量方法和比例积分微分(PID)控制方案。建立了相位调制深度的测量计算模型。该模型对原始干涉信号进行FFT,以计算信号低频分量经过载... 针对正弦相位调制干涉仪相位调制深度的波动问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的相位调制深度测量方法和比例积分微分(PID)控制方案。建立了相位调制深度的测量计算模型。该模型对原始干涉信号进行FFT,以计算信号低频分量经过载波频移后的幅值衰减比,并根据函数关系求解相位调制深度。利用增量式PID控制结合直接数字合成(DDS)进行载波信号强度的实时调节,实现了相位调制深度的精确控制。数值仿真结果表明,相位调制深度测量方法能够精确地实现测量功能。利用正弦相位调制干涉仪对声辐射激励的固体表面微振动进行了多组测量试验。试验结果表明,在相位调制深度闭环控制的条件下,干涉信号解调结果更优、信纳失真比优于99.85%。该结果验证了所提方法的有效性。所提方案对于提升激光正弦相位调制干涉仪的测量性能具有重要应用价值。 展开更多
关键词 相位调制深度 比例积分微分 相位生成载波解调算法 正弦相位调制 激光干涉仪
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嵌入式光功率计的研制 被引量：3
4
作者 方文长 陈焰 +1 位作者 张矿伟 张晨光 《自动化仪表》 CAS 2020年第11期21-27,共7页
随着光电检测技术的不断发展,光功率计已成为光纤系统测试的必备仪器,相当于电工学的万用表工具,在光纤通信工程及其相关科研教学中起关键作用,需求量也将大幅增加。针对目前主流产品的光功率计测量精度在1%~5%左右、不能满足精度高的... 随着光电检测技术的不断发展,光功率计已成为光纤系统测试的必备仪器,相当于电工学的万用表工具,在光纤通信工程及其相关科研教学中起关键作用,需求量也将大幅增加。针对目前主流产品的光功率计测量精度在1%~5%左右、不能满足精度高的要求、测量下限在-70 dBm左右、工作波长为2~6个等特点,以PIN光电二极管实现信号的光电转化,并采用非线性的对数放大器以及嵌入式技术,设计一种光功率计。同时,在数据处理方面,采用算术平均值滤波算法以及分段线性化、波长选择、示值修正的计算方法,具有高精度,宽范围,以及工作波长多的特点。实测结果表明:该光功率计测量精度在1%以下,测量宽度可以达到-80^+10 dBm以及工作波长可以达到7个以上,满足光纤通信工程及其相关科研教学中对光功率测试的需要。 展开更多
关键词 光功率计 工作波长 对数放大器 嵌入式技术 高精度 宽范围
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基于360°环视的高效停车位检测网络 被引量：1
5
作者 李成 赵宇明 《自动化仪表》 CAS 2020年第11期76-81,共6页
针对当前自动泊车系统对停车位检测要求越来越高的现实需求,对停车位检测进行了研究,以解决停车位类型判别和泊车过程中目标泊入停车位检测的难题。基于深度神经网络,设计了一种紧凑高效的网络模型。借鉴了文本检测思想,先对目标区域进... 针对当前自动泊车系统对停车位检测要求越来越高的现实需求,对停车位检测进行了研究,以解决停车位类型判别和泊车过程中目标泊入停车位检测的难题。基于深度神经网络,设计了一种紧凑高效的网络模型。借鉴了文本检测思想,先对目标区域进行像素分割,再在像素的分割基础上进行边界框回归,设计了一种端到端的高效回归方式,实现对遮挡停车位的精确检测。创新性地提出一种对像素级的类别置信度进行加权求和的方法,实现对停车位类型的判别。试验证明,所提出的网络模型能同时对未遮挡的停车位和被自身车辆严重遮挡的目标泊入停车位进行精确检测,且停车位类型的预测效果良好。 展开更多
关键词 自动泊车 停车位检测 深度学习 360°环视 遮挡停车位检测 停车位类别判断 像素级分割 文本检测
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液体变焦结构光三维测量系统研究
6
作者 甘子豪 刘召阳 +1 位作者 洪华杰 吕建明 《自动化仪表》 CAS 2024年第6期1-5,10,共6页
为解决传统结构光法应用于地下空间三维探测的局限性,通过将液体透镜调焦技术与结构光自扫描测量方法相结合,创新地提出一种液体变焦结构光三维测量系统的设计原理与应用方法。首先,提出了液体变焦结构光三维测量系统的结构设计模型,并... 为解决传统结构光法应用于地下空间三维探测的局限性,通过将液体透镜调焦技术与结构光自扫描测量方法相结合,创新地提出一种液体变焦结构光三维测量系统的设计原理与应用方法。首先,提出了液体变焦结构光三维测量系统的结构设计模型,并结合理论推导分析了系统的工作机制。然后,针对系统中变焦成像模块和结构光投射模块,分别给出了相应的参数标定方法。最后,搭建了液体变焦结构光三维测量系统的试验平台,实现了系统参数的精确标定,并设计试验对系统性能进行了测试。测试结果表明:该系统在无移动组件的条件下可灵活切换视场,能够实现在不同尺度成像视野下对目标的三维测量;测量精度受光学像差和成像焦距的综合影响。该研究可为地下作业机器人三维视觉系统的高性能研制提供新思路。 展开更多
关键词 结构光 液体透镜 变焦成像 参数标定 三维测量
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列车轮对内侧距光学快速测量系统设计及实现 被引量：2
7
作者 肖立明 方宇 +1 位作者 胡定玉 黄建坊 《自动化仪表》 CAS 2020年第3期93-96,101,共5页
列车轮对内侧距的准确、及时测量,是列车检修中必不可少的工作。目前,主要使用专用机械卡尺测量轮对内侧距。由于机械卡尺读数与记录都是人工操作,步骤繁琐。针对以上问题,设计了基于三角测距原理的列车轮对内侧距快速测量系统。首先,... 列车轮对内侧距的准确、及时测量,是列车检修中必不可少的工作。目前,主要使用专用机械卡尺测量轮对内侧距。由于机械卡尺读数与记录都是人工操作,步骤繁琐。针对以上问题,设计了基于三角测距原理的列车轮对内侧距快速测量系统。首先,采用嵌入式处理器驱动摄像机的方式采集轮对内侧激光点图像,并根据激光光斑在像素平面的移动特征,提出快速搜索光斑初步位置方法,剪裁出含有光斑的局部图片;然后,利用阈值分割法和图像形态学处理法,过滤局部图片中光斑的背景噪声;最后,根据灰度重心法精确提取光斑中心坐标,计算轮对内侧距。为验证该系统的可行性,与轮对内侧距机械测量卡尺进行对比试验。试验结果表明,轮对内侧距光学测量方法准确有效。该系统能够大大缩短轮对内侧距测量时间,提高工作效率,在列车日常维护中具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 轮对内侧距 激光三角测距 激光光斑快速定位 图像处理 光斑中心提取 阈值分割 非接触测量 灰度重心法
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多尺度特征与注意力检测头的轻量化FOD检测 被引量：1
8
作者 费春国 文章 庄子波 《自动化仪表》 CAS 2024年第10期110-116,共7页
针对现阶段机场跑道异物碎片(FOD)目标检测算法存在的缺陷,进行了降低参数量和提高精度的改进。以你只看一次(YOLO)v5s目标检测算法为基础,提出多尺度特征与注意力检测头的轻量化FOD检测算法。首先,提出一种全新的轻量化网络结构。该结... 针对现阶段机场跑道异物碎片(FOD)目标检测算法存在的缺陷,进行了降低参数量和提高精度的改进。以你只看一次(YOLO)v5s目标检测算法为基础,提出多尺度特征与注意力检测头的轻量化FOD检测算法。首先,提出一种全新的轻量化网络结构。该结构使用深度可分离卷积和逐点卷积,并设计大卷积核架构,使模型感受野提升,从而解决大量特征图冗余问题。接着,融合多尺度特征图。通过移除大目标检测层、增加小目标检测层,在提升小目标检测能力的同时降低网络参数量。最后,提出一种动态头部框架来统一目标检测头和注意力,通过连贯地结合多个自注意力机制,进一步提升了网络检测精度。试验结果表明:所提出的使用鬼影卷积大卷积核架构下的多尺度特征注意力检测头的YOLOv5s(GRD-YOLOv5s)网络的参数量减少为3.39 MB,仅为原网络的48%;平均检测精度从98.40%提升至99.45%;检测速度为53.42帧/秒。该网络的提出为实现对小目标的准确检测提供了新思路。 展开更多
关键词 机场跑道 异物碎片 图像处理 目标检测 轻量化 你只看一次v5s 多尺度特征融合 注意力检测头
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基于分段加Nuttall窗插值FFT的电压暂降检测方法 被引量：4
9
作者 徐勇 向运琨 +1 位作者 曾麟 何哲 《自动化仪表》 CAS 2021年第9期54-60,共7页
电压暂降是目前各种电能质量问题中,发生频次较多、影响较大的一种。为实现电压暂降的快速准确检测,提出了一种基于分段加Nuttall窗插值快速傅里叶变换(FFT)的电压暂降检测方法。该方法首先通过对原始电压暂降信号进行求导和平方和运算... 电压暂降是目前各种电能质量问题中,发生频次较多、影响较大的一种。为实现电压暂降的快速准确检测,提出了一种基于分段加Nuttall窗插值快速傅里叶变换(FFT)的电压暂降检测方法。该方法首先通过对原始电压暂降信号进行求导和平方和运算,以进行暂降起止时刻、持续时间的获取以及暂降稳定区间的划分;而后对稳定区间内信号采用加Nuttall窗插值FFT运算,以得到暂降幅值和相位跳变等特征量。仿真试验和实际构建的硬件测试平台验证了所提方法的可靠性和有效性。与现有检测方法相比,所提方法计算量小,在快速检测电压暂降特征量的同时,还具有准确度高、不易受谐波与噪声干扰等优点。所提方法对于电压暂降敏感设备特征分析、类型划分以及暂降监测、评估和治理具有重要意义。 展开更多
关键词 电压暂降 区间划分 双谱线插值快速傅里叶变换 Nuttall窗函数 多项式拟合 特征量提取 相位跳变
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