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关键词： 导览机器人   多传感器信息融合   深度学习   动态目标检测与跟踪  

摘要： 近年来,AI自主导览机器人在博物馆、展览馆等多个领域取得了显著的应用效果。针对多传感器模块信息采集和复杂背景下动态目标的跟踪问题,本研究提出一种结合多传感器融合和深度学习的机器人设计方案。首先,基于多传感器(包括深度相机、激光雷达和语音模块等)的信息融合,设计出鲁棒性强、实时性高的机器人控制策略;其次,利用深度学习的端到端动态目标检测与跟踪方法,有效减少计算资源消耗,提高系统学习与响应速率。通过实验验证,该方法在一定程度上缓解了机器人在复杂环境下由于系统卡顿、延迟等问题造成的目标跟丢现象,为AI自主导览机器人在实际应用中的稳定性和实用性提供有益探讨。

关键词： 黄曲霉毒素B_(1)   塑料光纤   光纤倏逝波   聚苯胺  

摘要： 为开发低成本高灵敏度黄曲霉毒素B_(1)(AFB_(1))检测设备,研制了一种将聚苯胺(PAni)与塑料光纤(POF)相结合的增敏光纤免疫传感器。传感器功能化设计采用两步法,首先将PAni涂层修饰至光纤传感区,然后通过戊二醛的交联作用,将AFB_(1)抗体分子固定于传感区。由于测量过程中抗原和抗体的免疫反应会导致POF表面折射率发生变化,从而引起探测光子数的波动,以此实现对AFB_(1)浓度的检测。实验研究了PAni涂层对传感器的增敏效果,结果表明PAni功能化的POF传感器增敏效果明显,且在0.01~10μg/L AFB_(1)浓度范围内,传感器的光子数变化量与AFB_(1)浓度间具有线性关系,检测限为0.53μg/L,加标回收率为95.97%~113.13%,且传感器对AFB_(1)的特异性和抗干扰性良好,满足AFB_(1)精量化检测的需要。

关键词： NiFe/Ta薄膜   逆自旋霍尔效应   自旋整流效应   各向异性磁电阻  

摘要： 通过分立模板镀膜法在同一块光刻版上设计了不同宽度的NiFe/Ta双层膜线条,采用磁控溅射镀膜制备样品。构建了自动化电测试系统实现批量测试样品的逆自旋霍尔电压信号。实验结果表明,样品宽度会影响测试电压信号的对称性和幅值,通过拟合得到信号的对称分量和反对称分量及其比值随着样品宽度的变化,并分析逆自旋霍尔电压和自旋整流电压的影响因素,发现随着样品宽度的减小,自旋整流效应带来的影响逐渐减小,且施加的微波磁场越大,这种变化越明显,其原因在于各向异性磁电阻对薄膜宽度的依赖性。研究结果对自旋电子器件的实用提供重要的设计依据和指导。

关键词： 加权最小二乘法   光纤光栅应变传感器   敏感性优化   灵敏度  

摘要： 常规光纤光栅应变传感器参数优化方法主要依托于麻雀搜索算法,但此方法忽略了应变传递的影响,导致传感器灵敏度较低,无法保证测量精度。为此,提出基于加权最小二乘法的光纤光栅应变传感器参数敏感性自动优化算法。依据光纤光栅应变传感器的组成结构与工作原理,充分考虑应变传递系数的变化规律,计算应变传递损耗,并采用光传输矩阵计算光纤中心波长的电场振幅,由此得到传感器敏感场分布,结合模式耦合理论,以敏感场分布均匀性和最大电容与最小电容比值最小为目标函数建立参数优化模型,并采用加权最小二乘法对采样点加权获取优化响应值,进而得到传感器最优结构参数。对比实验结果表明,利用所提方法对光纤光栅应变传感器参数进行优化后,传感器的灵敏度较高,保证了传感器的测量精度。

关键词： 视觉传感器   集成化设计   机器视觉应用   图像采集   特征识别   智能制造   数字化技术   生产制造过程  

摘要： 随着科技的飞速发展,智能制造已成为工业领域的主导力量。它通过引入自动化和数字化技术,将生产制造过程推向智能化和高效化的新高度。在这个变革的时代,工业领域的许多传统工序已实现全自动化,这不仅提升了安全性和质量,还大大提高了生产效率。作为智能制造技术的推动者之一,倍加福VOS智能视觉传感器以其独特的集成化设计,推动了机器视觉技术的发展。它将图像采集、处理与通信功能集于一身,为机器视觉应用提供了多功能、模块化且高可靠性的解决方案。通过精准的目标特征识别,VOS智能视觉传感器能够实现精密零件的质量缺陷检测。

关键词： 液体管道   性能检测   嵌入式系统   完整性评价   多路传感器   微处理器  

摘要： 液体管道在地下土壤环境中容易受到腐蚀,这会影响管道的使用寿命和使用安全,为此通过多个液体检测传感器、油位传感器、温度传感器等硬件设备研究液体管道的性能检测。基于嵌入式技术实现检测的硬件和软件设计,其中硬件包括中央处理器、存储器、计算器、控制器、A/D转换模块、D/A转换模块和多路传感器接口等关键部件,实现数据信息的采集、计算与检测。中央处理器以S3C6410的内核为微处理器(ARM11)的处理器,通过串行外围设备接口(SPI)总线传递到嵌入式软件中的Linux内核空间。通过伯努利方程实现数据信息的故障判断。实验表明,本研究对液体管道检测的精度最高,对接精密度高达99.2%,提高了检测的工作效率。

关键词： 气动执行器   迟滞补偿   模糊PID控制   FBG力感知  

摘要： 为了降低气动执行器夹持力/气压迟滞的影响,提高夹持力跟踪控制精度,提出一种基于Prandtl-Ishlinskii(P-I)逆模型的前馈补偿结合模糊PID的控制策略。分析气动执行器的夹持力/气压迟滞特性,通过初载曲线法辨识迟滞模型参数,建立P-I逆模型;设计融合FBG力感知的模糊PID控制算法,基于自制的FBG传感器实现夹持力反馈,通过标定实验验证传感器的静态特性。在Simulink中构建前馈补偿和融合FBG力感知的模糊PID相结合的复合控制器,完成与传统PID以及模糊PID控制器的夹持力控制仿真对比。仿真结果显示:前馈补偿可以降低稳态误差,提高控制精度。最后,在气动执行器夹持力控实验平台上开展动态跟踪实验,验证了所设计复合控制器的有效性。

关键词： FPGA   边缘检测   实时性数据处理  

摘要： 边缘信息是数字图像的重要特征,用于描述图像中物体和背景之间的分界线。随着计算机视觉算法的复杂度不断提高,传统的软件平台逐渐无法满足实时性要求。为了解决该问题,本文提出了一种基于现场可编程门阵列FPGA的实时边缘检测系统设计,利用FPGA可并行处理、运行速度快等优点,对CMOS摄像头实时采集的视频数据进行边缘检测。板级测试结果表明设计达到预期效果,具有一定实用价值。

关键词： 光纤传感器   微纳光纤谐振环   游标光谱   温度测量   高灵敏度   测量范围扩展  

摘要： 该项工作制作并验证了基于微纳光纤结型谐振环的高灵敏度且扩大测量范围的温度传感器。在微纳光纤谐振环中产生多个模式并参与谐振,多个模式谐振的光谱相互叠加,形成带包络的游标光谱。通过提取游标光谱的包络线,实现高灵敏度的温度测量,灵敏度高达-10 nm/℃。但计算得到利用游标光谱时的温度测量范围仅约为4℃。为解决测量范围过小的问题,将包络光谱与单一频率组分对应的谐振光谱相结合,使测量范围扩大至约20℃。相比于单一频率组分对应的谐振光谱,利用游标包络光谱实现了灵敏度约1600倍的放大。该方案利用游标效应提高温度测量灵敏度的同时,利用单一频率组分对应的谐振光谱扩大了游标光谱的温度测量范围,提高了传感器的性能和实用性。

关键词： 无线温度电流传感器   换流站电缆   温度电流异常  

摘要： 运用无线温度电流传感器构建了新型换流站电缆温度电流异常情况预警监控系统,结合无线温度电流传感器的结构特点,设计并运用在换流站电缆的各种复杂情况布局中,依据换流站内电缆结构、监测需求和特殊布局等特点,设计出换流站全站拓扑结构的实时监控网络。