摘要:为了实现复杂电网环境下对基波和任意次谐波精细化检测补偿的需求，基于传统ip-iq检测法设计了一种对基波和任意次谐波电流的多功能精细检测新方法。基于瞬时无功功率理论给出了谐波电流有功/无功分量的定义，通过使用单锁相环结合倍频器的方法获取了各指定次谐波的频率信号，利用相位合成补偿的方法改进了传统ip-iq法的Park变换矩阵，设计了直流分量积分提取法代替传统方法中的低通滤波器。该方法弥补了传统检测方法的功能性不足，并具有更高的检测速度和检测精度。通过MATLAB/Simulink仿真分析，验证了所提方法的有效性和灵活性。

摘要:提出了一种新型的基于PCB覆铜板的手写位置传感系统。首先建立PCB手写板仿真模型，数值模拟了不同激励模式下的电场分布，并根据仿真结果优选了适合微弱信号检测的激励模式。其次，设计并实现了基于锁相放大原理的激励源和微弱信号检测系统，其中包括交流恒流激励源、窄带带通滤波器、高增益低噪声放大器、双锁相放大器的设计原理和方法。在画笔定位算法上提出了基于线性插值的等势线相交法。仿真分析、与实验结果表明，所设计的手写系统能够在PCB覆铜板上准确定位画笔的位置。

摘要:针对不同深度肌肉肌电信号检测的电极间距不明确的问题，文中首先分析了单纤维肌电信号仿真模型中电极间距和肌纤维深度对肌电信号的影响；然后结合尺侧腕伸肌和膈肌肌电信号采集实验，分析电极间距与肌电信号振幅和频谱之间的关系。计算电极间距扩大对肌电信号振幅增长的贡献率，从而确定适合于不同层次肌肉肌电信号检测的阵列电极间距。仿真分析和实验结果均表明电极间距扩大可提高肌电信号的振幅，且用于深层肌肉肌电信号检测的电极较之浅层肌肉需要更大的电极间距。

摘要:提出了基于脑电生物反馈技术对失眠障碍患者进行康复训练的非药物康复治疗方法。设计出利用脑电模拟前端芯片ADS1299的脑电信号（EEG）采集装置，采用了QT和MATLAB混合编译完成脑电信号的预处理及利用小波变换分解出的α波特征信号表征大脑状态，通过音视频将当前脑状态信号反馈给患者，根据量化指标对应的康复方案，指导失眠障碍患者训练平静放松的状态，达到治疗失眠康复目的。并采用匹兹堡睡眠质量量表验证了失眠康复仪对失眠障碍患者显示出良好改善效果。经测试该方法对患者无副作用且有效。

摘要:本文提出了一种基于带状线结构的探针耦合馈电的微带贴片天线。天线工作在X波段，贴片形状为正方形，宽度为9.3mm；馈线部分经由微带线转带状线结构后弯折，上部形成L型探针的结构。在X波段VSWR＜2的带宽约为16.30%.在垂直方向的增益约为8.78dB，交叉极化比约为33.20dB。在这个天线的基础上设计了类似结构的PIFA天线，对天线带宽提升到19.1%的同时，使得贴片垂直方向的交叉极化比约为45.3dB，与之前提出的天线相比该项指标提升超过了10dB。在实际应用方面，这种天线由于极化隔离度较好，则不容易受到其他天线的干扰，具有一定的应用价值。

摘要:波控系统是相控阵雷达天线的一个重要的子系统。相控阵天线的波束合成、捷变以及赋形功能都需要由波控系统调度控制完成。传统波控系统由波控分机与波控单元的独立分级和模块组成，不能满足机载雷达空间尺寸小、速率要求高以及线缆布局轻量化的要求。本文设计并实现了一种基于Serializer/Deserializer (SerDes）总线的波控系统，通过将各模块集成在天线阵面的内部的方式，减小了对体积与重量需求，在模块间使用SerDes总线作为数据传输链路，传输速率达到2Gbps的同时大大简化了芯线的连接。文中对系统/模块的设计、定时同步技术、高速链路设计方法与进行了阐述，最终的天线阵面性能测试结果验证了该系统的可实现性。

摘要:针对当前地铁定位系统定位严重依赖于地面应答器的技术难题，提出了一种利用二维码定位的虚拟应答器的测试方法。在高精度时钟同步的基础上，设计了新型数据融合算法，制作了数据解调电路，构建了作对称三备份高可用性系统，对该测试系统进行了验证。试验结果表明：该测试方法可借助二维码实现列车的自主定位与启停，实时显示列车状态，定位精度可达厘米，且无需后继的地面应答器的人工维修，节省大量成本。同时，为实现列车自动驾驶的测试提供了可靠解决方案。

摘要:伴随立体影像直线特征提取技术的迅速发展，针对直线提取技术的综述性文章相对较少，且研究人员很难对其有较为全面掌握的情况。本文对国内外研究学者提出的立体影像直线提取技术进行了相对系统的概述与归纳。并且本文从直线特征提取的完整性、抗噪性、高效性和复杂性4个方面通过实验进行总结对比,结果表明，不断改进后的直线特征提取算法可以有效地削弱或者去除直线提取过程中的锯齿效应所带来的影响，从而可快速获取符合直线匹配要求的的线特征。因此直线特征作为立体匹配后续高级处理的基础，在影像处理和模式识别等领域的研究具有巨大潜力。

摘要:无刷直流电机(BLDC)驱动电路中，针对功率场效应管(MOSFET)栅极驱动电压波动较大的问题，提出一种基于能量守恒的自举电容容值计算方法。根据BLDC动力学模型对六步换相中单次换相时间间隔进行分析，通过BLDC和MOSFET等效电路构建电机驱动电路模型，分析电路中能量转移方向进而计算自举电容容值。依据本文提出的方法搭建无刷直流电机驱动系统，所述方法构建电路的栅极驱动电压峰谷差值为0.2V。实验结果表明，相较传统经验方法，该方法选取的电容使功率管栅极驱动电压稳定性提高80%。

摘要:硫化锌（ZnS）是一种被广泛使用的光学薄膜材料，因为其透光区宽，易于沉积等特点被广泛用于制作宽光谱薄膜器件。本文利用太赫兹时域光谱技术（THz—TDs）对硫化锌进行太赫兹光谱特性检测。通过实验分析并进行光学参数计算，得到硫化锌在0.2—2.4 THz频段内透过率随着频率增大而增大，折射率在2.88-2.94之间(相较于可见光波段大些)，从吸收谱看，ZnS在0.23、0.39、0.81、2.06 THz处存在吸收峰；且介电常数的实部在8.3-8.7之间，虚部在0-0.08之间，该研究为硫化锌材料在太赫兹频段的应用提供了参考。

摘要:针对现有空气净化器的净化范围有限、结构固定、需要匹配各种室内清洁设备（例如扫地机器人）以及空间和经济成本较高的问题，设计研发了一种一体式多功能空气净化器。在传统的扫地机器人通过单片机与空气净化部分实现串口通信的基础上，利用终端节点的各类传感器采集环境数据，协调器节点在对数据进行分析处理后，单片机对工作模式做出智能选择，增强了产品功能的延展性，创新的实现了对突发性污染源的定位追踪和净化；配合自主开发的App交互端，完善了用户的体验；独特的出风口设计，有效解决了小型空气净化器的空气对流较弱的问题。

摘要:针对虹膜采集设备昂贵和可见光虹膜采集易受光照不均、光斑、镜面反射、睫毛遮挡等干扰导致图像质量差、虹膜定位困难的问题，设计出一种可见光下采集虹膜图像并质量评估与虹膜定位系统。该系统以Raspberry Pi 3B+(RPi 3B+)为核心，驱动IMX477R图像传感器采集多张眼部图像。首先采用MSRCR算法对图像增强对比度和拉格朗日插值法去除光斑，然后采用Tenegrad函数评估图像清晰度质量，最后采用灰度特性阈值化和Daugman圆梯度算法定位虹膜内边缘以及采用微小区域搜索法和混合测地线区域曲线演化法定位虹膜外边缘。测试结果表明，虹膜采集系统运行稳定，性价比高，图像质量评估合格率达84%，虹膜定位准确率达91%。

摘要:智能水下机器人在众多重要领域都是必不可少的一环，如水下资源探测、海洋数据勘察、水下通讯作业、水下科研数据采集等。在传统路径规划中，蚁群算法被广泛应用，但是也由于蚁群在选择路径上具有一定的随机性，蚁群数量庞大，所以算法寻优速度缓慢不容易收敛，且存在局部最优等问题。因此本文主要针对水下机器人的三维路径规划问题进行优化，提出了一种协同进化算法。将蚁群算法与粒子群算法协同进化与动态信息素的蚁群算法进行对比，提高了算法的效率与稳定性，使种群能更快选择出更优的路径以达到到达目标节点。

摘要:针对以往自动气象站气压传感器采用GUM评定不确定度时，缺乏不确定度分量之间相关性分析的问题。该文以PTB210型的数字式气压传感器为研究对象，参照气压传感器检定规程设计了相应的实验室校准方案，并演算出其对应的测量模型，在分析其不确定度分量之间的相关性的前提下，研究制定出相应的不确定度评定的方法。通过执行该方法，得出在1010hPa校准点时其正行程和反行程的合成标准不确定度分别为0.065hPa和0.069hPa的结果。结果表明，采用该方法更加贴近实际，不确定度评定的结果更加真实可靠，能有效的弥补以往GUM评定气压传感器不确定度时的不足。

摘要:为减少射频识别RFID系统中阅读器识别的总时间并且针对分组DFSA算法中组内效率不高的情况，提出一种新的分组DFSA算法。阅读器通过分析每一帧中的识别结果设定一个动态变化的分组因子，标签根据混沌伪随机数生成自身特征值，然后与分组因子值对比来选择是否在当前帧应答。MATLAB仿真得出，新算法系统效率稳定，减少了识别需要的时隙数目。在待识别标签数低于300时，比DFSA和分组DFSA算法所用识别时间减小了11.7%-16.1%；在待识别数超过1000时，比DFSA和分组DFSA算法分别减小48.8%、17.14%以上。

摘要:行人检测是目标检测领域的一个重要分支，目前行人检测算法已经取得了较好的发展，但拥挤场景下存在着行人间的严重遮挡，这为检测任务带来了极大的挑战。为有效缓解该问题，本文在YOLOv3的基础上进行改进，提出单阶段密集行人检测算法：Crowd-YOLO，该算法将可见框标注信息加入到网络中，使网络同时预测全身框与可见框信息从而提升检测性能；提出时频域融合注意力模块（TFFAM），将频域通道注意力和空间注意力加入到网络中重新分配特征权重；采用数据关联型上采样代替传统的双线性插值，使深层特征图获取更为丰富的信息表达。本文使用非常具有挑战性的大型拥挤人群场景数据集CrowdHuman进行训练和测试，实验结果表明，本文所提方法比基础网络在AP50指标上提高了约3.7%,在召回率（Recall）指标上提高了3.4%，其中时频域融合注意力模块为网络带来了2.3%AP的性能增益。实验结果验证了本文所提方法在拥挤人群场景下的有效性。

摘要:光伏阵列的缺陷检测及其影响评估对于提高其系统的性能和可靠性具有重要意义。针对光伏阵列热斑缺陷的检测图像存在细节缺失和易受噪声干扰的问题，为了能够快速地识别缺陷，准确地分析其损坏程度，提出了一套系统性的检测方案。使用手持热成像仪对光伏阵列进行拍摄，将所获取的图像传输到计算机上,并通过灰度化处理将原始红绿蓝色彩模式(Red-Green-Blue color mode, RGB)图像转化为灰度图像。针对传统热成像检测技术存在效率低与缺少缺陷衡量标准等缺点，提出了一种灰度转换算法，首先将灰度图像进行K均值聚类 (k-means clustering algorithm, K-means)，再进行线性增强，将各个区域灰度值线性增加，接着采用阈值分割算法将图像颜色簇进行灰度转换，最后根据所提出缺陷程度表对图像进行定量分析，数据与图形结合表示出光伏阵列的缺陷情况。实验结果表明该方法在缺陷程度检测方面与传统二值化处理算法相比，检测偏差小于2%，并且能详细地显示轻微缺陷与重度缺陷区域缺陷的细节。同时针对图像的非均匀性噪声干扰有较好的抑制效果，提高检测精度。

摘要:本文提出了一种新的基于多因素融合的驾驶预警方法。首先，结合现有的疲劳评判因素，提出了一种基于多因素的危险评判标准，克服了传统单因素方法的应用的局限及易受外界干扰的缺点。其次，提出了一个基于SSD的检测网络，其中，用先进的MobileNetV3替换了主干网络VGG，用修改的NMS层实现了快速目标检测，最后用新设计的多任务检测器及损失函数实现了多任务检测。在预训练权重的迁移学习后，实测的检测准确率为95.7%，速度为41fps，实现了准确及实时性。

摘要:为了降低噪声对图像配准精度的影响，提出了一种基于高阶累计量的图像抗噪声配准改进算法，首先通过对图像作去均值处理，并利用三阶累计量的离散傅立叶变换得到三阶谱，然后计算出归一化互双谱，来有效抑制噪声的影响，最后利用傅立叶逆变换得到了精确的平移量、旋转角度和尺度缩放因子。仿真实验结果表明：提出的改进算法能够将含有较强噪声的图像进行更为精确的配准，得到平移量、旋转角度和尺度缩放的最大估计误差分别仅为0.58pixel，0.19°和0.36%，且配准后的图像具有较小的均方根误差均和较大的归一化相关峰置信度，进一步说明了提出算法对噪声影响具有更强的适应性和鲁棒性，能够获得更加精确的配准图像。

摘要:为了提升医学诊断的预测精度，本文设计了增强稀疏自编码器和Softmax回归的特征学习和分类阶段组合方法。在稀疏自编码器(SAE)网络的特征学习中，通过惩罚网络的权重实现稀疏性，结合反向传播学习方法将变化向后传递并迭代优化成本函数。在Softmax回归分类阶段中，利用带动量的小批量梯度下降法来优化Softmax分类器的交叉熵，结合小批数据计算模型误差更新模型参数并实现收敛性。将本文方法用于心脏病、宫颈癌和慢性肾病(CKD)数据集实验，其预测精度分别为91%、97%和98%，并且表现出较高的特征学习和鲁棒的分类性能。

摘要:本文设计了一种应用于无线局域网络（WLAN）和全球微波互联接入（WiMAX）的新型紧凑型三频段单极子天线。基于传统单极子天线，通过调整天线结构即加载缝隙和添加枝节来产生三个谐振模态。天线印刷在相对介电常数为4.4的FR4介质板上并采用共面波导（CPW）方式进行馈电。其尺寸仅为25 mm × 18 mm × 1 mm，在此小尺寸下天线能产生三个不同谐振频带，并可以完全覆盖WLAN (2.4～2.48 GHz)、(5.55～5.825 GHz)和WiMAX(3.4～3.6 GHz)这三个频段。使用电磁仿真软件HFSS对天线进行设计和仿真，并对天线进行了进一步的加工和测量，且实测结果与仿真结果基本吻合。测试结果还表明天线具有良好的全向辐射性能，最大增益为3.8 dBi，满足WLAN/WiMAX无线应用需求。

摘要:针对非重叠固定扇区波束形成指向模糊，主瓣增益低以及旁瓣较高等问题，设计了一种应用于圆环共形的重叠阵算法。该算法将圆阵划分为多个120°互相重叠的扇区，扇区数量和重叠区域可调整，同时采用有向阵元和Taylor加权，使得期望方向发射波束位于所划分扇区中心区域，获得最大增益。结果显示，与固定扇区非重叠圆阵相比，重叠圆阵发射单波束旁瓣抑制由-10.16dB下降至-21.2dB；发射两波束旁瓣抑制由-18.92dB下降至-24.18dB，主瓣增益由10.76dB上升至15.32dB；发射八波束时各波束主瓣指向精准无偏移且副瓣较低。结果表明，相对于传统固定阵波束形成算法，重叠阵算法在主瓣指向、主瓣增益及副瓣抑制等方面表现更加优良。

摘要:机载数据链系统是现代民机的重要组成部分,为满足迅速增长的通信需求,机载数据链系统必须具备更快的传输速度和更高的稳定性。基于IMA架构的机载数据链系统是一种新型的数据链系统，各方面的性能尚未得到充分验证。为了验证基于IMA架构数据链系统的时效性，本文设计并搭建了一套数据链仿真验证系统。该系统包含机载端系统、VHF链路和地面端系统，实验基于ICAO Doc 9896中数据链实际通信性能的测量方法，在地面应用端读取并记录了60条上行报文的发送时间以及收到下行响应报文的时间。结果表明，基于IMA架构的数据链通信系统符合RCP 240性能要求。

摘要:针对目前多路信号源DA转换及其调理电路的复杂性问题，结合测试系统对于模拟信号源的需求，设计了一种基于FPGA和PCI总线的多路模拟信号源。信号源包含23路0-28V可调模拟电压和1路100V直流模拟电压。该板卡以FPGA作为系统控制器，PCI9054作为PCI总线协议芯片，100V模拟电压通过升压芯片LM5022产生，并通过NAIS公司的光MOS继电器AQY277A来控制输出;23路0-28V可调模拟电压通过6片四通道DA转换芯片AD5504进行DA转换。最后经过上位机标定系数，辅助提高输出电压精度。并与上位机配合测试得到大量数据，验证了该板卡可以可靠输出所需电压，稳定性高，满足设计要求。

摘要:针对传统相位噪声测量仪器价格昂贵，系统复杂，无法广泛应用于实验室及大型工业生产测试等问题，设计了一款轻小型相位噪声测量系统。该系统基于时间-电压转换技术，运用FPGA和单片机硬件平台，实现了对具有微小频差的同频信号以及异频信号在过零点上升沿处相位时差序列的高精度测量；利用自相关算法与傅里叶变换实现了时域相位时差序列向相位噪声的转化，并通过上位机软件实现了相位噪声的测试结果的显示和存储。最终实验表明该系统的时差序列测量分辨率可以达到10-12量级，与PN8010测量仪在0～100kHz的偏载频范围内的相位噪声测量误差在5dBc以内。

摘要:针对传统的视频车流量检测算法采用的特征单一、天气鲁棒性差，易受车辆遮挡等问题，提出一种融合时间空间特征的车流量检测方法。以前景和背景图片的分块的互相关归一化值作为检测车辆经过的特征，在时间上累积得到时空累积特征图，在时空累积图上对特征值进行分析处理，并引入深度学习目标检测算法辅助进行背景更新和消除车辆因遮挡等问题所导致的漏检，并对行人、自行车等干扰因素进行校正，达到统计车流量的目的。实验表明，本文算法准确率一般能达到91%以上，在大部分情况下都优于传统的帧间差法和光流法，且实时性好，能较好满足车流量检测系统的要求。

摘要:随着工业化的发展，越来越多的精密测量设备应用于眼科。许多眼科手术的术前、术后，通常需要对各种眼前节生物参数进行准确测量。常见的影响人眼屈光力的生物参数包括：眼轴长度、角膜屈光力、前房深度等。本文综述了三种已获得医疗器械注册证，采用光学干涉技术设备的工作原理；并分析了这些设备获得眼前节生物学参数的测量原理。可以为眼科临床研究及医疗器械技术审评工作提供参考。

摘要:为进一步提高大气环境调频非接触模式原子力显微镜（Frequency Modulated Non-Contact Atomic Force Microscope）样品表面形貌表征能力。本文基于大气环境光路调节系统设计了高精度驱动位移调节装置，采用多块堆叠的切向压电陶瓷实现了stick-slip高精度驱动方式，调节精度达到了2.6nm/V，其精度高于常规步进电机，使得悬臂反射率达到26%。基于该高精度位移调节装置设计，系统实现了谐振频率检测与反馈，其中共振频率f0=158.73 kHz，半高宽ω=373.2Hz，品质因数Q=564，系统最小检测灵敏度达到80mHz，系统电压噪声密度约为2.32，系统整体噪声为253.3 fm/√Hz。为表征样品形貌奠定了基础。

摘要:为提升机器人与人类之间的交互能力，实现人机交互更加智能、自然。提出了基于通道注意力机制的人脸表情识别方法，以双足人形机器人NAO为实验平台，设计了能进行人脸表情识别的人机交互系统。首先，通过RAF-DB数据集对注意力机制的人脸表情识别算法进行训练，训练结果显示，模型可以对7种基本表情(高兴、生气、恶心、恐惧、伤心、惊讶和自然)进行识别，其准确率可以达到76.21%。其次设计NAO机器人面对不同表情时的交互语音和动作，最后，对整个人机交互系统进行测试。测试结果显示，当NAO机器人接收到电脑端识别的情绪后，会像人类一样说话和做出动作。