- 谈东奎;肖祖德;朱波;金来;张捷;
针对现有科目三路考评判系统需要依靠人工辅助完成项目评判，以致评判主观性较强且准确性不高的问题，文中利用激光雷达的高测距精度特性，提出一种基于点云目标检测的路考智能评判系统。该系统分为目标检测和智能评判两个模块，目标检测模块针对路考场景三维点云数据设计预处理、滤波、聚类、后处理和包围盒/框的目标检测算法进行环境感知，智能评判模块针对直线跟车行驶、变更车道和行人闯入等场景设计路考评判规则，最后结合目标检测结果完成路考智能评判。为验证路考智能评判系统的有效性，在智能电动汽车平台上进行实车道路驾驶试验。试验结果表明，所提系统能实时、可靠地完成路考项目的自动评判，评判准确率可达0.945,22 m距离内的平均测距精度高于99.55%，且整体算法的平均耗时仅为3.655 ms，能够为智能化、安全化和公平化的路考提供一种有效的解决方案。
2023年02期 v.46;No.625 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1876K] [下载次数：93 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘勇;邱宇;
在微波电路集成中，为了满足电路小型化的需求，通常使用埋入式电感等集成无源元件。但电感模型比较复杂，寄生参数较多，在版图设计当中难以一次性建立精准的模型。针对此问题，文中以埋入式集总参数功分器为例，基于ADS仿真软件，在添加可调的理想电感、电容后对功分器进行场路联合优化设计仿真。以功分器设计指标作为优化目标进行优化计算，得出可调的理想电感、电容值，再不断修改版图并循环优化。结果表明，可调的理想电感、电容数值逼近0,3次优化后工作频段9.5～9.9 GHz内的回波损耗S11低于-22 dB，满足-20 dB以下的性能指标，说明功分器的版图符合设计要求。
2023年02期 v.46;No.625 9-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1484K] [下载次数：60 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 徐杭微;毛谦敏;
为了实现对异步电机定子早期匝间短路故障的在线检测，文中设计一种定子匝间短路故障检测系统。根据定子电流中匝间短路的故障特征频率方程确定系统滤波的频率范围；利用电流互感器获取电机电流信号，并经硬件电路完成放大和滤波处理；利用经验模态分解对故障特征频率进行初步提取，并提出新的方法抑制密集模态混叠现象；结合Hilbert包络解调，实现故障特征频率的提取并减轻频谱泄漏影响；最后经频谱分析提取故障特征频率，检测电机是否存在定子匝间短路故障。对不同故障程度的电机进行检测，对所设计方法抑制密集模态混叠现象的性能进行对比，得出检测结果准确，抑制效果能满足要求。多次实验结果表明，所设计系统的实时性好，能够实现对异步电机早期轻微匝间短路故障的在线检测，并预防严重故障的产生，具有一定的实用价值。
2023年02期 v.46;No.625 13-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1593K] [下载次数：365 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 王燕君;徐英雷;
为使接收机在保证高灵敏度的情况下，适应接收端信号在很大范围内变化的需求，文中提出一种射频AGC和中频AGC相结合的四组AGC级联的完全反馈式AGC结构。首先阐述其设计思想并介绍关键电路与器件；其次，设计以国产集成芯片为核心器件的用于射频接收机的自动增益控制电路实现方案，通过对信道链路合理的增益分配、合理的器件选型，实现高于120 dB大动态范围的自动增益控制。采用该方案的实制品测试结果表明，其性能指标完全达到设计要求，在不同的频点都具有良好的电参数指标。文中方法能够解决大动态范围与高灵敏度、增益精确度、线性度等方面的矛盾，并克服早期接收机温度性能差、低温下易自激的问题，接收机稳定性得到显著增强；同时通过引入数字AGC思想，可应用于通信设备常规、跳频等多种工作方式。
2023年02期 v.46;No.625 19-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1346K] [下载次数：485 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 葛安亮;邵绪新;唐昊;李相坤;
随着海参捕捞机器人在海参捕捞领域的应用，作业危险系数极高的人工捕捞被逐渐替代，海参的捕捞成本也有所降低。但目前的海参捕捞机器人仍然存在捕捞效率低、对参体损伤大等技术难题。海参捕捞机器人的吸捕机构是实现海参捕捞和输送的关键机构，其工作原理和结构设计对于海参的捕捞效率和损伤率有非常重要的影响。因此，文中以海参捕捞机器人的吸捕机构作为研究对象，运用文丘里原理设计一种双推进器驱动的吸捕机构。首先，对吸捕机构的管路直径和入口流速进行计算；再运用有限元仿真方法对其内部流场进行模拟计算，分析不同推进器转速所提供的吸捕机构进出口压力差和速度差；最后，通过实验测试所设计吸捕机构的吸捕效果。测试结果表明，文中研究工作对于提高海参捕捞机器人吸捕效率和降低吸捕机构对参体的损伤具有重要的参考价值。
2023年02期 v.46;No.625 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1480K] [下载次数：578 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 于艾;赵全;高缨;张悦;郝龙;吴友朋;郑雪玲;
为提高对液体推进剂泄漏的监控能力，提出一种基于多通道气敏冗余的无线式气体浓度传感器组合的液体推进剂泄漏的无线监测系统，减少传统的单通道气敏元件监测传感器因气敏故障存在漏报或误报的不足。利用国产化微控制器HC32L136内置ADC采集2种电化学传感器（偏二甲肼和四氧化二氮）共6路气体浓度数据进行表决运算；RTC周期性唤醒微控制器，透过UART接口由2.4 GHz无线模块将采集的数据传输至手持终端或现场监测报警主机并报警显示，再按相关标准进行标准气测试及环境适应性试验考核。测试结果表明：推进剂泄漏无线监测系统周期性监测2种推进剂气体浓度、电池电量等参数，误差结果在±3%F.S.范围内，声光报警准确，误报率低。该系统具有功耗低、可靠性高、安装方便等优点，为液体推进剂泄漏监测提供一种新的技术手段。
2023年02期 v.46;No.625 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1587K] [下载次数：83 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 李兆星;丁涛杰;张子杨;
电磁阀的驱动信号通常是开关量（高电平阀门开通、低电平关断），比例阀的驱动信号通常是脉宽调制（PWM），驱动电流一般在3 A甚至更大。文中设计一种基于数字信号处理器（DSP）TMS320F28335的电磁阀、比例阀驱动系统，创新地设计使用隔离电源模块替代半桥驱动芯片自举电容的方式，实现电磁阀、比例阀驱动接口复用，即一个接口既可以输出开关量信号，也可以输出PWM信号。所设计系统可以驱动多路电磁阀或比例阀，以4路输出驱动接口为例，设计一种基于互锁电路的每一支路硬件过流保护，各支路经过并入串出移位器将其过流状态输入给DSP。试验结果表明，系统不仅占用接口资源少，而且占用片上资源少，具有可靠性和稳定性高等特点，对于片上资源紧缺的项目具有较高的实用价值。
2023年02期 v.46;No.625 35-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1511K] [下载次数：125 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 魏鹏;居来提·买提肉孜;王琰;
传统沙疗床存在加热不均匀、局部过热的情况。为了提升沙疗床均匀传热自动化的水平，文中根据硬软件模块化设计的思想，提出一种基于单片机STM32与虚拟仪器软件LabVIEW相结合的控制系统。该系统核心部分由步进电机驱动器、步进电机、硅橡胶加热板以及铂电阻传感器组成。对沙疗控制系统的主控芯片模块、电源模块、电机控制模块、温度采集模块和加热模块的硬件电路结构设计进行详细介绍；并在此基础上，采用生产者-消费者模式设计与之匹配的上位机LabVIEW软件系统和可操作的用户界面。设计的上位机软件应用并行循环和队列技术，可以提高采集和解析效率，实现对电机的参数控制和温度的数据采集与显示。所提控制系统具有较高的模块化、自动化，能够快速地将温度数据采集并保存，在智能化方面，沙疗设备控制效果较好。
2023年02期 v.46;No.625 39-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1602K] [下载次数：107 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 胡云;陈彦辉;许卫东;刘焕峰;
为了探究音频信号实时处理的方法和效果，文中以Cypress的FM4 ARM Cortex-M4 MCU入门套件、信号源和示波器构成实验硬件平台。在此基础上，利用Keil MDK-ARM编程工具并结合微控制器软硬协同的特点，分析不同采样频率对数字信号处理中系统带宽的影响，以加深学生对奈奎斯特采样定理的理解，更好地掌握编码解码器在数字信号处理系统中实现模/数转换和数/模转换功能的基本方法。通过观察数字处理过程中信号采样可能产生的混叠现象，引导学生认识数字处理系统中抗混叠滤波器和重建滤波器设计的重要性及其特性。基于该实验平台，学生可以快速面向应用进行项目开发，增强理论应用能力和综合实践能力。文中通过构造一个富有启发性且难易适中的包含硬件开发、软件仿真和算法实现的实验环节，实现验证性、综合性和演示性的统一。
2023年02期 v.46;No.625 44-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1525K] [下载次数：137 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 张磊;许辉辉;徐叔喜;汪健;
传统频率采集常用微控制器内部定时器实现，但内部定时器存在响应延迟，计数时会损失CPU响应时间、影响系统中断等，在需要高精度频率采集应用场合不适用。为此，文中设计一种专用的频率采集控制器IP，内置6个独立的可编程计数器阵列和6个独立的的捕捉模块，计数器时间基准的时钟采用与捕捉模块一致的时钟频率，可配置为与APB总线接口工作频率相同的时钟，或者是APB总线工作时钟的2分频、4分频、8分频，每路捕捉模块都可实现上升沿、下降沿、双沿采样等功能。通过频率采集内部FIFO，实时记录当前信息，计算频率发生次数，采集精度最小可达到10 ms。所设计频率采集控制IP集成通用AMBA APB总线接口，可直接应用于微控制器设计中，实现对输入信号高精度采样的功能，具有高实时性、多路同时高精度采样等特点。
2023年02期 v.46;No.625 49-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1527K] [下载次数：51 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 张晋铭;杨洋;文丰;张凯华;
在航空航天领域，研究飞行器的气动模型和飞行风洞，需要对飞行器的不同部位进行压力数据采集。由于飞行器舱内噪声环境复杂，各通道间容易出现信号串扰，因此文中针对高精度的测量要求，设计一种以FPGA为核心控制器的压力数据采集系统。该采集系统以模块化作为设计框架，以多通道采集和单通道调理作为设计方法；为减小干扰噪声的影响，在硬件方面设计高精度的调理电路和A/D转换电路，软件设计上采用过采样、去极值取均值算法和FIR数字滤波IP核。仿真结果表明：所设计的嵌入式算法可以减小噪声的影响；且文中系统采集精度优于0.2%F.S.，具有较高的信噪比。
2023年02期 v.46;No.625 53-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1532K] [下载次数：355 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] - 焦双健;刘东;王超;
铁路安全问题中由障碍物造成的安全事故占比大，后果严重。目前，铁路障碍物的检测方法存在检测精度低、实时性差的问题，并且需要耗费大量人力。为此，文中将目标检测技术应用到铁路障碍物检测中，通过实时监控预警辅助人工巡检，提高检测效率。首先选取Faster R-CNN和SSD两种目标检测算法，根据特征提取网络性能对比，选择两种性能较好的特征提取网络VGG-16和MobileNet-v2，完成4种目标检测模型的搭建；然后通过修正参数训练，对两种模型进行对比，确定最佳模型为SSD＿VGG-16；最后在此基础上，从反卷积特征融合方面入手，对模型进行改进。测试结果表明：改进后的New＿SSD＿VGG-16模型的平均精度（mAP）为82.4%，单张图片平均检测时间为0.071 s；相较于Faster R-CNN及未改进的SSD＿VGG-16模型，文中模型在保证一定检测准确率的同时，还可以提升检测速度。
2023年02期 v.46;No.625 57-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1841K] [下载次数：304 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ]
- 文馨贤;
当前国内金融市场的投资交易已从基于传统技术分析等方法的主观交易逐渐转向基于程序化的量化策略交易。股票市场已有大量量化策略的研究工作，但针对期货市场的量化交易策略的研究还不足，已有策略在日内高频交易中的投资回报和风险控制还有待优化。为提升期货高频量化策略的盈利和风控能力，文中设计一种期货交易环境，将1 min时间粒度的高频K线作为环境状态，针对期货交易中持仓状态和交易操作构建相应的动作空间及算法；采用基于LSTM的深度强化学习模型LSTM-Dueling DQN，使其更适用于处理序列输入的状态空间，并显著提升模型的学习速度。对DQN、Double DQN、基于全连接神经网络的Dueling DQN(FF-Dueling DQN)三个基准模型进行实验对比，得到文中构建的交易策略在四个黑色系商品期货交易中累计收益率最高达到43%，年化收益率达到153%，最大回撤控制在10.7%以内。实验结果表明，所提策略在震荡行情和趋势行情中都能实现超出业绩基准的超额收益。
2023年02期 v.46;No.625 125-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1674K] [下载次数：1594 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 郭峰;陈金川;谢云;
脑机接口通过对运动想象脑电信号的分类识别，帮助运动神经严重受损的患者实现与外部设备的直接交互。为了提高多分类运动想象脑电信号的分类准确率，提出一种基于卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）和长短时记忆（Long Short-Term Memory,LSTM）网络的脑电信号识别方法。首先，对原始脑电信号进行预处理，并利用快速傅里叶变换提取出相关频带的能量值；其次，对处理后的脑电信号采用一维卷积神经网络提取空间特征，再利用LSTM网络在序列上的建模能力，将空间特征组成特征序列输入到LSTM网络，提取时间特征；最后，将LSTM网络输出的特征输入到Softmax分类器，把结果分为左手、右手、舌头和脚四种类型。文中使用BCI Competition Ⅳ竞赛的数据集2a对所提的方法进行验证，实验结果表明，所提方法能够有效地提高多分类精度，分类结果的平均准确率达到90.38%。
2023年02期 v.46;No.625 132-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1413K] [下载次数：887 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：2 ] - 谭志琼;魏代俊;
职业教育中，成绩评定“重识轻技”现象一直没有得到有效解决。为此，文中采用AHP方法的主观赋权和基于数据的熵权法，利用最小相对信息熵原理求得组合权重，并综合考虑考试形式、评分标准、各科难易程度以及各科在职业定位中地位的不同。其次，利用DS/AHP构建基于过程性、多变量不确定信息成绩评价方法，克服当前职业教学中成绩评价系统存在的缺陷，如：只注重学生的理论认知能力，以考试成绩为主，并没有完整地体现操作技能能力与职业素质；学生的过程性评价（练习情况、课堂表现、操作技能）完全依靠教师的主观意愿和判断，无法做到真实公正。文中所构建的定量、客观公正、立体的职业教育成绩综合评定体系，可为推动职教高质量发展提供路径，也能够更好地落实国家“三全育人”理念。
2023年02期 v.46;No.625 137-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1342K] [下载次数：283 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 朱波;卿兆波;
针对实时二维姿态估计复杂模型中网络参数多、计算复杂度高的问题，文中提出一种轻量级人体姿态估计算法（SASNet）。该方法采用轻量型MobileNet v3作为骨干网络，引入空间域自注意力模型（Self-Attention）、通道域SENet模块两种维度的注意力模块，在此基础上融合构建SASM(Self-Attention SENet Module)模块，从而在减少参数、降低运算复杂度的同时，提升网络模型的性能。COCO校验集上的验证结果表明，所提算法与常见的轻量型位姿估计算法相比，能够以更少的参数量和复杂度实现更高精度的检测；SASNet与复杂模型OpenPose相比，参数量只有其11.9%；与轻量型模型Lightweight OpenPose相比，参数量减少20.5%。文中的轻量化改进方法可有效减少参数量，实现轻量化，精度较高。
2023年02期 v.46;No.625 143-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1587K] [下载次数：170 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 刘希臣;
变电站内多种电气设备同时运行时，实时负载状态监测难度大，若电气设备负载状态异常会影响变电站运行的安全性与稳定性，为此提出基于NB-IoT的变电站电气设备实时负载监测技术研究。设计与调试NB-IoT通信技术，采集电气设备实时负载数据，应用布莱克曼自卷积窗频谱校正算法处理负载数据，基于最大流方法计算电气设备负载的安全裕度，制定电气设备实时负载监测规则，判定电气设备实时负载状态，实现了对电气设备实时负载的精准监测。实验结果表明，应用所提方法获得的电气设备实时负载数据校正误差系数最小值为0.1，电气设备实时负载监测结果与实际负载状态保持一致，充分证实了所提方法的应用性能更佳。
2023年02期 v.46;No.625 149-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 1526K] [下载次数：125 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 吴飞飞;李晓娟;
针对市场上通货核桃多品种掺杂、各类核桃相似度高而难以有效区分的问题，文中提出一种深度学习的通货核桃品种分选方法。建立包含四种主栽核桃品种外部种类信息图像数据库，并结合专业知识进行人工标签；构建嵌入BN的Inception多尺度特征融合结构，加速实现多尺度视觉信息的聚合；加入捷径连接，增强模型对特征的复用，缓解过拟合问题；加入SE注意力机制，增强模型的抗干扰能力；使用余弦退火加速模型收敛，在此基础上，构建深度学习网络模型（BSNet），以实现核桃品种的动态分选。将BSNet模型与ResNet18、ResNet50、ResNet101、DenseNet121、GoogleNet等经典模型进行对比实验，实验结果表明，BSNet模型在自建数据集上的分选平均准确率达到96.13%，优于经典模型，证明所提方法能够有效应用于核桃品种分选。
2023年02期 v.46;No.625 154-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1418K] [下载次数：101 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 丁淑艳;李伦波;硕力更;郭剑辉;
针对目前野外土壤环境监控系统中存在的智能化与实时性不足问题，文中设计一种新型土壤环境监测系统，对土壤的pH、氧化还原电位与温度参数进行实时监测。该系统主要由MSP430F5529控制器、电极信号采集、温度采集、电池电量采集、铁电存储器、LCD显示与低功耗蓝牙模块等部分组成。首先控制ADS1248采集电极信号，通过I2C接口读取数字温度传感器的值；再采用电极法测量土壤的pH值，采用电位法测量土壤的氧化还原电位；最后将测量的数据保存在本地铁电存储器中。Android手机端APP可通过蓝牙模块读取本地数据，并实时上报云服务器，技术人员则可根据上报的数据实时掌握土壤环境质量情况。实验结果表明，所设计系统具有体积小、功耗低、智能化程度高、使用方便等优点，在野外土壤环境监测场合下具有很好的应用前景。
2023年02期 v.46;No.625 159-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 1484K] [下载次数：262 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 慈睿佳;李仁伟;
模糊人脸图像细节不清，导致相关领域人脸识别过程中出现错误识别或无法识别的问题。为提高人脸识别的准确性，文中在视觉传达约束下构建模糊人脸图像多尺度特征重建模型。首先，对模糊人脸图像进行灰度处理和去噪处理，并利用高斯金字塔将人脸图像分解为三个尺度；然后分别提取三个尺度图像的人脸特征，利用自编码超分网络建立模糊图像和高分辨率图像之间的对应关系，构建重建模型；最后，将多尺度特征作为模型的输入，通过求解模型实现模糊人脸图像多尺度特征重建。结果表明，重建模型的平均峰值信噪比和平均结构相似性达到相对极大值，分别为9和0.87，说明所构建模型重建的人脸图像质量较高。
2023年02期 v.46;No.625 164-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 1442K] [下载次数：93 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 阮若琳;王跃峰;王英飞;李亚娟;
光电耦合器以光为媒介传输电信号，广泛应用于各种领域的隔离信号传输。文中以某塑封光耦使用失效的问题为例，从元器件的失效分析结果探究其工程应用的优化方向。采用声学扫描、X-ray、开封检查及能谱分析等失效分析手段对失效器件进行分析，并对失效分析的内容依次探究解读，分析其受热应力、受潮、受腐蚀和工艺控制，及Au—Al键合点的IMC和Kirkendall空洞生成加速致使键合点开裂等方面的可能性。进一步对失效器件的电路设计及应用进行分析，从选型、电路工作参数计算出发，分析其输出端的设计缺陷和3只光耦并联的输出端电流工作状态，并进行结温计算，给出对电路设计状态的最终分析结论和其电路应用的优化方案，整理光耦选用要点和注意事项，为广大工程应用及电路设计者提供参考。
2023年02期 v.46;No.625 169-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 1663K] [下载次数：225 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ]