摘要：本设计作为可远程控制锂电池充放电的系统,能够为恶劣环境下的电子设备提供电源。锂电池充放电控制系统的通信部分采用RS485通信,由PC端作为上位机发布锂电池充放电命令,STM32单片机作为下位机执行对锂电池的充放电控制命令。整个系统由充电电路、放电电路、电压及电流采样电路、充放电指示电路和蜂鸣器报警电路构成。控制系统通过获得的锂电池电压与电流信息,对数据进行可视化操作。当充电时电压达到4.2V时,结束充电进程,进行锂电池过冲保护;放电时电池电压小于2.8V时,应当结束放电过程,进行锂电池低压保护。通过实验表明,该设计能够防止电池过充、过放、短路、过流等问题,增强系统应用弹性,提高安全系数。

摘要：针对强辐射、强粉尘、浓雾等特殊环境下光学设备识别效果不理想的问题,提出了一种利用超声换能器阵列实现对物体形状识别的方法。以超声相控阵技术为基础,设计了一种发射阵列与接收阵列上下交错的排布方式,发射阵列有8个阵元组成,接收阵列有2×10个阵元组成。通过提取各个通道回波信号的幅值,结合BP神经网络各层并行性的特性,利用计算统一设备架构(CUDA)并行模型,加速了训练和识别过程。制作了一款基于超声相控阵的物体形状识别系统原型机,通过多次实验测试,实现了2.78倍加速比,并取得良好的识别效果。

摘要：针对图像采集与处理系统研发中的现场可编程门阵列(FPGA)之间的高速图像数据传输问题,设计了一种全双工、高吞吐率、高稳定性和高抗干扰能力的高速图像数据传输方案。设计的片间高速图像传输系统提供了通用的图像传输接口,可兼容不同的数据位宽和用户时钟频率。高速图像传输模块分为协议层和物理层。协议层包括跨时钟域电路和CXP图像传输协议编译码电路,完成跨时钟域和图像数据流编译码处理;物理层基于Aurora 8B/10B core,完成数据流的串并转换以及多通道绑定等处理,并采用GTH收发器实现高速串行数据的收发。仿真测试表明,图像数据传输正确,图像数据流同步时钟最高可达250 MHz,传输位宽达128 bit,最高吞吐率可达32 Gbit/s,平均吞吐率为20 Gbit/s,并且还有很大的提升潜力。该高速图像传输系统能够实现高吞吐率、高抗干扰、低错误率的图像数据传输,有助于各种不同视觉测量系统和图像处理系统的开发,具有广泛的应用价值。

摘要：液压机械臂是一个多输入多输出、强耦合的复杂机电液系统,其控制系统的性能和机械系统密不可分。采用联合仿真的方法可实现各仿真工具之间的集成和数据交换,形成机械臂的一体化数字模型。围绕某特殊环境下液压机械臂系统进行机电液耦合联合仿真,在建模软件Solidworks中建立机械臂结构模型,然后将模型导入动力学仿真软件ADAMS中建立液压机械臂的虚拟样机,随后在多学科动态系统仿真软件EASY5中建立液压机械臂的液压控制系统模型,并向ADAMS实时输入液压活塞杆的驱动力,而ADAMS则向EASY5实时输出液压缸的位移、速度。通过对机械臂各液压缸运动位移进行控制,实现了机械臂运动轨迹的控制仿真。仿真结果表明,机械臂模型与液压系统模型之间实现了无缝连接,验证了联合仿真方法的有效性和实用性,可为机械臂设计和控制提供参考。

摘要：针对传统的车辆检测算法无法自适应地完成在复杂场景变化下提取目标相应特征的现象,提出了一种基于深度学习的车辆检测算法,该算法结合了Faster R-CNN开源框架和Loc Net网络算法。首先,利用RPN算法获得图片中的候选区域,以减少检测过程中对每张图片的计算量;然后,进入Fast R-CNN网络,利用该深度网络中的卷积层和池化层,自适应地获得车辆目标的所有特征;最后,进入Loc Net网络,通过输入已经得到的图片候选区域,通过卷积层和池化层,不断计算候选区域边界的概率,达到不断优化候选区域边界,最后得到车辆目标的边界框。使用深度学习卷积神经网络,可以避免人工设计车辆目标特征适用性不广泛的缺点,提升车辆目标检测和定位的准确性。

摘要：针对自适应接收机中高速A/D采样数据对高带宽和大容量的需求,提出一种DDR3控制器设计方案。采用在MIG IP核的基础上添加用户接口控制程序的设计方法,利用ZC706评估板实现了DDR3的读写控制。设计方案具有较高的可移植性和简单的用户接口,可以灵活地应用到不同的工程中。仿真和板级测试表明,DDR3可在800 MHz的接口频率工作,传输速度可达1 600 MT/s,验证了系统的可行性和正确性,其将有助于解决海量数据的高速缓存问题。

摘要：设计并制作了一种用于核辐射等传统光学设备效果不理想的环境下场景成像数据采集的超声波相控阵接收电路。相控阵系统的发射端采用DDS信号发生器得到40 k Hz正弦波信号,接收端首先对信号进行前置放大和二阶带通滤波,通过对不同强度信号进行调理放大后,通过32路A/D转换将信号存储到FIFO,主控芯片最后通过分时复用的方式读取数据进行成像处理。通过发射连续正弦波和正弦脉冲波测试实验,验证了设计电路对毫伏级回波信号的提取效果,并实现了大容量数据存储、连续有效读取多路信号的要求。

摘要：针对ROS系统平台的接口局限性,结合USB接口的通用性和普及性,采用USB摄像头作为系统的视频采集设备,设计和实现了一种基于ROS(机器人操作系统)平台的视频监控系统方案。基于UVC视频类协议的图像采集系统具有良好的兼容性,实现了USB视频采集设备在ROS系统平台上的免驱使用。视频采集程序的设计采用针对UVC协议的V4L2框架,有效地利用了ROS系统提供的应用编程接口。系统应用结果表明,本文提出的ROS视频监控方案具有良好的实用性和方便性,视频传输效果良好。

摘要：针对视觉测量系统的研发与验证问题,设计了一种具有高稳定性、高传输能力、高抗干扰能力的图像模拟源。设计的新型图像模拟源可以根据不同的应用场景输出符合相应要求的图像数据,且用户可以自主选择不同的分辨率与帧率进行图像格式输出。采用PCI Express 3.0总线标准协议,实现了图像数据源从上位机PC到FPGA板间的高速传输。其中,配置参数信息通过直接内存访问(DMA)从模式的寄存器通道下发,大容量图像数据源通过DMA主模式的高速数据通道下发;设计了多个控制器,完成了SDRAM DDR3缓存图像数据的工作,最终输出了符合Camera Link标准协议的图像数据。板级测试表明,上位机与FPGA板间图像数据传输的同步时钟达250 MHz,位宽达256 bit;最终模拟源输出图像数据的同步时钟为80 MHz,帧率达60 fps,且还有很大的提升潜力。图像数据输出满足Camera Link标准,验证了所设计模拟源的正确性,其有助于各种不同的视觉测量系统研发工作,具有广泛的应用价值。

摘要：为了满足用户在无线低带宽条件下高效构建移动机器人探索地图的需求,设计并实现了一种机器人探索地图远程传输系统。该系统通过基于占据栅格的机器人同时定位与地图创建算法(Fast-SLAM)进行探索地图的构建;针对无线低带宽环境下地图高效传输问题,对地图数据进行压缩并设计了地图交互协议,采用C/S模式实现地图准确、高效的无线传输。实验结果表明,该系统解决了无线低带宽条件下大面积地图高效传输问题,满足用户方便、高效、准确地构建探索地图的要求。