摘要：为解决微小型防御设施中红外运动入侵目标检测追踪算法的部署问题,降低防御设施的虚警率,提出基于ZYNQ架构的红外运动目标入侵追踪技术。该技术以中波红外相机拍摄的多序列红外图像为基础,利用双边滤波算法、帧间差算法、形态学算法等红外运动目标追踪算法,重点对恶劣环境下入侵目标的数量与运动轨迹进行标取追踪处理,并基于ZYNQ实验平台对算法进行硬件逻辑设计。实验结果表明,该算法对红外运动入侵目标的标取与追踪具有较高的准确性与鲁棒性。

摘要：针对海洋设施表面的硬质海洋污损物设计了一种接触式仿生除污结构,通过理论模型及实际试验对不同结构的除污性能进行了测试,并根据试验结果对其除污机理做出了分析。结果表明:最大直径(D_m)和纵向缩减率(Y^(*))相同时,直径缩减率(D^(*))在6%~8%的结构具有更好的除污性能,而在D_(m)和D^(*)相同时,随着Y^(*)增大,除污性能随之提高。分析其原因,D~*和Y^(*)是影响除污过程中切向刮擦力的主要仿生结构参数,对D^(*)和Y^(*)进行适当设计,可以提升仿生除污结构的除污性能。结合仿真模拟和实际试验可知,D^(*)=8%的结构具有最佳除污性能。

摘要：压电微机械超声换能器(PMUT)是超声测距领域的重要传感器件,增强PMUT的测距性能对促进工程化应用具有重要意义。基于Helmholtz谐振腔体的吸声和扩声特性,设计了吸收PMUT背部声波的腔体结构及正向扩声的喇叭口结构。实验结果表明,在2 m距离处,集成Helmholtz谐振腔体的PMUT在超声信号幅值上有显著提升,达到321.13 mV,相较于常规贴片薄膜下的腔体结构,信号幅度增加了90.5 mV,增幅为39.2%。此外,配备Helmholtz共振特性喇叭口的PMUT在同一距离上的信号幅值测量结果为540.72 mV,相较于未配置喇叭口的PMUT,信号幅值增加了162.41 mV,增幅达到42.9%。上述结果表明,将PMUT与Helmholtz谐振腔体的声学特性相结合,对于提升PMUT在超声测距领域的应用具有重要意义。

摘要：针对复杂的非结构化工作环境,为提高载物移动能力,提出了一种具有多适应性的新型轮履复合式移动系统。该移动系统由变径步行轮和履带系统组成,既发挥了轮式结构平地行走的转弯灵活性和运动高效的特点,又结合了履带式结构爬坡时良好的稳定性和适应性。同时,为进一步提高爬坡时货物的安全性,设计了自适应载物升降平台,通过陀螺仪运用卡尔曼算法进行平台倾角的闭环控制,实现了平台的水平载物。运用RECURDYN软件进行动力学仿真,并制作了实物模型实施了验证,结果表明:该移动系统具有较好的复杂工作环境的适应性和载物的平稳性。

摘要：为了提高激光3D投影校准系统的校准可靠性、获得最佳校准参数,根据校准系统的基本原理,提出了一种将激光3D投影观测值求解模型与校准参数求解模型结合的方式,来建立激光3D投影校准模型的方法.该方法采用两个步骤进行激光3D投影校准系统的校准参数的求解.第一步是通过等距法建立激光3D投影观测值求解模型,引入模型初值的求解,这种初值的设计结果避免了该求解模型运用的牛顿迭代法呈现的弊端.第二步通过四元数法建立校准参数求解模型.仿真结果显示,在H、V上施加服从正态分布的均值为0、标准差σ=0.5″的误差后,该激光3D投影校准系统求解模型误差RMS在0.3mm以内,同时,采用激光跟踪仪作为对比基准验证了本方法的可靠性及校准精度,在3m至5m的定位空间范围内,最大误差在0.4mm以内,满足激光3D投影系统的投影定位精度.即该校准模型可实现对激光3D投影校准系统校准参数的求解,且校准精度高,校准方法收敛速度快,提高了系统校准工作速率,为激光投影系统的研制提供了新的算法思路.

摘要：为改善高压油泵凸轮轴的耐磨性能与工作可靠性,采用5 kW CO_2激光器、四轴联动数控机床及载气式同轴送粉系统等设备对复杂形貌高压油泵凸轮轴进行激光增材制造梯度耐磨涂层工艺研究。通过梯度耐磨涂层结构设计、凸轮边缘防塌陷工装研制与凸轮运动轨迹控制等关键技术的研究,实现了均匀无缺陷且凸轮边缘保护良好的高硬度梯度耐磨涂层的制备。同时,利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计及光学显微镜等分析、测试仪器对梯度耐磨涂层宏观形貌与微观组织进行表征。利用高压喷油泵试验台对激光增材制造与渗碳淬火处理凸轮轴进行使用寿命对比考核测试。结果表明,梯度涂层中主要由γ-Co固溶体、Co_3B及M_(23)C_6等相组成;其中过渡层与耐磨层还存在WC与W_2C形式的增强相,微观组织主要表现为灰白色共晶组织与深灰色枝晶组织;梯度涂层与基体形成良好的冶金结合;增材处理后的凸轮表面耐磨损性能明显提高,使用寿命较渗碳淬火凸轮轴提高约65%。

摘要：轴流风扇通常采用注塑工艺制造,其翘曲变形缺陷影响精度,导致风扇的叶珊结构变化,进而影响动力、噪声、动平衡等方面性能。以一种平直翼型轴流风扇为研究目标,采用聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)材料为注塑原料,对扇叶的注塑成型过程进行模拟仿真,利用田口实验(DOE)分析工艺参数对翘曲变形的影响,确定了各工艺参数对扇叶结构的影响权重,得出模具表面温度、熔体温度、注射时间、保压压力为主要影响因素;另外,采用响应曲面法(RSM)实验设计确定最佳工艺组合,将最大Z方向翘曲量从0.197 0 mm降低到0.108 1 mm,平均Z方向翘曲量从0.104 0 mm降低到0.035 9 mm,分别优化了0.088 9 mm和0.068 1 mm。

摘要：共孔径光学结构可以充分利用长焦距、大孔径光学系统高分辨率的特点,是光学系统发展的重要方向之一。文中设计了一套可见光成像、激光成像和激光测高共孔径的跟踪引导系统。共孔径设计结合了高分辨率的可见光系统与高测量精度的激光系统,使系统既可以获得目标的高清图像,又可以得到目标的相对位置信息。同时,共孔径光学结构可以压缩系统尺寸,降低光学系统在跟踪过程中的转动惯量,有利于系统的整体实现。可见光子系统的焦距1 200 mm,F数6,视场±1.2°;1 064 nm激光成像子系统焦距1 500 mm,F数7.5。各系统的成像质量均接近衍射极限,并通过公差分析验证了系统的公差分配结果。

摘要：为了实现振镜旋转角度的高精度测量,设计了一种利用反射式圆形衍射光栅的角度测量系统,对该系统的测量原理、测量过程、测量精度等进行了相应的设计、仿真与验证。设计与振镜同轴的反射镜,搭配反射式圆光栅以及光敏检测器件,利用反射式圆光栅产生的±1级衍射光干涉,把振镜转角位移量转化为干涉条纹光强的变化,以实现振镜转角的测量。实验结果表明:该测量系统能实现振镜±10°的角度测量,测量精度为10″。实现了振镜旋转角度的高精度测量,并且该装置结构紧凑,满足扫描振镜的小巧化设计需求。

摘要：针对目前轴承钢球表面缺陷检测方法中存在的问题,提出了一种快速检测方法。设计的钢球表面展开结构,解决了钢球表面快速展开问题,能够在快速展开的同时保证检测面的完整性;通过改进光源和检测槽设计,消除了图像采集过程中的钢球表面镜面反射干扰;结合计算机数字图像处理与模式识别技术,实现了背景和钢球的分离、钢球和疵斑的分离,达到了获取钢球表面缺陷特征的目的,使得检测过程自动化。实际使用表明,该方法能够对钢球表面的点子、擦伤、烧伤、划伤、裂纹等缺陷进行检测,可用于钢球表面缺陷在线检测。