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关键词： 项目化   传感器与检测技术   实践实施  

摘要： 本文围绕项目式课改这一主题,以《传感器与检测技术》为切入点,阐述了基于项目化的该课程设计思路,详细介绍其实施的项目教学内容,分析了教学组织安排的特色及可靠性。将流于抽象的课改理论在实践中检验完善,具有一定的思考借鉴意义。

ISBN: (纸本)9787312031328

关键词： 传感器与检测技术   学做合一   教学模式  

摘要： "传感器与检测技术"是一门技术性和实践性都很强的课程,针对课程特点,立足当前学情,就学做合一教学模式在"传感器与检测技术"中的设计原则和具体实施方式进行了探讨。实践表明该教学模式有利于提高学生创新能力和工程实践能力,实施效果良好。

关键词： 无线传感器网络   故障检测   数据敏感   假设检验   似然比校验  

摘要： 传感器网络因为能够进行事件检测或者目标监测，经常被部署在危险或者人类无法到达的恶劣环境中进行监测工作。在恶劣环境下工作的传感器节点由于长期受到环境因素的影响（高温，高电磁干扰等），它的采样数据会夹杂着大量噪声或者趋势项，因而不够准确，而且采样的时序数据对于数据特征的表现也不够明显。同时受环境因素的影响传感器节点的能量消耗过快，并且有可能某一监测区域内大面积传感器节点的工作性能发生缓慢的变化，甚至出现软硬件故障。恶劣环境下，如果利用周期性的对传感器网络进行故障检测的方法，当传感器网络发生故障时，它不能够及时发现故障，而且在无故障情况下它会使节点的能耗过多，所以需要一个能够及时检测出传感器节点故障的算法。并且在故障检测中一些性能发生变化的节点不应该同其他故障节点一样被抛弃，应该通过故障检测技术对其进行修复，使其能够继续使用，减少重新部署传感器节点的人力和硬件成本，因此对于不同的故障类型应该采取不同的处理手段。 针对以上提出的问题，本文提出了一种数据敏感的传感器节点故障检测算法。该算法在分布式的环境下，首先节点利用自身的抗干扰器的抗环境干扰功能来减少外界环境因素对节点采样数据的影响，然后利用抗干扰器的突出时序序列特征功能来提取时序数据的特征值，减少传感器节点在进行数值计算时的计算量和传输过程中的数据传输量，减少了能耗。接着节点对于数据敏感，通过利用假设检验的方法统计一段时间内节点采样得到的特征值的分布情况，实时识别当前采样的特征值的是否异常，从而决定启动故障检测的时机。最后节点根据异常结果开启故障检测，并且针对不同的故障类型采取不同的检测方法。对于随机读数故障的节点，利用决策扩散和投票决策相结合的方法对其进行检测，并抛弃发生该故障的节点；对于漂移读数故障的节点，利用节点中的事件检测器配合故障检测技术对其故障类型进行确定，并通过重新构造节点中的事件检测器来修复发生漂移读数故障的节点，使该节点能够适应发生漂移的数据，减少了重新更换硬件的人力和成本。

关键词： 植树钻孔机   超声波传感器   单片机控制系统   超声回波信号采集  

摘要： 本文在通过对超声波声学性质分析的基础上,结合本研究的需求确定了超声波传感器类型。通过试验实际验证了石块与七壤返回的回波信号的有较大的差异,尤其是回波信号的峰峰值差异最为显著,可作为检测地表物质的依据。在上述理论和实验的研究基础上,参照本课题的研究对象双钻深栽造林钻孔机的工作要求,基于STC12C5A60S2单片机设计了一套自动检测电路系统,该系统包括多超声波传感器模块、超声波控制板模块、主控制板模块。超声波传感器模块发射与返回超声脉冲,超声波控制板计算距离值与回波信号值,通过RS-485通信协议,超声波控制板将距离值与回波信号值发送给主控板,主控板根据传感器检测到的数据与判定规则,可以综合判定某地表可否进行钻孔植树。 本文的研究旨在将先进的超声波检测技术以及多传感器融合技术应用在双钻深栽造林钻孔机上,对造林地表物质进行检测,以实现地表能否植树的智能判断,以期提高造林机械的智能化、自动化水平,降低选择式植树钻孔机钻头的损耗。

关键词： 脉冲涡流   提离   成像   磁传感器  

摘要： 多层金属结构在航空航天领域中有着广泛的应用，由于多层金属内部结构复杂，隐藏其内部的缺陷一直是无损检测的难点。脉冲涡流检测方法以电磁检测技术为基础，以其频谱宽、速度快、精度高等优点，被广泛应用于复杂结构的检测，可实现在一次扫描检测过程中获得多种参数信息。 本论文设计了一套脉冲涡流检测系统，分别对多层金属结构裂纹和腐蚀缺陷进行检测。 论文设计了检测平台的软硬件部分，硬件主要包括计算机、信号发生器、信号调理模块、传感器模块、数据采集模块及试块设计。软件部分基于LabVIEW平台进行设计，包括数据采集控制和信号处理部分。传感器设计了单通道和多通道阵列传感器，试块有多层金属结构裂纹试块和腐蚀试块。 设计了一种基于卡尔曼滤波的自适应信号处理算法对检测信号进行降噪处理，实验结果表明，卡尔曼滤波器对非平稳噪声信号处理取得了良好的效果。设计了一种基于提离数据库的提离效应抑制方法，分别对单通道探头和多通道探头提离效应进行抑制，并对此方法进行了实验验证。 对多层金属结构裂纹缺陷采用单通道探头进行检测，实验分别对不同深度不同大小的裂纹缺陷检测，通过分析信号峰值及峰值时间对信号进行定量。通过横向和纵向移动探头跨过裂纹缺陷检测，观察信号峰值变化分析磁场水平分量，判断裂纹缺陷走向。使用阵列探头对多层金属结构腐蚀缺陷进行扫描，通过提取检测信号时间切片值组成数据矩阵，进而转化成灰度值进行成像，实现C扫描成像的目的。 论文最后总结工作内容，对今后工作提出一些建议。

ISBN: (纸本)9787562471998

关键词： 双波束雷达传感器   线性调频连续波   车速检测   DSP  

摘要： 微波车辆检测雷达是交通数据采集的一种重要方式,在智能交通系统中得到广泛应用。而双波束雷达检测技术作为微波雷达车辆检测技术的重要分支,近几年在交通领域的发展更是受人瞩目。本文主要针对车辆目标即时速度检测,利用双波束雷达检测技术,对车速的检测和计算进行了深入研究。 首先,本文对线性调频连续波雷达的工作原理和生成的差拍信号进行了详细的分析。以对称三角波信号为主,研究了信号的发射和接收函数,并得到差拍信号的频率和目标与雷达的距离之间的关系。根据系统的总体功能和技术性能要求,设计了基于双波束雷达传感器的测速方案。 然后研究了车辆目标和车速检测的处理方法。利用背景建立和更新技术,解决了背景随环境动态生成的自适应问题。提出了三阈值检测方法,结合形态滤波,可有效解决车辆目标在分割过程中可能引发的断裂问题。研究了两种延时估计车速检测算法,仿真得到不同信噪比下算法的性能。针对相关函数的峰值细化不够精确的问题,研究了两种细化算法,并通过仿真分析最终确定和改进了运用于本系统中的算法。给出了双波束雷达车辆检测器在DSP中的软件构架,并设计和实现了该检测器的各软件模块。 最后,对整个研究工作进行总结,并对相关技术的发展进行了展望。

关键词： 传感器与检测技术   教学改革   软件和硬件  

摘要： "传感器与检测技术"是一门理论性和实践性都很强的学科。笔者针对"传感器与检测技术"实验教学的现状,从"硬件"和"软件"两方面做一些教学改革探讨,旨在提高学生的动手能力和综合应用知识的能力,培养创新型人才。

关键词： 工业机器人   自动钻铆   在线检测   多传感器   误差分析   系统标定   数据转换  

摘要： 机器人自动钻铆技术是飞机数字化装配连接技术的研究趋势。在线检测能有效的保障钻铆技术的加工质量，是机器人自动钻铆系统的关键技术之一。本文针对机器人自动钻铆系统的工作特点和实际需求，提出通过多传感器集成的方法，研究开发一套机器人自动钻铆在线检测系统，实现系统工作环境、钻铆过程及工艺性等检测功能。本文的研究内容有助于完善机器人自动钻铆系统的集成化设计，对飞机数字化装配技术提供了相应理论和实验积累。论文主要研究成果如下： 首先，设计了多传感器集成的在线检测总体方案。在详细分析了机器人自动钻铆系统结构和功能需求的基础下，提出了多传感器集成的在线检测系统的总体构架，完成了基准、法向、锪窝深度等检测的传感器配置方案和数据采集处理方案。 其次，建立了关键检测技术的数据处理模型。提出了基于2D激光线扫描的加工基准检测方法和基于3点激光测距的法向检测方法，建立了基准识别和法向测量数学模型，同时，提出了基准补偿和法向调姿算法模型。 再次，分析了系统的误差，提出了系统标定方法。从静态和动态两方面分析了系统的误差，建立了系统蒙特卡洛误差模型，提出了系统关键参数的标定方法，同时应用七参数法和单位四元数法，标定了坐标系，建立了系统数据转换模型。 最后，实验验证了基于2D激光线扫描的加工基准检测的算法模型，完成了系统参数标定和数据转换，并应用误差分析理论，进行了计算机误差仿真和精度估计。结果表明：所建立的基准检测模型是可行的，单站位的检测精度≤0.3mm，转站的检测精度≤0.4mm。