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传感器与微系统
传感器与微系统

刘学林

月刊

1000-9787

st_chinasensor@vip.126.com

0451-82514848

150001

哈尔滨市南岗区一曼街29号（哈尔滨44信箱）

传感器与微系统/Journal Transducer and Microsystem TechnologiesCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由中国电子科技集团公司第四十九研究所主办，系高新技术与实用技术相结合的高科技期刊。侧重发表具有新结构、新功能、新用途、微型化、多功能化、智能化、系统化和网络化、能促进信息技术发展、更新换代的新型传感器与微系统制造方面的论文。
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    宽温区热敏电阻温度传感器调理电路

    井云鹏智文虎关恩明张厚庆...
    120-123页
    查看更多>>摘要：目前热敏电阻温度传感器电路一般采用电阻分压电路,非线性补偿温度范围一般在正温区10～100 ℃,非线性误差为0.5％;一些特殊应用场合要求热敏电阻测量范围在-45～+125 ℃.针对热敏电阻温度传感器使用温度范围越宽线性误差越大的问题,提出了一种宽温区热敏电阻温度传感器调理电路,采用精密恒流源激励,减小了热敏电阻温度传感器的自热问题,采用集成对数放大器与集成模拟乘法器进行线性化处理,调理电路具有非线性调节、零位调整、满量程调整3个功能,能够给出精确的标准电压0.1～4.9 V信号,对每只热敏电阻温度传感器进行温度标定,根据标定数据进行最小二乘拟合,取得了良好的非线性和精度指标.实验结果表明:测温范围为-45～+125℃,非线性达到0.3％以下,测量误差达到±0.3℃.

    热敏电阻器温度传感器非线性误差宽温区

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    增强微分偏振调制测距算法实现

    高书苑陈少飞李明高超...
    124-127页
    查看更多>>摘要：针对偏振调制测距系统直接测量光强极小值分辨率低且扫频速度慢的问题,提出了基于增强微分的偏振测距算法.首先,根据测距原理分析了频率测量对距离测量精度的影响;然后,利用采样信号的对称特性提出增强微分算法,进行算法的原理、步骤和关键参数分析,获得最佳参数组合范围;最后,搭建了偏振调制测距系统,验证提出的参数组合,并与拟合微分法进行测距精度和速度对比实验.实验结果表明:提出的方法相比于拟合微分法测距重复性由58μm提高至6.8 μm,平均绝对测距精度提升至0.207 mm,扫频步数由1100个减少至250个,测量时间减少至2 s,精度和速度得到有效提升.

    激光测距偏振调制增强微分法频率测量

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    基于Al2O3陶瓷的Pt/PtRh型厚膜热电偶封装测试

    赵楠刘涛谢浩董和磊...
    128-130,134页
    查看更多>>摘要：设计了一种基于氧化铝(Al2O3)柱体的Pt/PtRh型厚膜热电偶.采用丝网印刷工艺完成传感器功能层的制备,这种方法工艺简单、可操作性强、成本低廉.对所制备的厚膜热电偶进行封装设计并进行测试.实验结果表明:带封装热电偶的迟滞大小为4.10％,小于无封装的7.65％,而且带封装热电偶在高温阶段与标准热电偶极其吻合,其平均塞贝克系数更接近于标准热电偶.实验结果均表明封装设计有利于膜状热电偶测试的准确性,达到了工程化需要.

    Pt/PtRh型热电偶厚膜丝网印刷封装

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    基于线结构光的厚板焊缝特征点提取算法

    陈琳刘冠良李松莛李权文...
    131-134页
    查看更多>>摘要：针对厚板结构件在使用激光视觉系统时图像特征区域提取难和工件表面加工不均匀漫反射等导致特征点提取困难的问题,提出基于线结构光的厚板焊缝特征点提取算法.首先,激光视觉系统获取焊缝图像并使用YOLOv4算法进行预训练,利用训练获取的权重文件自动检测并获取焊缝特征感兴趣区域(ROI);其次,对ROI进行降噪、二值化等处理,通过逐行(列)搜索法得到焊缝中心线;最后,根据不同焊缝类型,基于最小二乘法使用距离法和直线段聚类的方法来提取特征点.实验结果表明:该方法可有效提取不同类型的焊缝特征点,具有鲁棒性强、识别误差小等特点.

    激光视觉系统线结构光图像处理YOLOv4算法

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    融合人脸图像深度和外观特征的BMI估计方法

    向成豪郑秀娟庄嘉良张畅...
    135-138,144页
    查看更多>>摘要：身体质量指数(BMI)是人类健康重要指标.从2D正脸图像中估计3D人脸信息并提出一个端到端BMI估计框架,以进一步提高BMI估计性能.首先,计算人脸468个3D关键点,并根据关键点相对头部质心的深度绘制深度人脸图;其次,提取人脸图像的方向梯度直方图(HOG)并可视化以表示外观特征;最后,利用卷积神经网络(CNN)VGGNet、ResNet分别对深度人脸图和HOG进行特征提取,并使用Hadamard积融合2个骨干网络的特征以估计BMI.与目前已有方法的对比实验中,本文提出方法在2个公开数据集上的整体平均绝对误差(MAE)分别比最优结果低0.38和1.上述实验结果证明了本文提出的融合3D人脸图像深度和外观特征的BMI估计方法的有效性.

    身体质量指数估计人脸3D关键点人脸网格模型方向梯度直方图深度卷积神经网络

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    基于混合H2/H∞滤波信息融合的室内定位算法

    张呈张大龙刘成明乔寅嵩...
    139-144页
    查看更多>>摘要：在接收信号强度指示(RSSI)指纹定位与行人航位推算(PDR)组合室内定位模型中,针对噪声误差和模型误差对融合定位的影响,提出了一种基于混合H2/H∞滤波的融合定位方法.由于室内信号存在多径传播、衰减、非视距(NLOS)的影响以及传感器精度问题,系统或观测噪声往往不符合卡尔曼滤波(KF)的假设前提,造成滤波稳健性差.H∞滤波不对噪声特性和模型误差做出假设,具有一定抗干扰能力,但由于结果保守,精度略低.混合H2/H∞滤波同时兼顾了二者的特性,在精度和鲁棒性提供一种均衡.通过仿真实验对比这3种滤波的融合定位性能.实验结果表明:混合H2/H∞滤波有效提高了指纹/PDR组合室内定位系统的精度和鲁棒性.

    室内定位多源信息融合混合H2/H∞滤波指纹定位行人航位推算

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    基于HMSD和改进的显著性检测的图像融合

    吴阳阳李旭张鹏泉
    145-147,152页
    查看更多>>摘要：针对由于可见光与红外图像的特点不同,使得融合图像中会存在目标不突出、对比度低、伪影多的问题,提出了一种基于混合多尺度分解和改进的显著性检测的红外与可见光图像融合方法.利用梯度引导滤波器的边缘保持特性和高斯滤波器的平滑特性将红外和可见光分解为不同特征的层次.对不同层次的图像采用不同的融合策略,针对基层,使用一种改进的显著性检测进行融合.结合各层融合的子图像来重构的融合图像具有突出目标和清晰背景.实验结果表明:所提出的方法与其他经典融合算法相比,融合质量更高、视觉效果更好.

    图像融合梯度引导滤波器多尺度分解显著性检测

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    利用双通道激光雷达验证低信噪比反演算法

    林瑞奇郭磐陈和陈思颖...
    148-152页
    查看更多>>摘要：针对相干测风激光雷达(LiDAR)在低信噪比(SNR)下反演算法的可靠性和精度难以验证的问题,搭建了一种双通道的脉冲相干测风LiDAR系统,可以同时获取高、低SNR的2组数据,并使用高SNR通道的结果作为真值,比较利用不同的算法在低SNR通道进行矢量风速估计的结果.该系统避免了使用其他观测设备作为真值时难以配准或观测目标不统一的问题.本文研究利用雷达获取的观测结果验证了各个算法的有效性,并在各个算法间进行了横向对比.最终,依据各个算法的性能表现和计算复杂度,指明了各个算法具有优势的使用场景.该结果对于充分利用现有系统、使用新算法提高低SNR下的数据获取效率,或在指定探测指标的前提下降低激光能量等硬件要求、实现系统小型化有一定意义.

    脉冲相干测风激光雷达双通道矢量风速估计低信噪比

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    基于水声传感器的高保真加密传输方法

    齐娜傅巍李金平吕颖...
    153-156,161页
    查看更多>>摘要：提出了一种水声传感器高保真加密传输方法.针对海洋上软件加密方式需要的处理器相对复杂且加密速度慢,满足不了信息实时性及小型化要求的实际应用的缺点,本文着重从目标信息的融合、加密、编码等方面进行研究.利用高精度水声探测组件及现场可编程门阵列(FPGA)高速数字处理器,结合公用密钥(RSA)数字加密算法实现目标信息在海上可靠、安全的无线数字传输.最后,在数据终端通过界面显示,并进行了模拟实验.测试结果表明:该方法将目标信号的正交的矢量水声和声压水声信号零时差采集和磁信号通过簇式加密的方式将信号同步无线传输给上位机,能够实现高精度、高保真目标信息还原.

    水声传感器加密高保真

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    基于改进YOLOv5s网络模型的火灾图像识别方法

    梁金幸赵鉴福周亚同史宝军...
    157-161页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于改进YOLOv5s网络模型的火灾图像识别方法.通过引入注意力机制改进特征提取网络,提高模型对特征的学习能力;通过添加大尺度检测层改进多尺度检测机制,执行K-Means聚类算法改进先验框,增强模型对小目标的识别能力.在实验数据集上的测试结果表明:改进的YOLOv5s网络模型相比原始模型在精确率、召回率和平均精度均值(mAP)指标上均有提升.改进模型的mAP为85.72％,帧率达54.66fps;在置信度上有了明显提升,对多目标和小目标的识别效果更好,并且有效降低了漏检和误检情况.所提出的火灾图像识别方法可适用于安防监控系统或智能机器人.

    火灾识别注意力机制多尺度检测YOLOv5s网络模型

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