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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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    基于工业环境下复合机器人设计

    邓杰文家雄杨礼萍苟良英...
    84-87页
    查看更多>>摘要：为适应复杂的工业环境,设计了一种STC8A系列单片机为控制核心的多功能复合机器人.通过分析四轮全向移动机器人的运动模型,构建了偏差耦合控制与模糊PID控制算法,提升了机器人移动平台的平稳性;利用寻迹和OpenMV OV9650图像识别模块识别AprilTag信息,实现机器人巡航和物料的精准抓取与操作.测试结果表明:所设计的复合机器人具有良好的稳定性,能很好地完成抓取工作.

    复合机器人运动模型控制算法OpenMV巡航

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    光电吊舱永磁力矩电机控制系统设计与研制

    罗喜张宇赵磊冯治国...
    88-92页
    查看更多>>摘要：针对目前光电吊舱控制系统中存在目标跟踪滞后以及稳定性差的问题,提出了一种基于位置前馈的三闭环力矩电机控制方法.根据某光电吊舱的控制性能参数与指标,设计了以STM32为控制核心的电机驱动控制器,给出了运行过程中电流、速度、位移响应曲线,并与传统控制系统下的波形进行了分析对比.考虑工作在恶劣环境下位置传感器遭受损坏,提出了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的无感控制算法.结果表明:该控制策略提高了电机运行过程中目标跟踪性能,有效抑制了电机转矩脉动.所设计的控制器设计可靠、性能稳定.

    光电吊舱矢量控制位置前馈控制扩展卡尔曼滤波

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    结合力位控制的多模式下肢康复系统设计

    孙玉彬吴全玉李科岐潘玲佼...
    93-97页
    查看更多>>摘要：针对采用生物信号控制的下肢康复机器人模型复杂难以布施,中小型下肢康复机器人人机交互功能匮乏等问题,设计了一种结合力位控制的多模式下肢康复系统.通过分布式足底和鞋底压力,对下肢动作进行划分.测试结果表明:提出的力位控制模型动作识别综合准确率为0.925,实现了较高的控制精度,同时为丰富系统功能,设计了智能交互界面系统,系统可实现远程康复与康复评估,符合当前下肢康复领域的发展需求.

    人机交互力位控制远程康复

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    基于EKF算法的多传感器定位仪设计

    杜正聪吴松黎安庆李松...
    98-100,104页
    查看更多>>摘要：针对室内机器人定位难题,提出使用全向轮、编码器配合惯性测量单元(IMU)进行组合定位的方法.分析了定位仪的工作原理,介绍了定位仪硬件系统的设计,引入扩展卡尔曼滤波(EKF)算法,对多个测量数据进行融合滤波.经现场实验表明:在10 m×10 m范围内进行定位,直线运动误差在20 mm以内,随机运动误差在50 mm以内,定位频率可达20 Hz,满足机器人运动控制要求.

    组合定位全向轮编码器惯性测量单元

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    基于RFID的笼内小鼠定位跟踪系统设计

    陈梦雪周志宇张兵
    101-104页
    查看更多>>摘要：常见的定位技术用于笼内小鼠跟踪准确度不高.为提高笼内小鼠定位准确性,提出了一种基于射频识别(RFID)技术的笼内小鼠定位跟踪和行为分析系统,通过放置在饲养笼下方的RFID读写器天线阵列板实现定位跟踪,上位机软件可实时显示小鼠的活动轨迹图以便科研人员对小鼠进行行为分析.通过模拟实验和生物实验,该系统可准确定位4×6阵列中小鼠位置,定位准确率可达95％以上,其中,组成阵列的单元格尺寸仅为45 mm×45 mm.

    射频识别读写器天线阵列小鼠定位跟踪

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    基于动态可重构结构的卷积数据复用优化设计

    宋佳蒋林朱育琳朱家扬...
    105-108页
    查看更多>>摘要：针对卷积神经网络(CNN)计算效率低、速度慢、硬件资源消耗大等问题,提出了基于动态可重构结构的卷积数据复用优化设计方案.利用可重构阵列邻接互连寄存器实现输入特征图数据和权值数据的复用,提高内存访问效率,采用层间多通道并行计算对神经网络卷积运算进行加速.经在AlexNet上测试,论文提出的数据复用策略使得卷积运算乘累加操作最高可减少44.05％.在Zynq-7000开发板上实现本文提出的优化方案.结果表明:相比于现有的基于现场可编程门阵列(FPGA)实现AlexNet的计算,本实验LUTs资源消耗减少12.86％、FF资源消耗减少约97.5％、DSP资源消耗减少约66.7％.

    卷积神经网络并行计算数据复用

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    压电双轴驱动柔顺微夹钳设计与控制

    吴志刚严来飞陈敏陈乐...
    109-112页
    查看更多>>摘要：提出了一种压电双轴驱动对称结构的柔顺微夹钳.该微夹钳由2个对称分布的桥式放大器组成,每个桥式放大器分别连接到一个杠杆机构来放大输出位移.利用虚功原理和拉格朗日方程建立运动学和动力学模型.考虑到各参数对机械结构的影响,分析机构的静力学和动力学特性,同时采用有限元方法对建立的模型进行评估和验证.为了进一步揭示所设计的微夹钳的性能,利用线切割方法加工出了微夹钳样机.采用动态面控制算法对系统进行了一系列控制实验来说明微夹持器的运动特性.结果表明:微夹持器的左、右放大器的放大倍率分别为11.25和11.67,其位移跟踪性能好,通过夹持纸片,检测了末端微夹持力的大小,验证了前面设计分析的正确性和可行性.

    柔顺机构微夹钳桥式机构有限元法动态面控制

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    TMR传感器阵列抗干扰测量电流新方法

    武新章樊珂李深旺孟志杰...
    113-116页
    查看更多>>摘要：隧道磁阻(TMR)传感器测量电流时易被其他磁场干扰,导致测量失准.为了解决这个问题,本文提出了一种三传感器阵列设计.通过对磁场表达式进行空间离散傅里叶变换,建立超越方程组求解测量电流.对该方法进行了数学建模、数值模拟实验、有限元分析和实验分析.实验结果表明:当测量电流为100 A、干扰电流为700 A时,数值模拟的最大误差为2.98 ×10-15;有限元分析阵列各种角度下的最大误差小于1％;在80 A的量程范围内,实验分析的最大误差为2.02％.这验证了该方法的有效性.

    电流测量隧道磁阻效应传感器阵列

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    基于改进Transformer的三维人体姿态估计

    陈从平郁春明闫焕章江高勇...
    117-121页
    查看更多>>摘要：本文设计一种用于三维(3D)人体姿态(pose)估计的改进Transformer的多级特征编码网络.采用空间池化(pooling)算子结构来替换注意力(Attention)模块,缩减了模型参数量和运行复杂度,串联该结构得到初始特征表示,然后使用交叉注意力(CA)机制进行特征信息交互学习,并应用跨步卷积降低时间维度并合并相近的Pose到Pose序列的单个表示.在Human3.6M数据集上进行验证实验.结果表明:该方法针对3D人体Pose估计,混合使用Pooling结构和Attention机制能达到有效的估计效果,与原始Trans-former的方法进行对比,模型参数量降低了30％,位置精度提升了8.6％.

    姿态估计Transformer模型空间池化算子交叉注意力机制跨步卷积

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    基于CPSO-Elman神经网络矿井下可见光定位

    高欣欣王凤英秦岭胡晓莉...
    122-124,128页
    查看更多>>摘要：针对传统矿井下定位方法精度偏低问题,提出一种混沌粒子群优化(CPSO)Elman神经网络矿井下可见光定位系统.由于Elman神经网络在初始化时存在参数设置的随机性导致预测精度不高,采用CPSO算法优化Elman神经网络,选取适合的各层的初始权值和阈值,用于提高神经网络拓扑的稳定性.仿真结果表明:在3.6 m×3.6 m×3.6 m的环境里,本文所提的算法的平均定位误差达到3.70 cm,最大定位误差为26.54 cm,在实验阶段的平均定位误差为5.91 cm,最大定位误差为36.95 cm,能够满足煤矿井下定位需求.

    可见光矿井下定位混沌粒子群优化算法

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