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电子测量技术
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孙圣和

月刊

1002-7300

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100009

北京市东城区北河沿大街79号

电子测量技术/Journal Electronic Measurement Technology北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊坚定不移地确保社会效益功能的发挥，刊登新技术、工艺、设计、设备材料为主要内容，推广交流步进技术、科研成果和实践经验及时传播新成就、新技术、新器材的信息，以利于社会主义生产建设。
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    基于立体视觉与姿态识别的天轨机器人跟踪伺服控制

    赵希禹杨芳艳李家龙
    73-80页
    查看更多>>摘要：针对双足机器人步态训练平台自动化程度低,调试步态的过程中单人操作时辅助机器人行走和状态信息实时观测协调困难的问题,该文提出了一套基于立体视觉和姿态识别的天轨机器人跟踪伺服系统.首先利用双目相机取景,对左右目相机画面进行匹配后获取图像中每个像素点的深度信息,基于获取到的带有深度信息的图像,对双足机器人的姿态进行识别,获取每个关节点的深度信息,根据关节深度信息判断双足机器人运动状态制定跟踪策略进行伺服控制,由于引入了姿态识别,可以根据双足机器人的姿态变化实现更高程度的自动化跟踪保护.实验结果表现出高自动化程度和高动态的跟踪表现.

    立体视觉姿态识别跟踪伺服控制

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    基于改进局部图结构的再认记忆脑电特征提取

    王凯顾翔李文杰王苏弘...
    81-86页
    查看更多>>摘要：为了研究再认记忆脑电的纹理特征,以及解决垂直对称局部图结构和对称局部图结构在提取脑电纹理特征时结构不稳定的问题.基于新旧范式设计了再认记忆实验,采集医学生和非医学生(均为35名)相关脑电,并且将这些脑电分为学习医学图片阶段、学习非医学图片阶段、再认旧医学图片阶段、再认旧非医学图片阶段、再认新医学图片阶段和再认新非医学图片阶段.首先,利用二维小波变换得到每位被试脑电的三个子频带,并提出改进集成局部图结构方法对原数据和3个子频带进行特征提取,改进算法纳入了具有稳定结构的扩展对称局部图结构和复合局部图结构;然后对特征进行归一化,避免结果过拟合,使用皮尔逊相关系数筛选出相关系数在0.8～1之间的特征矩阵列.在支持向量机等分类器上验证改进前后的算法,并使用正确率、精确率、召回率和F1评分这四个指标对模型进行评估.与改进前算法相比,改进后算法在支持向量机上的分类正确率分别提升3.8％,0.4％,0.3％,1.6％,5.1％和4.2％.分类结果说明医学生和非医学生在医学图片学习再认阶段存在明显差异,新加入扩展对称局部图结构和复合局部图结构比原算法中垂直对称局部图结构和对称局部图结构具有更好的分类性能.

    脑电再认记忆集成局部图结构特征提取

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    电磁悬浮系统的改进滑模控制方法

    李至勇杨杰周发助胡海林...
    87-94页
    查看更多>>摘要：针对电磁悬浮系统存在的非线性、模型不准确性以及复杂运行工况对控制精度的影响,提出一种改进滑模变结构控制策略.通过对电磁悬浮系统进行建模分析设计,基于滑模变结构控制方法的位置外环控制器以及基于PI调节器的电流内环控制器,设计一种分段式变速趋近律,减小悬浮气隙跟踪误差和控制系统抖振,并引入速度状态量来降低控制系统在滑动模态初期过大的趋近速度.仿真和硬件实验结果表明,在采用改进滑模变结构控制策略后,系统的调节时间比传统滑模控制减少了 60％,超调量减少了 77％,具有更小的稳态误差和抖振,同等干扰情况下具有更强的抗扰动能力.本方法不仅能够有效提高电磁悬浮系统的控制性能,对于其他非线性控制系统也具有较好的参考价值.

    电磁悬浮系统滑模变结构控制分段变速趋近律趋近速度控制性能

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    融合A*和DWA算法的移动机器人路径规划方法

    袁新亚戴娟孙胜强刘经纬...
    95-103页
    查看更多>>摘要：本研究旨在解决自主移动机器人在点到点路径规划中面临的搜索效率低下、易陷入局部最优解以及对未知动静态障碍物处理不够实时的问题.为此,将改进A*算法与改进DWA进行了有效融合.在改进的A *算法巾,我们引入了基于障碍率的权重因子和双向优化策略,以提升搜索效率并生成更加平滑的路径.同时,改进的DWA算法融入了两种新的障碍物评价函数,并通过调整权重系数有效地避免了局部最优解问题.通过将改进的DWA算法与改进的A*算法结合,实现了对未知动静态障碍物的高效实时避障.仿真实验结果显示,提出的改进A算法与传统A算法以及文献[23]的改进算法相比,在四种环境下的表现表明:路径转弯次数分别平均减少了 30.14％和18.16％,搜索空间分别减少了 35.09％和15.21％,规划时间分别降低了 82.36％和38.26％.进一步地,结合改进的DWA算法后,路径规划时间、路径长度和平均运动速度相比融合传统DWA算法和文献[23]的融合算法分别平均减少了37.46％和 9.82％,减少了 4.59％和 3.63％,提高了 53.49％和 7.09％.

    自主移动机器人改进A*算法改进DWA算法点到点路径规划

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    基于电子阀工况的永磁步进电机剩余寿命预测

    杨超群段书用杨天豪李珊瑚...
    104-112页
    查看更多>>摘要：微型永磁步进电机作为电子阀核心器件,其运行状态对电子阀能否正常执行操作有着直接影响.为了准确掌握电机剩余寿命情况,提出了一种考虑个体差异Wiener过程的剩余寿命预测方法.首先通过分析电机性能退化失效过程,选取相电流有效值作为性能退化特征量;其次由于同型号多台电机同时参与实验,建立考虑个体差异Wiener过程的电机性能退化模型并基于EM算法进行参数估计;最后,设计一种将启停次数作为电机剩余寿命参考的实验,并与基于传统Wiener过程的预测结果进行对比.实验结果表明所提方法平均预测误差下降了 3.74％,具有更高的预测精度.

    微型永磁步进电机Wiener过程EM算法剩余寿命预测

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    基于FPGA的道路标识检测系统设计

    王新伟丁红昌曹国华
    113-119页
    查看更多>>摘要：为达到道路标识实时检测的要求,针对目前主流的目标检测算法在图像处理器上存在模型参数量大、实时性差、功耗大和成本高的问题,提出一种基于FPGA的道路标识实时检测方案.为减少参数量、提高检测速度,采用YOLOv3-tiny作为特征提取网络,进行权重参数的训练与优化;将模型浮点数参数量化为8位定点数,并将量化后的网络模型在FPGA上完成部署实验.实验结果表明,在Yolov3-tiny网络检测速率上,本系统对实验数据集的测试帧率可达到153 fps,功耗为4.92 W,峰值GOP/s为115GOP/s.该系统可以满足实时目标检测的要求,并且能够在低功耗的状态下实现系统的部署.

    目标检测YOLO硬件加速FPGA

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    基于轻量级YOLOv8n网络的PCB缺陷检测算法

    李忠科刘小芳
    120-126页
    查看更多>>摘要：针对PCB缺陷检测无法兼顾检测精度与模型体积的问题,提出一种基于轻量级YOLOv8n网络的PCB缺陷检测算法.首先,删除大目标检测层,新增小目标检测层并调整网络结构,使模型轻量化并提高检测精度.其次,将C2f模块结合GhostConv与DWConv设计出C2f-GhostD模块替换C2f模块,减少模型计算成本.然后,将PConv融入Detect模块中,设计出POne-Detect模块并应用于检测网络,精简网络结构.最后,在颈部网络添加SimAM注意力机制,提高信息捕获能力.实验结果表明,在PCB数据集中,该算法相较于YOLOv8n,参数量下降78.7％,模型体积减小73.7％,mAP0.5提升至98.6％,满足模型硬件部署需求.

    PCB轻量化缺陷检测小目标检测YOLOv8n

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    注塑件机器视觉缺陷检测的几何矫正方法研究

    蒋存波李昕烨金红丁俊良...
    127-135页
    查看更多>>摘要：针对多面体注塑零件在机器视觉缺陷检测中的零件图像几何形变问题,提出了基于几何光学原理的矫正算法.在拍摄定位误差不大于1mm的条件下,所述方法矫正误差理论上＜0.1 mm,可满足注塑零件机器视觉缺陷检测的需要.首先对采集的图像进行预处理获取图像边缘;接着将轮廓线交点确定为零件顶点;根据顶点位置分割零件的不同表面并将其映射在二维平面;然后根据几何光学计算图像中每一个像素点的偏移量;最后使用基于几何光学的方法对图像中的像素点进行逐点矫正.利用一组六面体零件模拟实际工况,在不同的拍摄定位误差状态下进行实验,使用Matlab对矫正算法进行验证.实验结果表明,所述方法误差在0.1 mm以内,与理论分析相吻合,满足注塑零件在机器视觉缺陷检测中零件图像几何矫正精度的需要.

    机器视觉平面映射几何矫正几何光学

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    多向加权作用下的直觉模糊相似性最大化导向的阈值分割方法

    陈疏桐邹耀斌
    136-146页
    查看更多>>摘要：针对现有阈值分割方法中存在的分割精确性和分割适应性欠佳等问题,提出一种多向加权作用下的直觉模糊相似性最大化导向的阈值分割方法.该方法首先运用各向异性高斯一阶导卷积核对输入图像进行多方向卷积运算和多尺度乘积变换,得到四个方向下的具有单峰直方图模态的四幅参考图像;然后通过二值轮廓图像对四幅参考图像进行采样构建对应的直觉模糊集;最后运用多向加权策略,将不同方向的四个直觉模糊集融合以构建相似性目标函数,并以该目标函数取最大值时对应的灰度值作为分割阈值.提出的方法与5种新近的分割方法进行了全面比较,在8幅合成图像和88幅真实世界图像上的实验结果表明:提出的方法具有更高的分割精确性和更灵活的分割适应性,在合成图像和真实世界图像上的平均马修斯相关系数方面分别达到了 0.998和0.964,相较于分割精度第2的方法分别提高了 39.90％和 26.22％.

    阈值分割各向异性高斯一阶导多尺度乘积变换直觉模糊集图像间相似性

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    电力变压器关键尺寸视觉检测方法及其缩比模型验证

    阳林刘子其孙夏青朱俊霖...
    147-155页
    查看更多>>摘要：电力变压器的关键尺寸测量是其装配制造、运输安装过程中重要一环,现有测量方法操作繁琐且效率较低.为此,本文提出了一种适用于110 kV油浸式电力变压器关键尺寸视觉检测方法,该方法利用YOLO目标检测算法、Grabcut图像分割算法实现关键组部件的智能检测与分割,然后基于双目立体视觉原理实现套管相间距离及变压器最大截面外形尺寸等关键尺寸的测量.本文搭建了 110 kV油浸式电力变压器外观缩比模型,试验分析了拍摄距离和角度等因素对电力变压器关键尺寸视觉检测的影响.结果表明,本文基于缩比模型试验实现了在不同拍摄距离与角度下变压器关键尺寸的视觉检测,验证了该方法的有效性.本文方法可以为110 kV油浸式电力变压器现场尺寸测量提供参考.

    电力变压器尺寸测量图像处理双目立体视觉套管

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