基于智能传感的车轮运动状态监测系统设计

针对机动车安全运行存在的问题,提出一种基于智能传感的车轮运动状态监测系统。分析了该系统的框架与工作信息流,利用微惯性传感器研制了车轮智能传感节点,并进行了安装测试。结果表明,车轮智能传感节点体积小,便于安装,可用于不同行驶状况下车轮运动状态监测,也可实时地获取多个车轮运动状态信息,满足车轮运动状态实时监测的需要。     

基于Kalman-BP协同融合模型的含沙量测量

针对黄河含沙量测量易受环境因素影响而导致测量结果不准确的问题,提出基于卡尔曼和BP神经网络(Kalman-BP)的协同融合模型,将含沙量、水温和流速等传感器输出值经过卡尔曼滤波器进行滤波处理;然后经BP神经网络模型对含沙量信息和环境量信息进行多传感器数据融合;最后建立了含沙量测量的反演模型.为了比较Kalman-BP神经网络的协同处理方法的融合效果,在相同环境下还进行了一元线性回归模型和多元线性回归模型的含沙量数据处理,并进行了误差分析比较.实验结果表明,Kalman-BP神经网络协同融合模型的测量误差较小,提高了含沙量测量系统的精度.     

一种自供电多传感器无线环境质量监测系统的设计

为了实时精确监测既定区域的环境质量状况,解决传统无线传感网因电池不耐用又不能及时更新而导致网络中断的问题,研究设计了一种自供电多传感器的无线环境质量监测系统。所研究设计的无线传感网节点利用太阳能光伏电池板发电完成自供电,并对最大功率点跟踪控制算法进行了优化改进,解决了因电池不能及时充电而导致的传感器节点工作异常的问题,实现了环境质量状况无人值守实时监测。利用数据融合算法,将多节点传感器采集到的数据进行数据融合,通过实验测试表明,所设计系统的测试数据和当地当天中国环境监测总站发布的环境质量状况数据基本吻合。     

一种马铃薯晚疫病小型监测预警系统的研究

提出了一种基于AVR ATmega128单片机的马铃薯晚疫病小型监测预警系统.基于Wallin模型,设计了一套采用AVR ATmega128作为控制器、传感器数据获取、太阳能电池供电、GSM模块实现网络通信的温湿度监控系统,实现了监测点与种植户之间的实时数据传输.通过监测马铃薯生长环境的温湿度,能够计算出晚疫病发生的风险值.作为一种辅助手段,能够为种植户提供有效的晚疫病预警信息.     

基于无线传感器网络的农田环境监测系统设计

实时、准确获取农田环境信息是实现农业精准化作业、智能化管理的基础,也是农业信息化建设中的一个重要环节.设计了一种基于无线传感器网络的农田环境信息监测系统,通过分布于田间的传感器节点采集作物生长环境参数,采用CC2530构建Zig Bee数据传输网络,利用嵌入式网关完成Zig Bee网络、Wi Fi网络和GPRS网络的信息交互,实现了农田环境信息的远程监测.测试结果表明,该系统组网方式灵活、数据监测准确、覆盖范围广,通信距离可达350 m左右,为农田环境远程监测提供了一种有效可行的解决方案.     

基于多源融合式SLAM的机器人三维环境建模

为有效处理移动机器人三维环境地图创建过程的不确定误差,提高所建地图的准确性、完整性和一致性,本文提出了一种基于传感器信息融合和Rao-Blackwellised粒子滤波(RBPF)的移动机器人三维同时定位与地图创建 (SLAM)方法. 在建立传感器不确定性概率模型的基础上,通过贝叶斯滤波实现传感器数据的去噪,将激光与视觉传感器获取的环境信息在一定的规则下融合,在SLAM框架下实现具有纹理映射的三维环境地图创建. 实验结果表明所用方法的有效性. 多源融合式自主SLAM提供了更为丰富、完备、准确的环境模型.      

基于Android与Arduino的高校实验室环境监测系统研究

针对高校实验室实时监控环境状态的具体需求,以Android开源平台作为移动终端,结合Arduino开源控制板对系统硬件架构、功能模块及软件设计进行研究.系统通过Arduino ADK实现与温湿度传感器、烟雾传感器和动力传感器连接并进行信息采集、处理,相关数据上传Yeelink物联网开放云平台,通过Android移动端可对传感数据信息进行临时存储、在线监测和实时报警.经过测试,系统部署快速简易,搭建成本较低,在扩展性、定制性和适用性方面具有较好的表现.     

钢管磁性探伤多传感器信息融合模型的研究

针对大型钢管裂纹与孔洞的局部损伤缺陷,采用非晶态合金多传感器阵列获取钢管在空间与时间上的多源缺陷信息.通过实验提取了反映钢管缺陷的特征信号,建立缺陷状态数学模型,形成了多传感器信息融合所需的先验知识.基于多传感器信息融合原理,构建了适合于钢管损伤的多传感器信息融合模型,研究了模型在不同层次上的信息融合特点,提高了对钢管...     

基于物联网的有机蔬菜大棚监测系统

针对目前蔬菜大棚环境监测地域广、有线监测布线难等问题,本文设计了一种基于无线传感网络的有机蔬菜大棚监测系统.该系统由传感器节点采集大棚内的环境数据,利用Zigbee无线网络技术将采集的数据传输至用户终端,管理人员可以实时掌握有机蔬菜的生长环境.实验室测试结果表明,该系统在数据采集与传输方面安全稳定,可以达到对蔬菜大棚进行实时监测的预期设计目标.     

基于光纤光栅传感技术的沥青路面永久变形计算方法

为推广光纤光栅技术在道路工程中的应用,解决沥青路面结构内部应变和温度信息的监测及分析难题,提出基于足尺寸道路监测信息的永久变形计算方法.采用修正的Burgers黏弹性模型,建立了由多类型光纤Bragg光栅传感器组合的道路监测系统,获取了各埋设层内的最大压应变、温度以及车辆的动态加载时间等参数.实例计算表明,利用光纤光栅传感技术进行沥青路面永久变形计算是完全可行的.     

基于物联网的温室环境测控系统

为满足现代温室环境远程实时监测、环境调控的要求,基于农业物联网的基本框架,设计了嵌入式微处理器、无线传感器网络和Internet网络技术融为一体的温室环境测控系统.系统分为温室现场测控层和远程监控层.现场测控层基于无线传感器网络获取温室内外环境信息,并通过网络摄像头实现实时视频监测;远程监控层置入滞环控制、模糊控制等多种控制算法,并利用Java Script和AJAX等技术为用户提供HTML网页的交互界面,实现温室环境远程、实时、自动监控.实验结果表明,系统可实时、准确采集环境参数,数据丢包率仅为4.8%,实现实时、可靠的温室环境监测,可满足农业生产的基本要求.     

基于神经网络的多传感加权融合算法的研究

数据融合技术是无线传感器网络的一个关键的技术,能减少传感器的传输量,从而明显提高网络的感知性能,延长网络生命周期,减少时间延迟.多传感器的数据融合可以获得比单一传感器更多,更准确的信息.针对从含有噪声的测量数据中估计出监测变量,对自适应加权融合算法进行改进,基于信任度方法对测量数据进行数据预处理,然后基于神经网络误差修正的方法实现各传感器权重的自适应匹配,从而得到较为准确的估计值.通过对比仿真实验,本文算法的融合结果在精度、容错性方面均优于均值估计算法和自适应加权融合算法;能够更好地适应当今大数据环境下对数据精确度的要求.     

对地观测传感网一体化数据融合与同化方法2011-2013年度报告

为了综合有效地利用对地观测传感网环境下的空天地多源海量观测数据,融合互补信息并消除数据冗余,需要实现对多源传感器数据在时间、空间和光谱域的高精度同化,发展对地观测传感网数据与陆面模式的多参数联合同化方法,充分研究多源数据智能化处理与分析模型,并进行多层次信息融合。重点研究内容包括:离群点分布模型与高精度亚像素配准方法、多时-空-谱影像序列的一体化融合方法、传感网环境下空天地观测数据的同化方法、传感网数据与陆面模式的多参数联合同化方法四个方向开展研究。根据2010年制定的计划任务书,该研究在2011—2013年度收集大量航空航天遥感影像数据、基础地理数据和气象观测数据和地面数据,重点从自动化配准、遥感影像融合、数据同化等方面的理论方法研究。研究工作按计划有条不紊的进行,在观测数据收集与分析、理论与方法研究方面开展了大量工作。     

基于智能空间的家庭服务机器人SLAM

提出了基于智能空间的家庭服务机器人同步定位与地图构建(SLAM)方法.利用双目立体视觉传感器提取环境特征,获取环境中物体的Harris角点,通过立体匹配算法获取角点的三维几何信息,同时获取环境中这些几何特征对应的图像特征信息,并将混合信息进行绑定,作为实时更新信息存入智能空间信息库中,构建出三维立体混合特征地图.在SLAM实现过程中,首先建立系统模型并对该模型进行重构以实现线性化;其次移动机器人与智能空间实时地进行交互,实现快速数据关联;最后利用卡尔曼滤波算法处理信息的不确定性,估计出机器人的位姿,同时保存环境特征,逐步构建出环境地图.实验表明,该方法实时性好、精确度高.     

无线传感网络温室环境监测病害诊断系统的构建

采用低功耗单片机ATmega8、无线通信模块SZ05以及环境因子检测传感器构建了一个无线传感网络数据采集系统.基于ZigBee无线传输协议设计温室无线传感网络,实现了对温室温度、湿度、光照度、二氧化碳浓度及反映作物病害状况的声发射信号的采集,并将数据传送至上位机监控中心进行实时监测.基于LabVIEW8.6设计上位机监测界面,对采集到的数据进行存储、显示和分析.对番茄病害种类和防治方法进行分类,建立了数据库,根据声发射信号及环境因子的变化情况,即可诊断作物的病症,并给出相关的防治方法.     

基于无人机多光谱数据的农田土壤水分遥感监测

为了提高农田精准管理效率,基于无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)实时获取和传输的遥感数据设计了一种快速监测农田土壤水分的方法:首先,利用UAV飞行采集农田的多光谱数据,在农田选取一个代表性的重点观测区域进行随机样点土壤水分探测;然后,利用垂直干旱指数(Perpendicular Drought Index, PDI),结合样点土壤水分数据快速构建农田土壤水分反演模型,进而获得大范围的农田土壤水分监测结果.并通过6个时相获取的UAV数据和样点土壤水分数据,进行方法实验和模型精度分析,结果表明利用该方法进行农田土壤水分监测的精度较高:6个时相土壤水分反演结果的决定系数R2均在0.8以上,其中5个时相的均方根误差RMSE和系统误差SE值均小于0.1.这证明了基于UAV数据设计的农田土壤水分监测方法的有效性和可行性,可以为大范围农田土壤水分的快速监测提供方法参考.     

用于弧焊过程的视觉传感图像处理及特征信息提取方法

视觉传感是获取焊枪位置和姿态以及焊接坡口形状和尺寸等特征信息的有效手段,是实现弧焊过程闭环反馈控制和智能化焊接的基础.该文提出了用于弧焊过程的视觉传感图像处理及特征信息提取方法.研发了基于视觉与重力融合的多源传感器;为有效降低弧焊环境的强弧光及飞溅等对CCD图像的干扰,优化了相关硬件和图像预处理算法,改进并实现了基于C...     

多传感器多模型相互作用的数据关联方法

基于信息融合中的数据关联技术,在卡尔曼滤波基础上,结合相互作用多传感器多模型的概率数据互联算法,建立故障监测报警和现场传感器量测数据关联二者之间的关系,建立更具一般性的分布式传感器系统基础上的多传感器多模型,改进概率数据关联方法,以用于故障监测报警中相互作用的算法．并结合一个时变系统中空间位置传感器的故障诊断问题为例,运用多传感器多模型相互作用的数据关联方法进行仿真分析,研究此类故障判据的数据关联问题和数据关联算法的改进,研究表明相互作用多模型的概率数据互联改进方法不仅与有限维数的特定测量阈值相对应,而且直接针对故障模式,能够体现出动态模型的优点,可以与系统诊断知识相融合,为故障诊断的单步的、多步的、长期的预测预报提供依据．     

基于LabVIEW的多传感器信息采集平台

车辆定位中利用多传感器信息融合技术可以提高定位精度.系统中的传感器数量急剧增加,传统仪器很难满足整个系统的测量需求.本文开发了一种基于虚拟仪器软件开发环境Lab-VIEW的多传感器信息采集平台,将多传感器数据采集、预处理、信息显示、存储及数据回放集成在一起,解决了以往实现多传感器信息同步十分困难的问题,为将来进一步研究利用虚拟仪器测量多传感器信息及进行多传感器信息融合奠定了基础.     

多传感器数据融合在粉尘监测中的应用

针对工业粉尘监测中环境安全等级评判的问题,本文提出一种基于均值距离和D-S证据均值距离的融合算法对多周期的同一类型数据进行一级融合,利用D-S证据理论对不同类型传感器数据进行二级融合,最终得到生产空间粉尘安全等级。实验结果表明,该方法提高了粉尘安全等级判定结果的准确性和可信度。