摘要:蒸汽湿度在线测量对凝汽式汽轮机安全运行有着重要影响。为了准确计算出谐振腔受温度影响的实验误差，进行了谐振腔温度特性理论分析及实验研究。基于国内外研究现状，根据已有的Maxwell方程对排汽湿度进行测量。根据实验腔体在温度变化中的尺寸变化以及对不同温度下测得蒸汽湿度数据的分析，得出温度对谐振腔测量蒸汽湿度的影响程度。在不考虑温度影响的时候，通过微波谐振腔测得实验空气湿度为43%，而影响因素修正后与采用光学法测得的结果在13%左右。根据更改优化谐振腔安装方式可以大幅降低测量误差，研究结果对提高蒸汽湿度在线测量精度具有重要意义。

摘要:由于非线性因素对光纤位移传感器的影响，造成了传感器测量误差较大的情况。为此本文提出了一种补偿措施来降低这些非线性因素的影响，使用萤火虫算法（FA）来优化反向传播神经网络（BPNN）混合的算法优化传感器接收到的光功率值。该算法不仅利用了萤火虫算法的寻找粒子群体的最佳位置的搜索性能，还利用了BPNN比较强的局部最优权值阈值搜索性能，最终达到防止BPNN陷入部分样本中优化情况最佳的目的。实验过程中使用两部分传感器接收的光功率值作为数据输入FA-BP算法中进行训练优化，最终与BPNN和粒子群算法优化BP神经网络（PSO-BP）相比，FA-BP算法有收敛精度高和迭代步骤少的优点，可以有效的提升传感器数据的精度和程序的运行速度。

摘要:针对并网逆变器功率控制中电流的高精度反馈及其故障监测中实时电流检测的需求，提出了一种基于Sigma-Delta ADC技术的逆变器并网电流采集和快速过流检测方法。该方法利用两个抽取速率不同的SinC3滤波器分别对经滤波处理后的调制数据流进行解调，实现了对同一调制数据流的灵活使用，数据流由二阶ΣΔ调制器调制产生，SinC3滤波器均在数字信号处理器（DSP）内部实现。测试结果表明所提方法实现了逆变器并网电流的13位有效位数的高精度隔离采样和3.4μs的快速过流检测。

摘要:为了研究采用热电堆原理制作的红外探测器输出电压与关键结构尺寸之间的影响关系，获得高输出电压，提出一种基于圆形结构的微机电系统（MEMS）热电堆红外探测器，以红外探测器结构尺寸1.8mm×1.8mm×0.35mm，空腔尺寸Ф1.2mm为建模仿真的研究基础，对红外探测器进行建模，通过改变吸收层覆盖面尺寸、热偶条对数、冷端长度、有无刻蚀规则孔等关键结构尺寸参数，对红外探测器进行热电仿真和热路径分析，最终确定最优红外探测器仿真结果，仿真结果表明，通过改变热电堆红外探测器关键结构尺寸参数，使得设计的红外探测器输出电压值达到125.08μV，与传统四端梁结构比较，极大地提高了红外探测器的输出电压。

摘要:为了及时对管道泄漏进行处理和定位，解决管道泄漏监测系统误报漏报率高、定位不精准的问题。本文提出了改进的负压波与流量平衡法联合的泄漏监测与定位方法，采用LabVIEW和MATLAB联合编程的方式，开发了实时的管道泄漏监测与定位系统。首先，该系统控制NI公司解调仪SM130以及电磁流量计，实现了同步采集光纤光栅传感器和电磁流量计信号，实时监测管道压力与流量状态参数。当传感器监测到负压波信号且上下游流量差超过阈值，进行及时的泄漏预警。最后调用MATLAB编写的定位方法进行定位，以及与MySQL数据库连接，进行数据管理。试验证明，针对泄漏预警的功能，本系统能够准确识别真实泄漏，保持良好的监测可靠性；针对泄漏定位的试验，提出基于传感器列阵的多组次定位取平均值的方式，并在重复试验中验证了定位的精度和稳定性。该系统交互性能良好，符合未来管道自动化管理发展的进程，具有重要的工程实用价值。

摘要:针对船载测控系统中常规采用单一的隔离船摇方式在复杂海况环境下，单一的隔离船摇方式不能满足测控需求的问题，本文提出采用多组合隔离船摇技术进行测控。全文对船载测控系统的隔离船摇方式进行了系统原理分析，提出根据不同环境选择合适的隔离船摇组合实现稳定跟踪目标，提高船摇隔离度的方法。重点介绍了各种隔离船摇技术的原理和异同点，利用试验数据进行对比分析，结果为多组合隔离度方便在不同海况环境中的应用，结果表明通过对多组合隔离度的精准选取，可以更好更稳定的跟踪目标，充分说明多组合隔离船摇技术对系统稳定跟踪和精确定轨有重要意义。

摘要:光纤涂覆层对光纤的性能有较大影响。在涂覆层几何参数的测量过程中，由于涂覆层的切割过程易产生较大形变，而且往往造成边缘模糊，因此直接对其进行边缘拟合求几何尺寸的方法会造成较大误差。本文使用小波阈值法去除图像高频信号中的噪声部分，保护边缘信息，使用自适应阈值的Canny算子提取有效边缘，利用可变的半径限制在形变较大的情况下区分边缘，最后通过函数拟合求取几何参数。以一次涂覆层直径为例，仪器测得直径为185.298µm，重复测量精度为0.112µm，当切割条件不好时，仪器测量值变为184.516µm，测量精度变为0.198µm。本文方法前后测量值为184.599µm、184.613µm，测量精度分别为0.054µm、0.075µm，实验对比表明，本文方法有效提高了光纤涂覆层几何参数测量的准确性与稳定性。

摘要:在小目标检测领域中，很多算法以增加模型的复杂度为代价提高了精度，但是带来了较大的计算负担和设备要求。针对模型中复杂度和检测精度之间的矛盾，提出了一种改进的图像金字塔上样本重采样策略算法。该算法只需计算少量的样本数据，并且引入少量参数的轻量化注意力机制模块。实验在 COCO数据集上进行了训练和测试，重采样策略mAP值为40.6%，引入注意力模块改进后为42.1%，且引入注意力模块后权重文件大小只增加了2%。实验结果表明，对样本重采样算法的改进能够在提升检测精度的同时，增加的计算负担较小，验证了轻量化注意力模块的有效性。

摘要:在小目标检测领域中，很多算法以增加模型的复杂度为代价提高了精度，但是带来了较大的计算负担和设备要求。针对模型中复杂度和检测精度之间的矛盾，提出了一种改进的图像金字塔上样本重采样策略算法。该算法只需计算少量的样本数据，并且引入少量参数的轻量化注意力机制模块。实验在 COCO数据集上进行了训练和测试，重采样策略mAP值为40.6%，引入注意力模块改进后为42.1%，且引入注意力模块后权重文件大小只增加了2%。实验结果表明，对样本重采样算法的改进能够在提升检测精度的同时，增加的计算负担较小，验证了轻量化注意力模块的有效性。

摘要:随着无线通信技术的迅速发展，基于无线传感器网络的室内定位技术被广泛应用于日常生活中，但是室内环境易受到障碍物的干扰，使得信号传输时发生反射、散射等，导致能量损耗，降低测距精度。为提高接收信号强度指示（RSSI）的准确度，通过实验分析距离与RSSI之间的关系，选取最佳通信距离为4m，将其应用到传播模型当中，提出一种动态的路径损耗参数测距方法，找出待测节点所在的最小邻近区域，利用区域质心测算得到路径损耗参数n，采用三边测量定位算法获得待测节点的位置坐标。实验表明，与固定路径损耗参数定位方法相比，动态路径损耗参数定位方法的定位精度提高了56%，大大减小了测距误差。

摘要:为解决密集无人机网络的下行功率控制问题，降低无人机的相互干扰、提高系统能量效率，提出了一种密集无人机网络下行发射功率控制算法。首先，将无人机网络的功率控制问题建模为高维系统状态下的平均场博弈论模型，降低无人机间的相互干扰；其次，将平均场博弈论模型转化为马尔可夫决策过程，以得到无人机密集部署下的均衡解；另外，提出了一种基于深度强化学习的平均场博弈论算法，通过使用深度神经网络获取系统的最优功率控制策略，从而最大化系统能量效率。最后，通过仿真分析将所提方法与其他三种算法进行对比分析。实验结果表明，所提方法能够使无人机与环境进行有效交互，有效降低无人机的相互干扰，增强系统网络通信性能；同时，与其他三种方法相比，所提方法的收敛速度更快、能量效率更高，具有良好的收敛性与可靠性。

摘要:针对平衡小车强耦合、非线性和自然不稳定等特点以及常规PID控制时存在的平衡困难、可靠性低等缺陷，本文将常规的PID控制与单神经元控制思想相结合，通过平衡小车装置输入的误差值，根据学习规则自我学习、在线调整各控制环节参数并进行比例、积分和微分控制，再由模糊控制器对其增益系数进行自整定，以此提升系统的自适应能力。最后，通过MATLAB仿真，将本文提出的控制器与常规PID控制器进行对比，验证了本文所提出方法的优越性，并得出改进后的单神经元PID控制器具有较好的跟踪性能和抗干扰能力。

摘要:提出一种基于深度学习的改进YOLOv4算法的疲劳驾驶检测。首先通过使用迁移学习将VOC数据集已训练好权重作为预权重进行训练，其次在训练中将框架中的特征金字塔SPP结构前后增加卷积，提高框架对深层特征的提取，再引入空洞卷积技术在不损失图片信息情况下增加卷积输出感受野，增加图片位置信息的获取能力。实验结果表明，改善后的YOLOv4算法在测试中map值达到97.29%，相较原YOLOv4算法提高了1.98%，其中对眼睛部位的检测提高了6%。并在检测中加入时延判定，避免其他行为影响结果，使误判概率大大减小。

摘要:本文设计了一套出租车计价器数字识别系统，用于代替人工来进行计价器的无人检定工作。通过SIFT模板匹配算法，准确定位出视频画面中计价器的位置并将目标图像矫正成正视图。最后根据模板图像的标签定位出跳变数字的位置。针对计价器显示的数字类型，开发一个基于七段码原理的数字识别算法。通过现场试验表明：在数字定位准确的情况下，单帧图像的识别率达到100%。在连续视频中，当数字跳变过程中，图像被抓取到，会造成识别错误。经过优化，将这种错误判断成发生数字跳变，检测到计价器里程发生跳变后，立刻给检定台发送信号并记录。实验表明视频处理的FPS达到25帧，远超过人眼分辨的极限，可以代替人工进行计价器数字跳变的检定。

摘要:针对被动声纳系统中不规则波动线谱检测准确率低的问题，提出一种基于U-net网络改进的线谱检测方法。以U-net作为网络主体框架，引入残差结构，增加网络的深度，加强模型特征学习能力。同时在编码器部分引入特征通道注意力机制，使模型学习到通道之间的不同特征的重要程度，从而提升模型的特征表达能力。最后，在解码器部分采用DUpsampling上采样方法，利用分割标签空间中的冗余能力，更准确的恢复线谱像素级预测。将改进模型与HMM模型和CEM模型在线谱检测效果上进行比较。实验结果表明，在信噪比为-24dB至-20dB下，改进模型线谱检测准确率为0.314~0.526，优于HMM模型和CEM模型。

摘要:针对金属量器传统检定方法存在准确度低、水资源浪费和检定效率低等问题，文中提出了一种基于视觉技术的金属量器自动检定方法。基于该方法设计了新型容量检定标准装置，设计了标准和被检金属量器自动对接的机械结构，以及开发了一种基于LabVIEW和PLC的检定系统软硬件，并对该装置进行了不确定度评定。实验结果表明，基于文中所提方法的标准装置能较好地维持检定过程中容量和状态参数的稳定，与传统手动检定方法相比，效率提高30%以上，该自动测量扩展不确定度为6.4mL(k=2)，可满足金属量器的检定要求。

摘要:针对探地雷达B扫描(GPR B-Scan)图中双曲线特征自动提取、不规则曲线消除和不完整双曲线拟合等问题，设计了一种多层融合处理的GPR B-Scan图像双曲线提取模型。首先，预处理层采用OTSU阈值分割算法和形态腐蚀方法预处理图像，然后通过聚类层连接聚类算法完成双曲线特征自动提取，消除不规则曲线，最后双曲线拟合层采用鲁棒正交距离拟合算法，简化双曲线拟合过程。最后本文先搭建了GprMaxs平台仿真实验，平均拟合正确率达到了97.64%，接着进行了混凝土和潮湿土两个实际工况中真实GPR B-Scan图数据实验验证，平均拟合正确率达到92%以上。结果表明文中设计模型的有效性和正确性，为后续的应用推广奠定基础。

摘要:水位监测对于流域水资源综合治理和航运具有重要意义，随着机器视觉技术的发展使得图像法水位检测有望代替人工观测水尺。本文简述了图像法水位检测的发展历程与现状，对比多种水位检测方法说明图像法的优势，总结图像法水位检测的基本流程，分析其中的三大关键步骤：标尺分割与畸变矫正，水位线检测和水位值换算，对每个步骤国内外的相关方法和研究发展进行综述。最后，对现阶段图像法水位检测面临的问题进行总结及对下一步研究方向进行展望。

摘要:在遥感图像目标检测中，遥感图像在俯视视角下通常呈现任意方向排布。该情况使得常见检测算法在自然场景下有很好的检测效果但往往在遥感图像下检测效果不理想。针对遥感场景下的检测不理想的问题，本文在单阶段检测网络YOLOv5的基础上提出了一种基于旋转目标框和注意力机制的遥感图像目标检测算法（CSL-YOLOv5）。首先，在原网络的特征提取网络(CSPDarknet53)的基础上进行了改造，使输出特征图数量增多，优化网络对小目标的检测效果。然后，在残差块中加入了一种融合通道模块和空间模块的注意力机制，增强图像特征的表达效果，同时利用Focal loss来优化训练效果，在保证检测速度的基础上提升检测精度。最后，使用基于环形平滑标签的长边表示法来实现目标框的旋转，通过把回归问题转为分类问题来解决角度周期性对训练的影响。实验结果表明，本文提出的CSL-YOLOv5算法在DOTA数据集取得了76.24mAP的检测精度，对比先前的单阶段算法有着更高的精度，对比YOLOv5的 mAP相比较提高了8.06%。本文算法在遥感场景下，检测的准确率高且鲁棒性好。

摘要:语言模型的效果关系到电力调度语音识别系统的识别准确性。为了提高电力调度语音识别的精度，文章提出一种基于双字典（通用字典和电力调度领域词字典）的类标签语言模型，该模型以n-gram语言模型为基础加以改进并添加类标签信息，进而提升电力调度语音识别的准确性；同时提出了一种基于双字典的分词、词性标注的联合系统，用于语料的分词、类标签标注任务，从而提高基于双字典的类标签语言模型对电力调度语言的适应性。最后，在采集到的电力调度指令集上对本文所提语言模型和常用统计语言模型进行了对比实验。此外还通过实验对联合系统和其他分词、词性标注系统进行了对比。仿真结果表明联合系统的分词、词性标注效率更高。考虑了语义信息、字典、分词和词性标注系统等综合因素的类标签语言模型在电力调度语言识别的准确率更高，词错误率只有4.14%。

摘要:印制电路板（Printed Circuit Board）表面贴装元器件的识别分类技术在现代化电子产业生产过程中起重要作用，本文以PCB表面的贴装电阻、贴装电容、芯片等为目标，提出了一种基于YOLO v3的目标检测方法。首先利用工业相机搭配光学镜头构建贴装元器件数据集，其次重新设计了YOLO v3的特征金字塔结构FPN（Feature Pyramid Networks），接着采用K-means方法对贴装元器件数据集进行聚类改进，得到Mouted anchor及对应参数。最后使用Mounted anchor和网络结构对改进后的YOLO v3重训练，并与原网络对比实验，检验了贴装元器件的识别分类效果。实验结果表明，改进后的YOLO v3贴装元器件识别分类技术平均精确率较原网络提高9%，召回率小幅提高。

摘要:针对传统方法利用Hough变换进行指针式仪表示数的识别中会出现的一些问题，提出一种改进的指针式仪表读数方法。该算法先对因角度偏差而采集不到正对的仪表图像进行倾斜校正，通过几种方法比较证明本次提出的方法效果更好。并且根据直接用Hough变换进行指针拟合直线会出现边框或者其他标识的影响而导致效果不佳的问题，引入深度学习yolov5模型实现对指针的直接定位，从而也使得直线检测所需的时间会大大减少。之后通过对指针图像的预处理，进行图像降噪、二值化和细化，经hough直线变换，利用角度法实现指针式仪表的示数识别。实验结果表明，该算法很好地解决了传统识别方法的受限性，并且使得指针式仪表的识别示数与实际值的误差在-2.73—3.64V之间，相对误差在2.47%以内，满足工业读表的要求。

摘要:在天空背景的红外图像序列中检测低信噪比的弱小目标时，单纯的传统算法在不同程度上存在预处理过程复杂、特征设计困难、控制参数难以确定、检测准确率低等问题。通过引入深度学习技术，提出一种结合算法，可以显著提高算法的检测效果。在红外图像序列中，首先在起始帧中利用基于YOLOv3的时空特征提取网络高准确率地检测运动目标，再在后续帧中依据目标的速度和亮度特性，使用基于局部对比度特征的传统方法对目标进行快速检测。在搭建的天空背景的红外图像序列测试数据集中，结合方法实现了比现有方法更高的准确率和召回率，计算时间也满足实时性要求。该结果表明，两种方法互相配合，在实时性与准确度上取得了很好的平衡。

摘要:针对开发的误差实时补偿控制器，通过利用温度传感器对双转台五轴机床温度场进行分析，并用位移传感器测量五轴机床的刀具相对于工作台在x、y、z方向上的热误差。利用开发的机床位移通讯接口系统建立补偿控制器与机床CNC系统通讯接口的连接，从而能够使机床的位移信号实时传入补偿控制器，在已经确立的敏感热源点安装补偿用温度传感器，并通过温度采集系统建立温度传感器与补偿控制器的连接，实现温度信号引入补偿控制器，能进行机床温度、主轴在3个方向上的热误差手动和自动测量，让测量数据和模型输出结果进行比较，预报模型的残差比较小，补偿效果较好。

摘要:随着采集技术的发展，采集的精度及数据量越来越大，对数据存储及传输也提出了更高的需求。为解决嵌入式系统采集速度快、实时性强等问题，设计了将现场可编程门阵列（FPGA）、NAND Flash及千兆以太网PHY芯片VSC8641相结合的数据传输系统，通过对Flash的流水线存储模式及千兆以太网传输技术进行深入研究，实现了高速Flash控制器的设计及基于UDP、IP协议的以太网帧格式的全双工模式组包与解包。并在自主研发的硬件平台上验证了该方案能够将采集到的数据高速存储到Flash中，并稳定、高速地回传到PC机中进行处理。

摘要:针对遥测系统中采集模拟量信号精度低、质量差等问题，本文在模拟量信号日益精度化、多样化、复杂化的趋势下设计了更为高精度的模拟量输出卡。本设计采用了以现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array）为中心的逻辑控制器、16位高精度的数模转换器LTC2642实现了DA的高精度转换，输出的模拟量信号通过16位通道的模拟开关ADG1606将96路信号切换输出，输出信号自检通过模拟开关以每路175ns的切换速率将模拟量信号轮循切换采集，保证了输出信号的高质量回采。经过设计论证和测试，输出信号精度达到设计要求的±0.15%，回采信号精度达到设计要求的±0.1%，表明输出的模拟量信号精度高、稳定性好。

摘要:慢跑是都市人群经常采用的健身方式。针对慢跑运动中意外风险监护不足与缺少效果评价方法的问题，本文提出了一种基于穿戴式心电的慢跑监护与效果评价系统。在硬件端采用自适应右腿驱动电路的方案，解决了穿戴式心电采集系统中的输入阻抗动态变化问题；在软件端采用二次中值滤波算法，解决了穿戴式心电运动伪迹问题。采用瞬时心率变化曲线与HRV参数变化曲线实现了慢跑意外风险监护与总自主神经调控能力的评价。信号质量可满足穿戴式心电分析的要求。通过一组20岁与40岁志愿者瞬时心率与心率变异性参数对比表明，40岁志愿者的自主神经总调节能力弱于20岁志愿者，慢跑有助于改善该能力。基于穿戴式心电采集与分析，本文系统可有效的实现监护与效果评价功能。

摘要:为解决在实际水文测量中，无法评判视频测流测量结果的问题，需要一种特定的检验装置检验各种测流方法的准确性。利用可编程逻辑控制器(PLC)设计一种面向开放场景的非接触式流量流速测量结果检验装置，通过该装置进行各种视频测流方法测量结果的检验，从而为视频测量提供一种新的标定方法。本文首先设计了一种面向开放场景的非接触式流量流速测量结果检验装置；然后，用高帧摄像机拍摄不同帧率的实验视频；最后，用三种主流视频测流算法测量实验视频流速，测量结果与真实数据作对比，结果为三种视频测流算法测量结果误差均在20%以上。实验结果表明，在低流速状态下，如今主流视频测流方法都存在较大误差。

摘要:本文针对核电站电动阀门故障多发且故障类型多样的情况，通过分析电动阀门结构和动作原理，对电动阀门典型故障原因和故障信息表现形式进行了分析，研究了适用于电动阀门故障探测的信号探测方法，结合对获取的各类型信号的数据分析和处理，提出了电动阀门信号处理及特征量分析方法，通过提取电动阀门故障特征量，进一步表征阀门的故障状态。结合实际的阀门运行状态测试，表明提取的特征量能够反应电动阀门的真实故障，为电动阀门故障诊断和故障趋势分析奠定了技术基础。