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关键词： 地面相控阵雷达   数据处理   航迹起始   航迹维持   软件设计  

摘要： 雷达数据处理技术是雷达系统的重要组成部分。在地面雷达系统的运行过程中,地表环境非常复杂,目标周围有较多杂波因素,包括楼房、道路等,这些干扰会造成雷达在目标检测时存在虚警、漏警和测量误差等非理想因素,因此需要设计可靠的数据处理方法实现从杂波和噪声中将雷达目标信息精准的输出。相控阵雷达打破了传统雷达的限制,具有波束灵活扫描、空间分配和时间分配可控等特点,更加适用于复杂化的工作环境。本文基于相控阵雷达多功能、自适应等优势,针对杂波和噪声环境下地面相控阵雷达数据处理系统的设计。本数据处理系统主要分为点迹凝聚、航迹起始、航迹维持、航迹终结、杂波图五个模块。本文首先在Matlab环境下对信号处理输送来的目标信息进行处理,通过测量获得的目标距离、方位角、俯仰角、径向Doppler速度等信息完成目标的跟踪和航迹的管理。其中,点迹凝聚处理的目的是将信号处理之后的大量点迹进行判别和删除,将有效点迹留下。航迹起始是基于多假设跟踪的原理,实现了杂波环境下临时航迹到可靠航迹转换。航迹维持基于带有径向多普勒量测的波门实现对航迹的外推并更新航迹信息。航迹终结是当航迹满足消亡条件,或者其不是雷达需要继续跟踪的目标时,会对该航迹进行删除处理。在Matlab仿真处理的基础上,本文接下来基于Microsoft Visual Studio 2010平台,采用DLL动态链接库将各部分功能模块化处理,实现目标运动轨迹的生成。最后,本文将Matlab和Microsoft Visual Studio 2010经数据处理得到的真实的目标运动轨迹信息进行对比,验证了所有设计的地面相控阵雷达数据处理软件系统的有效性。

关键词： 海洋环境监测   全过程管理平台   软件设计   功能模块  

摘要： 由于计算机科学相关技术和工业技术的高速发展，推动国家经济发展的同时给自然环境也造成了污染。尤其，随着人们对海洋资源开发的规模的日益增加，海洋环境受到了严重的污染和影响。海洋平台是海洋资源开采的大型工业设备，其服役的海洋环境特殊、复杂，监测平台位置数据和海洋环境相关数据是探索和保护海洋环境健康的重要方式。因海洋环境的特殊性、网络不稳定以及数据量大等特点，对于数据实时性的研究成为了热点，本文提出了基于WebSocket的对海洋环境数据监测实时性较高的技术方案（Real-time Monitoringof Marine Environment Data，简称RM-MED），设计研发了一套海洋环境保护全过程管理平台（Marine Environmental Protection Process Management Platform，以下简称MEP）。　　为了提高在海洋环境监测应用中的实时通信效率以及工作人员数字化业务办公效率，本文基于WebSocket的RM-MED的新方案，完成了具有实时通信、海洋环境监测、业务处理和数据分析等功能数据平台研究与实现。本文主要从以下几个方面展开工作：　　1．调研了海洋环境保护工作国内外的现状以及对海洋环境监测采用的相关技术。分析了北海分局在海洋环境的全过程业务需求，对业务处理中业务流程、实时数据应用等方面的问题进行了总结。　　2．针对海洋环境保护数据实时可视化的需求，提出了基于WebSocket的RM-MED策略。使用传统的AJAX技术和WebSocket技术开发一个海洋环境保护监测数据实时可视化的Web应用案例。通过对数据有效性、实时性以及服务器负载等性能的实验，数据结果表明基于WebSocket的RM-MED方案整体性能都优于对比方案，从而验证了基于WebSocket的RM-MED的合理性和可行性。　　3．根据需求分析结果，本文新方案设计了一个使用Java语言开发的基于WebSocket的MEP平台。其中实现了实时数据可视化的设计方案主要包括监测参数实时推送显示、前端业务数据统计分析机制等功能。立足于各个部门当前的业务流程，提高办事及管理水平，帮助部门实时政务公开，实现了业务数据管理、业务数据订阅发布模式等功能。　　4．在MEP平台在Web端研发完成后，通过部署测试环境，对MEP平台的主要功能的业务流程和实现效果进行了测试。测试结果表明平台功能完善、性能稳定。　　通过本文的研究证明，该管理平台具有良好的设计效果和应用价值，能够帮助政府部门和企业在工作中及时发现问题并及时解决，提高科学高效的监管效率，为相关部门提供高效业务处理、管理和应对策略，具有重要的指导意义。

关键词： 嵌入式连接   数字化采集   硬件设计   软件设计  

摘要： 为了提高多点温度采集系统在单片机的数据采集和传输中的实时性和便利性,进行了嵌入式连接的单片机多点温度数字化采集系统的优化设计。依托温度采集传感器设计及系统电路设计,实现了嵌入式连接的单片机多点温度数字化采集系统的硬件设计;基于多点温度数字化采集算法设计及多点温度数字化采集系统程序设计,完成了软件设计。实验数据表明,嵌入式连接的单片机多点温度数字化采集系统较传统单片机多点温度数字化采集系统的温度采集识别能力提高37.89%,因此,嵌入式连接的单片机多点温度数字化采集是可行的。

关键词： 机械手   装卸货   最优运动规划   软件设计  

摘要： 物流作业的装卸货环节目前主要由耗时耗力的人工散装搬运方式完成,装车卸车机器人能实现该作业的全自动,极大改善这一状况。机械手作为系统的核心模块,其运行效率和稳定性直接影响整体性能。本文以系统中的机械手为研究对象,设计其控制系统,并研究特定约束下的最优运动规划方法,主要工作及结论如下:基于硬件基本需求,确定了“双层控制器+EtherCAT总线”的硬件方案。针对上层控制软件,使用UML建模方法,通过用例图建立了用例模型,使用顺序图和类图建立了分析模型,基于系统特征确定了ROS框架下的分层体系结构,并根据用例设计了界面原型;针对下层控制软件,确定了驱动程序的模块化方案。使用D-H方法,建立了上下货机械手的位置运动学和速度运动学模型。使用拉格朗日方法,建立机械手的动力学模型,并使用Adams仿真验证了数学模型的正确性。针对作业环境及任务特征,提出了结合插入中间点和栅格化构形空间后A*搜索的路径规划方法,并使用经过确定路径点及端点导矢可控的光滑5次B样条插值方法进行高阶连续的轨迹规划。针对装卸货作业流程,分析运动规划问题的输入,从而推导出运动规划的运动学及动力学约束条件。基于轨迹对效率及平稳性的需求,建立最优运动规划问题的凸优化数学模型,并给出了求解方法。最终,提出了作业场景下的运动规划问题的规范求解流程。对一次典型卸货作业的规划仿真验证了方法的实用性。依据设计方案,完整实现了机械手的控制硬件与软件系统。针对多种货物进行卸货作业实验,实际效果证明了控制系统能够较好满足实际作业的控制需求;对不同参数货物进行规划,得到的差异化结果验证了本文提出的最优运动规划方法的有效性。本文针对装车卸车机器人的机械手设计的控制系统,以及面向装卸货作业提出的最优运动规划方法,能够满足作业需求,实现对机械手在运动学、动力学限制条件下效率与平稳性综合最优的控制。

关键词： 矿井通风系统   安全可靠性   评价软件   设计方法  

摘要： 矿井安全开采工作需要有完备的技术准备作为支持,矿井中的环境比较复杂,矿井本身通风效果较差,应设置相应的通风系统,来满足通风安全保障诉求.被设置到矿井中的通风系统本身具有动态化与复杂化的特点,需要对其安全可靠性展开评价与分析,现利用多层次化模糊评价的方法,设计出能够对矿井通风系统展开有效评价的科学软件.

关键词： 目标模拟器   被动辐射噪声   回波特性   硬件设计   软件设计  

摘要： 水下目标探测是维护海洋安全的重要任务之一。近些年来,低噪声目标的出现以及隐身技术的发展,在目标探测的过程中,对主、被动声呐系统性能的要求不断提高。在设计开发更高性能的声呐系统时,往往需要真实目标进行验证,这将会耗费大量的人力以及物力。设计一套搭载在UUV平台的目标模拟器是很有必要的。该模拟器能够在水下按预定航线自主航行,可以模拟被动辐射噪声,也可以模拟水下目标的回波特性。本论文研究的是目标模拟器的信号处理部分。根据目标模拟器的功能,首先介绍了水下目标辐射噪声的模拟原理和中、高频主动声呐探测信号的回波模拟原理;其次是对目标模拟器信号处理部分电路的设计,包括模拟电路和数字电路;然后是对目标模拟器信号处理部分软件的设计,实现目标模拟器的相应功能;最后对目标模拟器的各个功能模块进行了测试验证。在硬件设计上,由于搭载在UUV平台,所以器件的选型以体积小与低功耗为主。主要包括模拟接收机、信号采集电路、信号存储电路、信号处理电路、数据转发电路、串口通信电路等。在软件设计上,由于处理器能力的限制,需要优化程序来充分调用DSP的硬件资源,来实现目标模拟器的各种功能。对于论文中的设计思想和使用方法,均是为了工程实践,希望能给从事相关工作的工作者提供一些帮助。

关键词： 派工单自动生成   派工管理   软件设计   自动化管理  

摘要： 以港珠澳大桥澳门口岸管理区境外停车库工程项目为基础,采用计算机编程手段建立派工单自动生成系统,实现施工现场派工管理的自动化。首先对目标工程进行实地调研调查施工现场派工制度并获取相关数据文件;然后以调研结果为基础、以用户需求为核心、以体验至上为原则,从界面和功能两个方面对派工单自动生成系统进行设计,并利用编程手段实现设计内容;最后,使用项目实际数据对软件进行测试,对软件的正确性以及完整性进行评估。

关键词： 音高   节奏   自动校正   基音同步叠加   动态时间规整  

摘要： 很多人喜欢在手机上下载唱歌软件进行歌曲录制再上传自己心仪的作品,然而录制的作品可能会出现音调或者节奏不准的现象。虽然目前一些音乐编辑软件能进行后期的音准与节奏校正,但是这些软件一般需要导出文件后在计算机上进行操作,而且要求掌握一定的乐理知识,具有一定的操作难度和门槛。因此,论文为手机唱歌软件设计一款自动的音高、节奏校正方案。用户录制完歌曲后,通过选择自动校正功能选项便可完成音高节奏自动校正,为用户提供更为方便的操作,具有一定的实用价值。论文的主要工作如下:1.标准模板音频制作和待校正音频收集:制作歌单列表,根据歌单列表收集标准音频作为模板音频,收集待校正音频作为实验输入音频。2.设计音高与节奏自动校正方案并进行实验:设计出基于动态时间规整DTW算法与时域基音同步叠加TD-PSOLA算法的音高与节奏校正方案。利用DTW技术将标准模板音频序列和待校正音频序列进行对齐后,再运用TD-PSOLA技术对待校正音频进行音高和节奏校正。最后用MATLAB进行实验,获取校正后的音频。3.技术方案优化:对实验获取的校正音频进行分析,进行客观评价和主观评价。根据评价结果分析所存在的问题,对方案进行改进优化,设计出一种双模式自动校正技术方案,其中一个模式除了可以实现音高,节奏校正外,还可以在适当的位置制造出颤音,具有实现歌声美化的功能。4.自动校正歌声音高与节奏手机软件实现:首先根据论文设计出的校正技术方案,设计出适合在手机上运行的软件方案,然后用C++代码进行程序实现,接着使用相关工具将程序代码打包成库并开放相应接口,最后邀请手机唱歌软件开发人员调用相应的接口,完成在手机唱歌软件上增加自动校正功能的开发。

关键词： 洗煤厂   防冻液   自动喷洒   硬件配置   软件设计  

摘要： 本文介绍了洗煤厂中列车的皮装煤防冻液自动喷洒控制系统的构造以及工作原理,该系统与传统的人工喷洒防冻液相比,在喷洒的均匀性、以及喷洒的成本等方面具有较强的优势.从该系统的概况进行简要的说明,进而探讨其工作原理和系统的硬件配置,以及软件的设计方法.进一步了解该系统,有助于工作效率的提升.

关键词： 探地雷达   系统软件   有限状态机   增益处理  

摘要： 探地雷达是一种使用方便、勘探精度高的地下物质勘探工具,主要应用于道路勘探、建筑物勘探、矿物勘探等方面。探地雷达系统软件是探地雷达设备得以高效稳定运行的关键所在,因而探地雷达系统软件设计一直是学术界的研究热点。本论文以单通道脉冲探地雷达系统软件为研究对象,对探地雷达系统软件数据采集模块以及数据预处理模块进行设计与开发,主要研究内容如下:首先,分析了探地雷达系统软件功能需求并设计了软件方案。介绍了探地雷达工作原理,其中包括电磁波的反射和折射原理以及探地雷达成像原理。根据探地雷达系统硬件设计,将探地雷达系统软件分为上位机软件、通信转接软件和雷达驱动软件。再根据软件需求和性能指标,提出了探地雷达系统软件设计方案,将探地雷达系统软件按照功能划分为数据采集模块以及数据预处理模块。其次,设计了探地雷达系统软件的数据采集模块。分析设计了探地雷达软件数据采集模块中的上位机软件、通信转接软件和雷达驱动软件的有限状态机。根据软件有限状态机的设计,对上述三款软件的工作流程分别进行了详细分析并对软件之间的配合工作机制进行了设计,重点分析了基于USB的快速数据传输程序。进行探地雷达数据采集实验,验证软件的数据采集模块是否满足设计要求。最后,设计了探地雷达系统软件的数据预处理模块。通过对比实验的方式,对探地雷达实地勘探的原始数据进行了预处理。利用直流漂移去除算法、驻波去除算法和中值滤波算法来抑制杂波,并对回波信号的幅值分别进行了恒定增益处理、球面指数增益处理和自动增益处理来提高信号强度,最后将灰度图进行伪彩处理来提高数据的识别度。