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基于可见光通信的车辆身份识别系统关键技术研究

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基于可见光通信的车辆身份识别系统关键技术研究

作者：陈明方西南交通大学

学位级别：硕士

可见光通信技术(Visible Light Communication, VLC)是利用可见光波段的光作为信息载体,在空气中直接传输光信号的通信方式。LED光源具有稳定性好、寿命长、光效高、功耗低、绿色环保等优点,是成为新一代的照明光源。而LED核心发光单元... 详细信息

可见光通信技术(Visible Light Communication, VLC)是利用可见光波段的光作为信息载体,在空气中直接传输光信号的通信方式。LED光源具有稳定性好、寿命长、光效高、功耗低、绿色环保等优点,是成为新一代的照明光源。而LED核心发光单元是发光二极管(Light Emitting Diode, LED),具有响应速度快、通信带宽宽等特性,成为了通信载波方式和无线通信的一个重要载体。机动车在出厂时拥有全球唯一的“身份证”——车辆识别代码(Vehicle Identification Number, VIN),它包含了机动车的生产厂家、年代、车型、车身型式及代码、发动机代码及组装地点等身份信息。在汽车维护、高速收费、停车收费、车辆年检等场所都需要正确解读VIN码。目前采用的人工、蓝牙通信或图像识别等方式对车辆进行身份识别,存在耗时、复杂、存储量过大、成本较高等不足。为了满足识别要求的快速性、准确性和唯一性,提出研究建立基于可见光通信的车辆身份识别系统。论文研究在车辆大灯基础上开发基于可见光通信的车辆身份识别系统,提出了由发射装置、通信链路和接收装置组成的身份识别系统总体架构,同时对系统通信协议等关键实现技术展开了研究。发射装置主要由发送控制器、车辆灯光控制器构成;通信链路为自由空间;接收装置包括光学接收镜头、光电探测器、信号处理、显示与存储等构成。通信采用开关按键(On-Off Keying, OOK)调制技术和自编码通信协议结构,将车辆身份信息进行编码调制后通过车辆灯光进行发送。接收端采用光电检测器经过滤光片后进入接收装置,微弱信号经过放大、滤波、比较,然后进入单片机进行解码、显示和存储,从而读取实现车辆的身份信息识别。本系统兼具照明、通信于一体,应用维护便捷,具有在特定环境下对移动车辆进行定位和识别的应用前景。计算机仿真及物理实验测试表明,白光通信在低速(1KHz)通信速率下能实现数据的可靠链接和通信,论文研究为基于可见光通信的车辆身份识别系统进行了有益的探索,具有一定技术借鉴价值。

关键词：可见光通信车辆身份识别 LED光源 VIN码调制技术

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便携式多普勒速度跟踪仪的研究与实现

便携式多普勒速度跟踪仪的研究与实现

作者：陈明方沈阳工业大学

学位级别：硕士

速度跟踪与检测技术是运动控制的一个重要环节,近年来控制理论研究日趋成熟,速度跟踪与检测技术也取得了长足的进步。应用成熟的古典控制理论或尚处于完善阶段的现代控制理论,研究开发出经济、实用、性能优越的新一代速度跟踪系统,已经... 详细信息

速度跟踪与检测技术是运动控制的一个重要环节,近年来控制理论研究日趋成熟,速度跟踪与检测技术也取得了长足的进步。应用成熟的古典控制理论或尚处于完善阶段的现代控制理论,研究开发出经济、实用、性能优越的新一代速度跟踪系统,已经成为速度检测领域内的一种趋势。课题所研究开发的测速系统算法可靠、滤波精度高、反应快速、自我调节与适应能力强、经济实用、携带方便。模拟滤波器经济性好,而且可以快速滤掉非检测范围内运动目标的干扰、直流干扰及本振干扰等干扰信号。利用这一特点,设计了性价比优越的切比雪夫有源低通滤波器和双二次型椭圆函数有源高通滤波器,并制作了印刷电路板。通过对滤波电路的仿真和实验分析,可以达到预期的滤波目的。 USB串口通讯的主要优点是快速、灵活、简洁。利用这一特点并结合数据采集的相关函数,实现了滤波后的数据采集。实验表明,可以准确的采集到输入信号的频率,为快速、准确、有效地提取多普勒频率提供了可靠的保证。数字滤波可以快速滤掉和有用信号的频率相重叠或者接近部分的干扰信号。为了保证响应的快速性,论文选择了算法处理速度较快的VC++6.0软件开发平台。对利用数字滤波进行信号处理提出了两种可行方案。其一是经典频谱分析理论,该方法快速可靠,但缺乏灵活性;其二是基于最小二乘的自适应滤波理论,该方法自我调节能力强,适用范围广泛,但算法周期较长。应用中视具体被检测对象而定。实验表明:经典频谱分析方法滤波效果好,速度快,自适应滤波适应性更强。课题所开发的测速系统,经济实用、体积小巧、携带方便。其中关键的信号处理部分以软件为主、与硬件相结合。既确保了系统响应的快速性,又通过灵活选择算法,确保了快速性与适应性兼备。自适应滤波算法虽然运算周期较直接频谱分析算法略长,但它强大的适应性又让人难以割舍,为系统的进一步研究、开发指明了方向。

关键词：多普勒效应功率谱傅立叶变换自适应滤波器

结合特征复用注意力与精细化分层残差的细微裂纹密集连续检测

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仪器仪表学报 2021年第2期42卷 285-296页

作者：潘云龙王森张印辉陈明方昆明理工大学机电工程学院昆明650500

细微裂纹的高效识别对结构体早期故障诊断具有重要意义。图像分割等方法在处理复杂且带有断裂的细微裂纹时难以达到满意效果。因此,将细微裂纹的识别问题转变为密集连续的中心点预测问题,利用精细化分层残差模块构造特征提取器并结合具... 详细信息

细微裂纹的高效识别对结构体早期故障诊断具有重要意义。图像分割等方法在处理复杂且带有断裂的细微裂纹时难以达到满意效果。因此,将细微裂纹的识别问题转变为密集连续的中心点预测问题,利用精细化分层残差模块构造特征提取器并结合具有特征复用的注意力模块提出一种细微裂纹检测方法。首先使用相同的矩形框沿裂纹轨迹密集连续地标注;其次对不同的精细化分层残差模块进行消融实验,得到有利于细微裂纹特征提取的骨干网络;最后结合具有特征复用的注意力模块与骨干网络对比了六种不同的特征复用方式。实验结果表明,本文方法的最高和平均精度分别为61.0%和54.7%,与原模型相比分别提升4.9%和6.3%,成功识别细微裂纹及其局部断裂区域并抑制背景干扰。

关键词：细微裂纹中心点检测分层残差注意力模块

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数控辅助超精密定位工作平台的研究

东北大学学报（自然科学版） 2013年第6期34卷 875-879页

作者：陈明方邹平韩钢侯伯民东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 沈阳职业技术学院电气工程系辽宁沈阳110045

在超精密加工中,需要亚微米乃至纳米级的定位,而常规的伺服电机驱动、精密滚珠丝杠传动方案的定位精度一般只能达到微米级.为提高数控进给装置的定位精度,在原有伺服进给定位装置的基础上,总结现有微定位补偿机构设计的不足,提出新的闭... 详细信息

在超精密加工中,需要亚微米乃至纳米级的定位,而常规的伺服电机驱动、精密滚珠丝杠传动方案的定位精度一般只能达到微米级.为提高数控进给装置的定位精度,在原有伺服进给定位装置的基础上,总结现有微定位补偿机构设计的不足,提出新的闭环伺服精密微位移补偿控制方案,以显著减小数控伺服进给装置的定位误差.设计的压电驱动微定位工作台具有纳米级位移分辨率和定位精度,静、动刚度好.试验表明,本系统设计的10μm行程微定位平台能很好地补偿数控滚珠丝杠副定位偏差,实现超精密加工的超精密进给要求.

关键词：微定位 TMS320F28335 电涡流高精数据采集进给装置

可在TFT-LCD面板中实现多背景视觉细微缺陷检测的YOLO-DSM方法

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中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2024年

作者：孔祥飞王森赵林陈明方昆明理工大学机电工程学院河南中烟工业有限责任公司

提出了一种基于YOLO-DSM深度学习图像检测模型。首先，在每个Dark模块后引入HMU模块，以提高TFT-LCD面板上目标缺陷的检测精度。将原始SPP替换为SSMA，使得网络更加关注背景低对比度目标。其次，引入DSM模块以帮助网络增强有用特征且抑... 详细信息

提出了一种基于YOLO-DSM深度学习图像检测模型。首先，在每个Dark模块后引入HMU模块，以提高TFT-LCD面板上目标缺陷的检测精度。将原始SPP替换为SSMA，使得网络更加关注背景低对比度目标。其次，引入DSM模块以帮助网络增强有用特征且抑制无用特征，增强语义信息的集成。最后，用ODConv模块替换原始网络的下采样卷积，细化局部特征映射，实现局部缺陷特征的充分提取。在自制的TFT-LCD缺陷数据集中，与当前较为先进的算法进行对比。结果表明，YOLO-DSM网络在mAP精度方面达到了97.40%，且FPS达到了77.42帧，可满足TFT-LCD缺陷任务检测要求。

关键词：视觉细微缺陷 YOLO-DSM 全维动态卷积 SCSE注意力机制

基于TMS320F28335的新型数字电机驱动器的设计与分析

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机床与液压 2013年第23期41卷 88-92页

作者：陈明方邹平东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 沈阳职业技术学院电气工程系辽宁沈阳110045

在传统行波超声电机驱动器基础上,对比各自的优缺点,提出正反转脉宽调速方案。详细分析了电机驱动器中主要元器件的选择原则和理由。该驱动器利用DSP的精密PWM技术,很好地解决了死区防护问题;引入压电反馈环节很好地解决了系统谐振点温... 详细信息

在传统行波超声电机驱动器基础上,对比各自的优缺点,提出正反转脉宽调速方案。详细分析了电机驱动器中主要元器件的选择原则和理由。该驱动器利用DSP的精密PWM技术,很好地解决了死区防护问题;引入压电反馈环节很好地解决了系统谐振点温漂问题。经实验证明:正反转脉宽调速方法动态性好、调速范围宽、调速线性好。

关键词：行波超声电机驱动器正反转脉宽调节

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移动机器人视觉里程计技术研究综述

农业机械学报 2024年第3期55卷 1-20页

作者：陈明方黄良恩王森张永霞陈中平昆明理工大学机电工程学院昆明650500

随着移动机器人技术不断发展,里程计技术已经成为移动机器人实现环境感知的关键技术,其发展水平对提高机器人的自主化和智能化具有重要意义。首先,系统阐述了同步定位与地图构建(Simultaneous localization and mapping,SLAM)中激光SLA... 详细信息

随着移动机器人技术不断发展,里程计技术已经成为移动机器人实现环境感知的关键技术,其发展水平对提高机器人的自主化和智能化具有重要意义。首先,系统阐述了同步定位与地图构建(Simultaneous localization and mapping,SLAM)中激光SLAM和视觉SLAM的发展近况,阐述了经典SLAM框架及其数学描述,简要介绍了3类常见相机的相机模型及其视觉里程计的数学描述。其次,分别对传统视觉里程计和深度学习里程计的研究进展进行系统阐述。对比分析了近10年来各类里程计算法的优势与不足。另外,对比分析了7种常用数据集的性能。最后,从精度、鲁棒性、数据集、多模态等方面总结了里程计技术面临的问题,从提高算法实时性、鲁棒性等方面展望了视觉里程计的发展趋势为:更加智能化、小型化新型传感器的发展;与无监督学习融合;语义表达技术的提高;集群机器人协同技术的发展。

关键词：视觉里程计特征法直接法深度学习同步定位与地图构建数据集

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基于STA9800VT的高频微幅振动测试系统

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仪表技术与传感器 2013年第1期 23-26页

作者：陈明方邹平东北大学先进制造与自动化技术研究所辽宁沈阳110819 沈阳职业技术学院电气工程系辽宁沈阳110045

超声车削加工方法相对传统车削加工有较好的工艺效果,所以超声车削加工被广泛应用于难加工材料的加工。超声车削对刀具振动幅度和频率都有极其特殊的要求,在其控制的过程中高频微小幅度振动的检测技术显得尤其重要。文中针对高频微幅振... 详细信息

超声车削加工方法相对传统车削加工有较好的工艺效果,所以超声车削加工被广泛应用于难加工材料的加工。超声车削对刀具振动幅度和频率都有极其特殊的要求,在其控制的过程中高频微小幅度振动的检测技术显得尤其重要。文中针对高频微幅振动系统提出一种性价比优良的系统方案,经实验验证该方案测试效果良好、可靠性高。

关键词：电涡流 TMS320F28335 超声换能器变幅杆

基于AD590的污水源热泵远程恒温群控系统

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仪表技术与传感器 2013年第5期 48-50,59页

作者：陈明方王强东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004 沈阳职业技术学院辽宁沈阳110045

远程多点温度控制系统中,远程温度检测与传输一直是个难题,而且温度控制效果不理想。文中以AD590恒流源温度传感器为核心,设计了适合远程温度检测与传输的电路。用组合PLC、组态屏、变频器以及A/D、D/A模块等,构建1个操作方便、运行稳... 详细信息

远程多点温度控制系统中,远程温度检测与传输一直是个难题,而且温度控制效果不理想。文中以AD590恒流源温度传感器为核心,设计了适合远程温度检测与传输的电路。用组合PLC、组态屏、变频器以及A/D、D/A模块等,构建1个操作方便、运行稳定的闭环PID恒温调节系统。试验表明:设计的远程温度检测与传输电路精度高、传输可靠;构建的PID闭环恒温调节系统调节速度快、系统运行平稳。

关键词： AD590 PID调节远程群控污水源热泵