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基于RV1126的低照度视觉采集系统

应用光学 2025年

作者：何杭胡海风李秀源张会新中北大学仪器与电子学院微米纳米技术研究中心动态测试国家重点实验室山西中北测控科技有限公司

针对现有图像采集系统体积大、功耗高，无法适应资源受限环境，且采集的视频图像具有高噪声、亮度低、细节模糊等问题，设计了一种基于国产嵌入式芯片RV1126的低光照视觉处理系统。系统使用IMX415感光芯片作为视频采集前端，DDR4作为运... 详细信息

针对现有图像采集系统体积大、功耗高，无法适应资源受限环境，且采集的视频图像具有高噪声、亮度低、细节模糊等问题，设计了一种基于国产嵌入式芯片RV1126的低光照视觉处理系统。系统使用IMX415感光芯片作为视频采集前端，DDR4作为运行内存，EMMC作为数据存储，RV1126作为系统主控。并利用嵌入式并行处理的特点，设计图像处理模块，针对低光照下图像特点分别使用中值滤波，曝光增益，图像锐化对图像进行处理，然后将图像传输到显示模块上完成实时显示。通过对比处理前后图像的质量指标，实验结果表明，本系统能够显著提升图像质量，尤其是在低光照条件下，处理后的图像相比原始图像有了明显的改善。该系统具有体积小、功耗低、处理能力强等优点，能够在资源受限的环境中实现高效的低光照图像采集与处理，满足实际应用需求。

关键词：机器视觉嵌入式图像预处理滤波锐化

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稳健估计下三轴磁传感器误差补偿方法研究

传感器与微系统 2025年第1期 29-33页

作者：杜江波张晓明薛晓华中北大学电子测试技术国家重点实验室中北大学仪器与电子学院中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室

在三轴磁传感器采样过程中，不可避免地出现人为干扰或环境磁场干扰，导致模值约束的椭球校准精度受到影响，因此提出了一种基于稳健估计的椭球校准算法。在椭球模型约束的最小二乘法基础下，加入稳健估计的思想，对采样数据进行弹性赋... 详细信息

在三轴磁传感器采样过程中，不可避免地出现人为干扰或环境磁场干扰，导致模值约束的椭球校准精度受到影响，因此提出了一种基于稳健估计的椭球校准算法。在椭球模型约束的最小二乘法基础下，加入稳健估计的思想，对采样数据进行弹性赋权处理，多次迭代逐步减小粗差对拟合精度的影响，进而提高地磁测量的精度。仿真试验表明，稳健估计椭球拟合在有限异常值干扰下得到的校准参数，其精度相比于传统椭球拟合算法提升了1～2个数量级，且校正后的数据模值均方差改善比提高了90%以上；实测试验中，所提出的方法对磁场模值均值和均方差的改善比相较于原始算法各提高了9%和23.2%。

关键词：三轴磁传感器椭球校准稳健估计最小二乘法

锥柱型光纤探针在表面增强拉曼散射方面的应用

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物理学报 2017年第4期66卷 143-149页

作者：郭旭东唐军刘文耀郭浩房国成赵苗苗王磊夏美晶刘俊中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室电子测试技术重点实验室太原030051

基于生化分子检测技术高灵敏度、小型化的需求,近些年国内外相继提出一种用光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针进行拉曼信号检测的方法,此检测方法不仅能实现远端检测和原位检测功能,而且具有很高的灵敏度.本文通过简单的管式腐蚀法制成一... 详细信息

基于生化分子检测技术高灵敏度、小型化的需求,近些年国内外相继提出一种用光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针进行拉曼信号检测的方法,此检测方法不仅能实现远端检测和原位检测功能,而且具有很高的灵敏度.本文通过简单的管式腐蚀法制成一种锥柱组合型光纤探针,并通过静电引力将银纳米颗粒结合到硅烷化的二氧化硅光纤探针表面.用罗丹明6G(R6G)溶液的检测极限来表征该光纤探针的活性和灵敏度,通过优化银纳米颗粒的自组装时间为30 min,光纤探针直径为62μm,制备出高灵敏度的光纤SERS探针,远端检测R6G的检测极限可达到10^(-14)mol/L.因此,该光纤SERS探针在分子检测方面有巨大的应用前景.

关键词：光纤探针表面增强拉曼散射灵敏度

基于热释电红外传感器探测距离影响因素的研究

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红外与毫米波学报 2010年第6期29卷 448-451页

作者：张晔杨卫岳元徐薇中北大学电子测试技术国防重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

为提高热释电红外传感器对目标(行人)的探测距离,对被动式红外传感器探测系统和红外信号进行了研究.由于热释电红外传感器的信号与目标(行人)的感知部位、环境与目标温度差值、透镜的面积和区段数量有关,设计了一种测试红外传感器探测... 详细信息

为提高热释电红外传感器对目标(行人)的探测距离,对被动式红外传感器探测系统和红外信号进行了研究.由于热释电红外传感器的信号与目标(行人)的感知部位、环境与目标温度差值、透镜的面积和区段数量有关,设计了一种测试红外传感器探测系统感知距离的试验方法.实验结果表明,在考虑了影响探测距离的几个因素后,改进后的红外探测系统探测距离由原来的10m提高到40m,红外信号探测良好.试验方法和结果对其他同类型探测系统的研究有一定的指导和借鉴意义.

关键词：热释电红外传感器菲涅尔透镜人员信号

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弹载常用芯片在高g值冲击下的失效分析

仪器仪表学报 2013年第10期34卷 2358-2364页

作者：赵小龙马铁华范锦彪中北大学电子测试技术重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对弹体高速侵彻硬目标过程中存在的弹载电子仪器在高g值加速度冲击作用下的失效问题,设计了一套电子器件抗冲击实验装置。采用Hopkinson杆加载技术,将被考核的芯片与Hopkinson杆尾部紧密相贴,根据一维应力波理论,得到界面质点的速度,... 详细信息

针对弹体高速侵彻硬目标过程中存在的弹载电子仪器在高g值加速度冲击作用下的失效问题,设计了一套电子器件抗冲击实验装置。采用Hopkinson杆加载技术,将被考核的芯片与Hopkinson杆尾部紧密相贴,根据一维应力波理论,得到界面质点的速度,从而得到考核芯片的速度及加速度。通过模拟高g值冲击实验研究了电池的抗冲击性能以及常用的2种晶振EXO3、KSS和可编程逻辑器件在灌封和未灌封状态下不同冲击方向(平行和垂直)的抗冲击性能和失效机理。研究结果对弹载电子仪器的抗高冲击设计和正常使用具有一定的参考价值。

关键词：侵彻冲击 Hopkinson杆失效机理

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嵌入式容栅传感技术及轴功率测试研究

仪器仪表学报 2012年第4期33卷 844-849页

作者：谢锐马铁华武耀艳靳鸿中北大学电子测试技术重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对旋转轴功率测试存在的传感器信号引线困难、安装空间受限、信号易受干扰的问题,设计了一种嵌入式容栅扭矩、转速传感器和测试系统。测试时在轴的两端分别安装容栅传感器,轴在受到扭矩时产生扭角,则两容栅的输出信号会产生一个相位差... 详细信息

针对旋转轴功率测试存在的传感器信号引线困难、安装空间受限、信号易受干扰的问题,设计了一种嵌入式容栅扭矩、转速传感器和测试系统。测试时在轴的两端分别安装容栅传感器,轴在受到扭矩时产生扭角,则两容栅的输出信号会产生一个相位差,通过测量相位差的变化得到扭矩。容栅传感器的差动结构提高了灵敏度减小了误差,容栅的嵌入式安装,将对被测轴的影响降到了最低。实验证明容栅传感器可靠性高,可以在环境要求严格的情况下长时间使用,并且无需通过滑环、无线或红外进行供电和信号的传输,克服了以上方式安装复杂、信号易受干扰的缺点。

关键词：容栅嵌入式扭矩、转速传感器功率测试

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极端环境下的惯性测量传感器件与系统

振动.测试与诊断 2015年第6期35卷 1003-1011+1195页

作者：薛晨阳钱坤刘俊唐军石云波李杰中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室中北大学电子测试技术重点实验室

面向惯性传感与测量系统在超高过载、超高转速等极端应用环境下,介绍了几种典型的瞬态高量程与大动态范围条件下的惯性传感与测量系统技术。重点分析和讨论了极端环境下的超量程与大动态测试所需的特种传感方法与微纳集成制造技术,结合... 详细信息

面向惯性传感与测量系统在超高过载、超高转速等极端应用环境下,介绍了几种典型的瞬态高量程与大动态范围条件下的惯性传感与测量系统技术。重点分析和讨论了极端环境下的超量程与大动态测试所需的特种传感方法与微纳集成制造技术,结合特殊的封装防护与系统集成方法,实现外部恶劣环境影响因子的衰减,以及新型的高过载、高旋运动载体惯性参数的传感与测量。

关键词：高旋高过载传感技术测试系统

Fe_3O_4纳米颗粒/聚二甲基硅氧烷复合材料磁电容效应的研究

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物理学报 2014年第5期63卷 373-378页

作者：李圣昆唐军毛宏庆王明焕陈国彬翟超张晓明石云波刘俊中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室电子测试技术国家重点实验室太原030051

提出了一种以Fe3O4纳米颗粒和聚二甲基硅氧烷(PDMS)组成的复合材料为介质的平行板磁电容结构,并对其产生的磁电容效应的特点以及影响磁电容效应的因素进行了研究.对不同粒径的Fe3O4纳米颗粒按不同比例与PDMS混合形成的复合材料进行了测... 详细信息

提出了一种以Fe3O4纳米颗粒和聚二甲基硅氧烷(PDMS)组成的复合材料为介质的平行板磁电容结构,并对其产生的磁电容效应的特点以及影响磁电容效应的因素进行了研究.对不同粒径的Fe3O4纳米颗粒按不同比例与PDMS混合形成的复合材料进行了测试.研究表明,与无磁场情况相比,在外磁场作用下,Fe3O4纳米颗粒/PDMS复合材料的电容值和介电损耗均发生了改变,产生了磁电容效应.由该复合材料磁电容效应所产生的电容变化量随着纳米颗粒混合浓度的增大而增大,并且当纳米颗粒粒径尺寸大于常温超顺磁临界尺寸时,材料的电容变化量随着颗粒尺寸的减小而增大.

关键词： Fe3O4纳米颗粒 PDMS复合材料磁电容超顺磁

“米”字型PIR构建正方形模型的目标轨迹预推技术

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红外与激光工程 2019年第1期48卷 250-256页

作者：刘希宾杨卫陈晓乐刘宁曾亮中北大学电子测试技术重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

针对单感知平台动静热释电红外传感器(PIR)阵列在目标轨迹测量方面的局限性,提出了利用4感知平台的"米"字型PIR阵列构成正方形感知模型实现对目标运动轨迹的测量。在该研究中,单感知平台由8个PIR传感器组成"米"字型阵列,每个传感器间隔4... 详细信息

针对单感知平台动静热释电红外传感器(PIR)阵列在目标轨迹测量方面的局限性,提出了利用4感知平台的"米"字型PIR阵列构成正方形感知模型实现对目标运动轨迹的测量。在该研究中,单感知平台由8个PIR传感器组成"米"字型阵列,每个传感器间隔45°均匀分布;将4感知平台的"米"字型阵列规则排布建立封闭的正方形感知模型,通过多传感器自适应加权融合算法将4感知平台的32路传感器角度信息进行融合,再结合自身坐标信息及检测目标时间信息通过轨迹预推算法推导出准确的运动轨迹,同时得到目标的运动速度。实验结果表明,该方法有效弥补了单感知平台PIR阵列功能上只能实现单一定位且精度低的不足,实现了目标运动轨迹的准确测量以及时序上目标位置的预判,具有较大的理论意义与实际应用价值。

关键词： PIR “米”字型阵列正方形模型算法轨迹预推