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关键词： 移动机器人   避障   强化学习  

摘要： 近年来,移动机器人在复杂环境中的应用需求日益增长,传统避障算法在动态与未知环境下的适应性不足问题愈发凸显。文章提出一种基于深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)的移动机器人嵌入式避障系统解决方案,将机器人的避障问题建模为部分可观测马尔可夫决策过程(Partially Observable Markov Decision Process,POMDP),并采用深度Q网络(Deep Q-Network,DQN)算法进行策略学习。机器人通过激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)传感器获取环境信息,将其作为智能体的状态输入,同时生成离散的动作指令,用于控制机器人的前进、后退、左转和右转。为解决嵌入式平台计算资源有限的问题,文章对网络模型进行轻量化设计,并将其部署于搭载NVIDIA Jetson Nano的移动机器人平台。实验结果表明,该方法相较于传统人工势场法,具有更高的避障成功率和更优的路径平滑度,具有一定的推广应用价值。

关键词： FreeRTOS   STM32   关节控制   液压机器人   实时操作系统  

摘要： 统一规范化的数字式关节轴控嵌入式驱控软件是实现液压机器人实时运动控制的基础技术之一。针对液压机器人关节轴控,设计一种基于Cortex-M7硬件架构与实时操作系统FreeRTOS的液压机器人关节轴控嵌入式实时系统软件框架,并进行实时性验证。硬件以Cortex-M7硬件架构的STM32H7系列为主控芯片,整合传感检测、驱动、通信模块,满足液压机器人关节的传感信号采集、电液阀驱动控制、指令通信交互的功能需求。软件采用分层设计结构,基于FreeRTOS实时操作系统进行任务管理与调度,实现液压机器人关节闭环控制、数据监测、动态维护功能。实验表明:系统各任务执行时间均满足实时性要求,高频任务的执行时间和响应时间均小于1 ms,FreeRTOS抢占式调度的成效显著;在运动控制能力方面,各液压关节的位置控制误差均小于0.6°,误差平均值和误差均方根均小于0.35°;在运行维护方面,故障诊断模块能够快速精准识别故障。

关键词： 多单片机   电缆通道   防外破预警   嵌入式系统   监控设备  

摘要： 为了提升声报警和光报警功能的时效性,设计多单片机联动的电缆通道防外破预警嵌入式系统。利用视频监控单元内的可视化监控装置,采集电缆通道施工监控视频图像,并传输至嵌入式主控单元。嵌入式主控单元利用主控单片机将电缆通道施工监控视频图像存储于云数据中心,利用画面联动单片机控制展示终端LCD显示屏监控画面,实现多屏联动。防外破预警单元从云数据中心调取电缆通道施工监控视频图像,利用监控智能分析报警方法对其展开报警分析后,触发声光报警装置,发出电缆通道防外破声报警和光报警,并将报警结果反馈到嵌入式主控单元,通过报警终端单片机发送到展示终端内呈现给用户。实验表明,所设计的系统受电源干扰噪声影响较小,运行较为稳定,且其具备较为准确的声报警和光报警功能,应用性强。

关键词： 课程改革   嵌入式系统课程   人工智能技术   人工智能+X”融合  

摘要： 人工智能与嵌入式系统深度融合背景下,传统嵌入式系统课程存在课程内容滞后、实践训练薄弱及学生能力单一等问题。基于“人工智能+X”的复合培养模式,以知识体系升级、实践能力强化和学科交叉融合为目标,从理论模块、实践体系、跨学科路径等方面进行课程内容教学创新改革,具体措施包括搭建分层培训体系,建立成果转化机制,提升教师科研能力,编写融入AI与嵌入式案例的新教材,配套虚拟仿真资源与案例库,开发在线实验平台,提供云端AI模型训练与嵌入式部署的一体化环境,采用“理论+实操+跨学科成果”三维评价模式等。课程改革有助于打破学科壁垒,培养复合型人才,推动新工科建设。

关键词： 裂纹识别   缺陷检测   阵列涡流检测   矩阵式电涡流传感器   嵌入式系统   可视化处理程序  

摘要： 大型基础设施如信号塔、桥梁中的高承压金属结构部件随着时间的推移,会受到环境侵蚀、高应力等影响,出现疲劳开裂现象,而定期检测高承压部件的健康度可以有效减少或防止重大事故发生。阵列涡流检测(ECA)是涡流检测的新兴分支,其传感器线圈按照一定方式阵列排布,在无需运动扫查结构的情况下可以实现大面积快速扫查,提高检测效率。故基于涡流检测原理,设计一种FPC矩阵电涡流传感器与裂纹识别系统,并基于Matlab给出了上位机图形可视化处理程序。其次,对识别系统进行实验验证,为模拟真实缺陷,在非平面结构金属被测试件表面设置人为缺陷,使用FPC矩阵电涡流传感器及裂纹识别系统对模拟缺陷进行检测识别。结果表明,所设计系统能够有效识别到长10 mm、宽1 mm、深0.5 mm的缺陷。

关键词： Linux实时性   RT-Linux   Preempt-RT补丁  

摘要： 传统Linux内核在实时性要求高的嵌入式系统和工业控制中存在显著不足,其调度机制和中断响应能力存在明显的不足,尤其在处理高优先级任务时存在较大延迟,难以满足严格的时间约束需求。为了解决这一问题,探讨了Linux内核实时性能优化的方法与实现,尤其是通过Preempt-RT补丁,优化实时互斥锁、优先级继承机制和中断处理,以实现更高效的实时任务调度。

关键词： 鸿蒙嵌入式系统   对比实验   现象驱动   知识挖掘  

摘要： 针对鸿蒙嵌入式系统课程实验技术复杂、实践要求高的特点,提出了一种多模块协同驱动的创新实验教学策略,其主要创新如下:(1)采用小熊派Hi3861和STM32F407两种开发板,通过不同开发思路和代码策略实现相同功能,设计出特色鲜明的鸿蒙训练项目;(2)提出三大教学方法:对比实验教学法,让学生直观体会平台差异;现象驱动教学法,激发学生主动探究问题根源;知识挖掘与创造发现法,引导学生构建关联知识体系。通过统计量分析、均方差检验、直方图和箱线图等方法对近3年教学数据进行实证分析,表明该策略显著提升了学生知识运用能力、问题解决能力和创新能力,有效培养了学生的自主学习意识,为物联网工程专业实践教学提供了新思路。

关键词： 侧扫声呐   嵌入式软件   TVG补偿   台阶效应   Zynq-7000  

摘要： 为解决传统侧扫声呐系统成本高、灵活性差等问题,文章基于Xilinx Zynq-7000 SoC设计了一套侧扫声呐嵌入式软件系统。该系统软件开发平台为Vivado SDK,利用其集成的ARM处理器和可编程逻辑资源,实现了ARM+FPGA协同的实时信号处理,通过AXI总线实现数据传输。针对传统硬件TVG补偿精度受限(仅支持6dB步长)的问题,引入插值补偿算法,将增益精度提升至0.25dB,显著改善了图像质量,有效缓解了“台阶效应”。实验结果表明,该系统具备良好的水下地形测绘与目标识别能力,低频工作模式下单侧斜距≥450m,高频模式下单侧斜距≥160m。该侧扫声呐嵌入式软件系统在水域环境中能够快速并准确地处理大规模声呐数据。

关键词： 规范发展   密码技术   监管升级   大数据   现代技术   公安  

摘要： 在现代技术浪潮的推动下,新业态住宿行业的治安监管工作正迎来深刻变革。如何精准破解行业“野蛮生长”所带来的底数不清晰、身份核验难、矛盾纠纷多等治理难题,已成为公安机关提升现代治安治理能力的重要课题。以大数据、密码技术、身份识别等为代表的科技手段赋能推动治安监管模式从传统“人防”向“技防+人防”深度融合转型,通过构建智慧新监管模式,为规范行业发展、筑牢社会公共安全底线提供了关键支撑。

关键词： STM32   LabVIEW   气象监控   无人机试飞   RS485总线   UDP协议  

摘要： 针对无人直升机试飞过程中人工获取所需试飞气象条件数据时的数据反馈困难,自动化水平低,实时性要求不能满足等问题,提出了一种基于LabVIEW的嵌入式试飞气象监控系统设计方案。该方案划分为上位机和下位机两个部分,其中下位机以STM32微控制器为主控,通过RS485总线实现了与多个传感器的通信,并采用UDP通信协议与上位机进行数据通信;上位机则实现了对气象条件的数据处理、数据可视化显示以及条件告警。最后通过实验测试表明本文所设计的监控系统能够满足试飞气象监测实时性要求,并具有使用便捷、稳定准确等特点。