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关键词： 机器视觉   目标跟踪   PID控制   透视畸变   嵌入式系统  

摘要： 针对嵌入式移动平台视觉伺服中复杂背景干扰、透视畸变及实时性不足的问题，设计并实现了一种基于机器视觉的自行瞄准系统。系统以MSPM0G3507微控制器为核心，集成OpenMV H7 Plus视觉模块、二维步进电机云台及巡线底盘，构建了识别-瞄准-移动协同作业的硬件平台。在视觉处理上，提出了一种融合几何特征、像素密度与空间关系约束的复合识别算法，显著提升了复杂背景下特定矩形靶标的识别鲁棒性；针对近距离大视角引起的透视畸变，建立了基于黑白色块特征互补的自适应加权中心估计模型，实现了畸变补偿与精确中心定位。在控制层面，采用数字PID算法实现图像偏差到云台控制量的快速映射，并设计了与视觉伺服并行运行的巡迹控制线程。实验结果表明，系统静态瞄准误差小于2 cm，动态瞄准误差小于2 cm，对0.5 m/s移动目标的跟踪延迟低于200 ms，激光画圆同步误差小于1/4圈，验证了所提方法在嵌入式视觉伺服应用中的有效性。

关键词： 水下机器人   速度测量   多传感器融合   光流   无迹卡尔曼滤波   嵌入式系统  

摘要： 水下机器人的速度信息是实现姿态稳定、路径跟踪、运动控制和组合导航的关键基础。针对传统水下速度测量方法普遍依赖多普勒测速仪（Doppler Velocity Log，DVL）等高成本声学设备，且部分视觉或融合算法对高性能处理器依赖较强、不利于在微控制器（Microcontroller Unit，MCU）等资源受限平台部署的问题，本文提出一种面向浅水清澈环境的低成本多传感器融合速度测量算法。该方法以惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU）和光流传感器为核心，通过低通滤波抑制IMU高频噪声，利用时间戳同步和角速度积分对光流测量进行旋转解耦，进一步采用无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman Filter，UKF）融合光流观测速度与IMU积分速度，获得稳定的水平速度估计结果。实验结果表明，在所搭建的浅水实验环境中，算法能够以50Hz实时输出速度信息，在10～45cm/s的速度范围内最大绝对误差不超过2cm/s。与依赖高成本声学设备的传统方案相比，本文方法在显著降低硬件成本的同时，仍可满足浅水近距离作业场景下小型水下机器人对速度测量的基本需求。

关键词： 传感器阵列   气体检测   嵌入式系统   抗漂移   挥发性有机化合物  

摘要： 针对半导体气体传感器响应基线不稳定、交叉敏感的缺陷,设计了一种实时气体检测系统。采用高精度模数转换芯片进行传感器阵列输出电信号的采集;设计响应特征提取算法提取电信号序列中的响应信号,并与神经网络相结合,完成实时气体检测。同时系统具有较高的拓展性,适用于多种实用场景。实验结果表明:系统能准确提取出传感器响应信号,且具有较好的抗漂移、抗干扰性能,最终实现了5种挥发性有机化合物(VOCs)气体的分类检测。本文检测系统能够满足VOCs气体实时检测需求,有效推动了该领域的实际发展。

关键词： 无损检测   电涡流检测   自动校准检测系统   超外差   嵌入式系统   电路设计  

摘要： 在诸多缺陷检测方法中,电涡流无损检测凭借无耦合剂、检测结果直观等优势,已广泛应用于导体试件缺陷检测。为克服电子元器件长期工作引发的温漂误差,设计自动校准模块实现实时补偿,提升系统精度;同时采用超外差解调方法处理高频信号,搭建自校准电涡流无损检测系统。采用包含缺陷的标准试件测试电涡流传感器的检测精度。实验结果表明,自校准电涡流检测系统能够识别10 mm×2 mm×1 mm~10 mm×2 mm×4.5 mm范围内的缺陷,依托感应电压增量即可识别不同尺寸的缺陷。

关键词： 开路   瑕疵检测   PCB板   漏孔   深度学习   工业视觉  

摘要： 问题入口:一块小小PCB上的瑕疵,可能影响整机可靠性在电子制造链条中,PCB板承担着电路连接和器件承载的基础作用。如果开路、短路、漏铜、漏孔、污染等缺陷没有在制造环节被及时发现,可能在后续装配、通电测试甚至产品使用阶段放大为质量问题。人工目检可以凭经验处理复杂情况,但效率和稳定性有限;传统自动光学检测系统虽然提高了检测效率,却在复杂背景、微小缺陷和光照变化面前仍会遇到边界。

关键词： 寄居蟹”物端计算平台   北斗高精度定位   智慧农业   物联网   多传感器融合   嵌入式系统  

摘要： 为了解决传统农业物联网数据缺乏空间属性的问题,设计了一种以“寄居蟹”物端计算平台、北斗高精度定位模块为依托的智慧农业信息采集终端。该终端依靠硬件集成以及分层软件设计,实现位置信息与多源环境数据的同步采集,并在移动端进行交互验证,由此形成一种低成本且易部署的精准农业感知系统的可行性设计方案。该研究为构建高时空分辨率的农田感知网络奠定了技术基础,为精准农业提供了一套低成本、易部署的方案。

关键词： 体电阻检测   物联网   嵌入式系统   生物电阻抗   蓝牙通信   LCD1602  

摘要： 针对目前生物电阻抗测量设备成本高昂、携带不便等问题,文中提出了一种基于模块化集成方案的便携式体电阻检测系统。实现面向个人健康管理的低成本生理参数便携化与物联化监测。该系统以STC12C5A60S2单片机为主控制器,集成生物电阻抗测量模块、LCD1602液晶显示模块与HC-05蓝牙通信模块;单片机通过串行通信协议控制生物电阻模块采集数据,处理结果通过LCD屏幕实现本地显示并经由蓝牙无线传输至移动终端。实验结果表明,100~100 00 kΩ量程内平均误差率约为3.32%,最大误差率不超过5.58%。系统硬件结构简单,软件逻辑清晰,为面向个人健康管理的低成本生理参数监测终端开发提供了可行的技术参考。

关键词： 新工科   师范类院校   OBE   嵌入式系统实验   教学改革  

摘要： 针对地方师范类院校工科专业普遍面临的生源基础差异较大、学生工程实践与创新能力起点不一等挑战,提出以“厚知识、强能力、高素质”为内涵的“三维一体”嵌入式系统实验教学改革思路,介绍教学改革实践过程,最后说明教改效果。

关键词： 实验平台   嵌入式系统   远程实验   人工智能   实验室数字化  

摘要： 针对嵌入式实验教学中存在的硬件成本高、工位有限、AI算力不足等问题,构建了嵌入式AI一体化实验平台。该平台采用“本地开发+远程验证”混合架构,整合硬件工位池、GPU算力池与开放实验室的资源,通过对RustDesk二次开发,实现认证与时长管理,形成了“硬件验证—AI训练—综合创新”三级递进实验体系,并建立全过程可追溯的评价机制。87.5%的学生30 min内完成环境配置,93.8%认为远程实验体验与线下无差异,学生创新能力显著提升。该平台将远程硬件实验从“可观看”提升至“可操作、可评价”的层次,打通了从驱动开发到AI模型部署的全流程,为硬件类课程的数字化转型提供了可复制的范例。

关键词： 桥梁结构   结构健康监测   智能预警   物联网   嵌入式系统   大语言模型   边缘计算  

摘要： 针对中小跨度桥梁在长期运营过程中存在的桥梁结构状态获取滞后、监测结果依赖人工和预警信息展示不直观等问题,文中设计了一种基于嵌入式大语言模型(LLM)的桥梁结构健康监测系统。该系统通过采集桥梁的声学与振动信号,在边缘侧完成对采集数据的预处理和特征提取,然后通过嵌入式LLM,对桥梁结构状态进行分析,生成包含异常描述、风险等级划分和初步处理建议的预警文本,并通过屏幕展示预警信息,完成语音播报。与传统阈值判定方法的对比实验表明,文中所提方法使状态识别正确率大幅提升,系统误报率和漏报率明显降低。该方法提高了预警信息的可读性,便于运维人员理解、操作,降低了对运维人员的技术要求,具有较为广阔的应用前景。