小模数塑料齿轮亚像素视觉快速检测系统研制
这是一篇关于塑料齿轮,亚像素边缘检测,机器视觉,批量检测,参数测量的论文, 主要内容为塑料齿轮成本低、质量轻、传动噪声小,而且生产工序少、强度也接近金属材质的齿轮,在精密机械、家用电器、汽车配件等领域得到广泛应用,但在生产过程中模具的精度降低、缺料或者注塑工艺参数设置不当等原因,导致尺寸偏差,影响传动精度和使用寿命,因此对其出厂检测显得尤为关键。由于塑料齿轮模数小、齿槽间隙小,使得对测量系统的精度等要求极高。为了准确筛选出不合格的塑料齿轮,研制一种小模数塑料齿轮亚像素视觉快速检测系统。本文主要研究内容如下:首先,通过分析检测系统的需求以及设计要求,制定系统的总体设计框架。总体框架的设计主要围绕上位机和下位机两部分开展,上位机主要有工控机和视觉检测软件,下位机主要有工业相机和镜头、光纤传感器、PLC以及判决执行单元等,同时对系统的工作原理进行介绍。在此基础上制定硬件平台搭建方案以及系统软件总体设计,软件开发平台的设计运用Lab VIEW实现,使用VISA驱动程序库实现工控机与PLC的双机通讯以及调用NI-Vision库实现各图像处理算法的开发。其次,对系统硬件进行详细的选型及搭建,包括图像采集单元的高分辨率CMOS面阵相机、远心镜头、背光源以及光纤传感器,判决执行单元的上料、运料以及卸料系统,控制单元的工控机、强电电路和PLC,并设计PLC的控制程序;同时对系统软件功能需求进行分析,设计交互界面,并对其进行详细描述,在图像处理算法上,对采集的原图先进行中值滤波,接着使用聚类法进行自动阈值分割简化算法,使用Canny算子进行像素级边缘提取,再利用三次样条插值的方法实现亚像素边缘检测,在此基础上进行塑料齿轮基本参数高精度的测量。最后,试验验证系统的稳定性和可靠性。利用所研制的系统对同一个塑料齿轮的内孔直径和齿顶圆直径进行了50次的重复测量试验,同时与一键式测量影像仪测量的塑料齿轮单个齿距偏差作对比试验。结果表明,本文提出的小模数塑料齿轮亚像素视觉快速检测系统的测量精度和检测速度完全满足系统的设计需求,具有良好的准确性和稳定性,能够实现小模数塑料齿轮的批量高精度检测。图[46]表[9]参[71]
音频信号监测系统的设计与实现
这是一篇关于音频监测,音频采集,参数测量,驱动设计的论文, 主要内容为随着广电技术的发展,广播电台处理音频信号的数量和规模不断增加,听众对广播音频信号的质量和性能也提出了更高的要求,并且广电总局规定广播电台必须对音频信号进行实时的监测与分析,如果仅仅依靠人工监测远远不能满足音频信号监测的要求,基于这些考虑设计一种可以对音频信号进行实时监测分析和自动报警的监测系统对广播电台来说具有重要的意义。目前大部分的监测系统主要侧重于分布式的监测和常见参数的测量,不便于搭建监测系统并且监测参数未考虑人耳的主观听觉感受。本论文结合计算机通信技术、音频信号处理技术设计实现了一种音频信号监测系统,该监测系统引入了与人耳的主观听觉感受相关的响度监测,并且可实现音频信号的分布式与集中式监测。具体的工作内容和创新点包括以下几个方面:1.音频监测系统的总体方案设计。本文分析了常见的音频监测系统的设计方案,根据监测系统的监测音源、监测指标和应用场合的需求,采用了基于嵌入式平台的网络化音频信号监测系统的设计方案,该设计方案可以实现对音频信号的本机与远程的实时监测。2.音频监测系统的硬件电路设计。监测系统的硬件电路设计实现了音频采集模块、音频测量模块、系统主控模块和数据通信模块。音频采集模块利用专用芯片实现了专业级模拟音频信号和数字音频信号的数据采集和状态获取。数据通信模块采用集成MAC+PHY的物理层芯片扩展的方法将监测系统接入以太网。音频测量模块实现了基于DSP的音频指标参数的实时测量分析。系统主控模块实现了基于ARM的监测系统的功能模块实时控制。3.音频监测系统的软件程序设计。软件设计包括音频测量模块和系统主控模块相关的程序。音频测量模块实现音频信号的幅度、相位监测的基础上引入了与人的主观听觉感受相关的响度测量与分析。系统主控模块移植了嵌入式Linux操作系统,设计实现了音频采集模块和以太网通信电路的驱动程序,从而实现了音频信号参数和状态的网络化的监测。通过以上几部分设计,本系统可以对广播级的模拟音频信号和数字音频信号进行幅度、相位、响度和通道信息的实时测量分析,对各种错误音频状态进行报警,借助于监测终端可实现对音频信号的网络化监测。
音频信号监测系统的设计与实现
这是一篇关于音频监测,音频采集,参数测量,驱动设计的论文, 主要内容为随着广电技术的发展,广播电台处理音频信号的数量和规模不断增加,听众对广播音频信号的质量和性能也提出了更高的要求,并且广电总局规定广播电台必须对音频信号进行实时的监测与分析,如果仅仅依靠人工监测远远不能满足音频信号监测的要求,基于这些考虑设计一种可以对音频信号进行实时监测分析和自动报警的监测系统对广播电台来说具有重要的意义。目前大部分的监测系统主要侧重于分布式的监测和常见参数的测量,不便于搭建监测系统并且监测参数未考虑人耳的主观听觉感受。本论文结合计算机通信技术、音频信号处理技术设计实现了一种音频信号监测系统,该监测系统引入了与人耳的主观听觉感受相关的响度监测,并且可实现音频信号的分布式与集中式监测。具体的工作内容和创新点包括以下几个方面:1.音频监测系统的总体方案设计。本文分析了常见的音频监测系统的设计方案,根据监测系统的监测音源、监测指标和应用场合的需求,采用了基于嵌入式平台的网络化音频信号监测系统的设计方案,该设计方案可以实现对音频信号的本机与远程的实时监测。2.音频监测系统的硬件电路设计。监测系统的硬件电路设计实现了音频采集模块、音频测量模块、系统主控模块和数据通信模块。音频采集模块利用专用芯片实现了专业级模拟音频信号和数字音频信号的数据采集和状态获取。数据通信模块采用集成MAC+PHY的物理层芯片扩展的方法将监测系统接入以太网。音频测量模块实现了基于DSP的音频指标参数的实时测量分析。系统主控模块实现了基于ARM的监测系统的功能模块实时控制。3.音频监测系统的软件程序设计。软件设计包括音频测量模块和系统主控模块相关的程序。音频测量模块实现音频信号的幅度、相位监测的基础上引入了与人的主观听觉感受相关的响度测量与分析。系统主控模块移植了嵌入式Linux操作系统,设计实现了音频采集模块和以太网通信电路的驱动程序,从而实现了音频信号参数和状态的网络化的监测。通过以上几部分设计,本系统可以对广播级的模拟音频信号和数字音频信号进行幅度、相位、响度和通道信息的实时测量分析,对各种错误音频状态进行报警,借助于监测终端可实现对音频信号的网络化监测。
音频信号监测系统的设计与实现
这是一篇关于音频监测,音频采集,参数测量,驱动设计的论文, 主要内容为随着广电技术的发展,广播电台处理音频信号的数量和规模不断增加,听众对广播音频信号的质量和性能也提出了更高的要求,并且广电总局规定广播电台必须对音频信号进行实时的监测与分析,如果仅仅依靠人工监测远远不能满足音频信号监测的要求,基于这些考虑设计一种可以对音频信号进行实时监测分析和自动报警的监测系统对广播电台来说具有重要的意义。目前大部分的监测系统主要侧重于分布式的监测和常见参数的测量,不便于搭建监测系统并且监测参数未考虑人耳的主观听觉感受。本论文结合计算机通信技术、音频信号处理技术设计实现了一种音频信号监测系统,该监测系统引入了与人耳的主观听觉感受相关的响度监测,并且可实现音频信号的分布式与集中式监测。具体的工作内容和创新点包括以下几个方面:1.音频监测系统的总体方案设计。本文分析了常见的音频监测系统的设计方案,根据监测系统的监测音源、监测指标和应用场合的需求,采用了基于嵌入式平台的网络化音频信号监测系统的设计方案,该设计方案可以实现对音频信号的本机与远程的实时监测。2.音频监测系统的硬件电路设计。监测系统的硬件电路设计实现了音频采集模块、音频测量模块、系统主控模块和数据通信模块。音频采集模块利用专用芯片实现了专业级模拟音频信号和数字音频信号的数据采集和状态获取。数据通信模块采用集成MAC+PHY的物理层芯片扩展的方法将监测系统接入以太网。音频测量模块实现了基于DSP的音频指标参数的实时测量分析。系统主控模块实现了基于ARM的监测系统的功能模块实时控制。3.音频监测系统的软件程序设计。软件设计包括音频测量模块和系统主控模块相关的程序。音频测量模块实现音频信号的幅度、相位监测的基础上引入了与人的主观听觉感受相关的响度测量与分析。系统主控模块移植了嵌入式Linux操作系统,设计实现了音频采集模块和以太网通信电路的驱动程序,从而实现了音频信号参数和状态的网络化的监测。通过以上几部分设计,本系统可以对广播级的模拟音频信号和数字音频信号进行幅度、相位、响度和通道信息的实时测量分析,对各种错误音频状态进行报警,借助于监测终端可实现对音频信号的网络化监测。
电池参数测量系统的研究与设计
这是一篇关于动力电池,参数测量,高精度同步测量,多通道可扩展,故障检测的论文, 主要内容为在碳达峰与碳中和的“双碳”目标背景下,为了降低对石油燃料的消耗和减少交通领域的碳排放,我国大力发展新能源汽车。动力电池作为新能源汽车的动力来源,其需求量激增,电池行业对电池的质量与性能提出了更高的要求,因此,对电池进行出厂参数检测、不同工况下的性能指标差异性测试以及电池安全性能测试至关重要。针对当前国内自主研发生产的动力电池数据采集设备采样精度低、频率慢且同时测量通道少等问题,本文设计研发了一套多通道同步、高速率、高精度的动力电池数据采集系统,主要工作包括:(1)分析测量系统的功能实现需求,提出总体设计方案,并按照实现功能的不同划分为:电压与电流采集模块、数据处理模块、故障预警模块、电池能量标定模块、多板同步测量模块以及数据通信模块。(2)设计系统各个功能模块的硬件实现电路,详细介绍了各个电路的工作原理、功能结构以及器件选型,确保设计的有效性。选用FPGA并行实时控制测量系统,实现电池数据的多通道同步采集。(3)在硬件设计基础上完成软件设计,FPGA芯片同步接收所有通道数据,对其完成并行滤波、校正、瓦时积分处理,采用Modelsim与Signal Tap II仿真软件验证信号之间的时序逻辑的正确性。STM32通过DMA控制器接收FPGA数据信息,以CAN总线或以太网协议通信方式实现数据实时上传功能。(4)为了验证测量系统的功能有效性,基于本文设计的电池参数测量系统建立实验测试平台,对测试系统的测量数据误差范围、数据精度、采样频率、多板测量同步性与瓦时积分数据精度进行实验验证,结果表明系统功能指标均已达到设计要求,且满足电池测试的科研需求。(5)分析故障高速突变检测需求与故障具体表现,根据不同故障发生时的数据变化特点建立故障特征参数并设置故障诊断阈值,利用测量系统的高频与高精度的采集特性实现电池故障发生时的早期预警。本文设计的电池参数测量系统具有采样精度高、采样频率快以及多通道同步采样等优点,满足了动力电池科学研究对数据测试的需求。
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