第1章 绪论 1
1.1 微弱信号及无损探测技术概述 1
1.2 新型无损检测技术的目的和意义 1
1.3 本书的内容和章节安排 2
参考文献 3
第2章 基于混沌振子的微弱信号检测方法 5
2.1 概述 5
2.1.1 混沌振子方法在微弱信号检测中的重要性 5
2.1.2 混沌振子检测法在国内外发展的现状及动态分析 6
2.1.3 亟待解决的问题 10
2.2 基于VPD混沌系统检测方法 11
2.2.1 基于VPD混沌系统的微弱信号检测原理及频率检测方法 12
2.2.2 VPD混沌系统状态阈值及运动状态研究 14
2.2.3 系统噪声特性研究 15
2.3 本章小结 17
参考文献 20
第3章 基于忆阻器的混沌电子学及其微弱信号检测方法 26
3.1 忆阻器的物理模型介绍 26
3.2 混沌电路设计方法 29
3.2.1 经典混沌电路 29
3.2.2 混沌电路设计方法 33
3.3 基于忆阻器的混沌电路设计方法 35
3.4 蔡氏电路及其混沌动力学特性 36
3.5 基于混沌系统的微弱信号检测原理 39
3.6 混沌系统运动状态判别方法 41
3.6.1 直观法 41
3.6.2 定量法 46
3.7 基于忆阻器Chua振子的微弱信号检测模型研究 48
3.7.1 忆阻器Chua振子微弱信号检测模型 48
3.7.2 基于忆阻器的蔡氏电路振子动力学特性分析 51
3.7.3 基于忆阻器的蔡氏电路振子的微弱信号检测 52
3.8 正弦微弱信号参数估计 53
3.8.1 幅值检测方法研究和仿真分析 53
3.8.2 频率检测方法研究和仿真分析 55
3.9 其他周期微弱信号参数估计 56
3.10 基于忆阻器的蔡氏电路检测模型性能分析 57
3.10.1 检测系统的最大信噪比和精度 57
3.10.2 与传统混沌检测方法比较 59
3.11 三次磁控忆阻器等效电路设计 60
3.12 基于忆阻器的蔡氏混沌微弱信号检测电路DSP实现 66
参考文献 71
第4章 基于光纤光栅传感器电力变压器振动无损在线监测系统设计 71
4.1 光纤光栅传感器解调原理 75
4.1.1 光纤光栅传感器的基本原理 75
4.1.2 光纤光栅传感器的解调原理 75
4.1.3 光纤传感器常见解调方案 77
4.2 电力变压器振动监测系统方案设计 78
4.2.1 功能需求分析及方案选择 78
4.2.2 解调系统整体架构 80
4.3 解调系统思路与规划 80
4.3.1 解调系统资源需求分析 80
4.3.2 解调系统整体方案 81
4.4 变压器振动检测系统硬件实现 83
4.4.1 振动检测系统硬件具体实现 84
4.4.2 系统平台器件选择 84
4.4.3 电源模块电路设计 90
4.5 信号调理电路的设计 95
4.5.1 A/D＆D/A转换电路 96
4.5.2 放大电路 98
4.5.3 滤波电路 98
4.5.4 通信电路模块 99
4.5.5 FIFO储存器电路设计 101
4.5.6 总体硬件结构图和实物图 101
4.6 变压器振动测量原理及其监测系统软件实现 104
4.6.1 原理描述 104
4.6.2 解调系统框架图 105
4.6.3 解调原理描述 106
4.6.4 变压器故障检测算法的研究 116
4.6.5 软件功能需求分析 120
4.7 软件整体设计 121
4.7.1 信号调理 123
4.7.2 通信流程 127
4.7.3 PC处理部分 127
4.8 上位机系统 132
4.8.1 登录界面 132
4.8.2 数据接收与显示 133
4.8.3 快速傅里叶变换及故障诊断 133
4.9 系统调试与测试 133
4.9.1 电源模块测试 133
4.9.2 A/D采样以及A/D转换模块的调试 135
4.9.3 放大电路测试 136
4.9.4 数据保存测试 138
4.9.5 软件稳定性分析 138
参考文献 140
第5章 基于机器视觉技术医用药剂中可见异物检测系统 145
5.1 自动化医用药剂无损检测的重要性 145
5.1.1 自动化液体药剂无损检测的意义 145
5.1.2 可见异物药液检测的现状 146
5.1.3 基于智能视觉药液检测的优势 147
5.2 液体药剂自动化无损检测系统 148
5.3 无损检测与实验分析 152
5.3.1 检测对象分析 152
5.3.2 视觉成像系统分析 153
5.3.3 机械传动部分设计分析 154
5.3.4 无损剔除部分设计 157
5.3.5 功能与指标 158
5.3.6 系统实物图 159
5.3.7 系统特点与优势 159
5.4 系统硬件构成及工作原理 161
5.4.1 自动化液体药剂无损检测系统介绍 161
5.4.2 照明成像系统 164
5.4.3 电气控制系统 165
5.5 基于三帧差分法和Mean shift算法的液体药剂异物检测 169
5.5.1 算法概述 169
5.5.2 图像预处理 170
5.5.3 运动目标检测 171
5.5.4 运动目标分割 180
5.6 运动目标跟踪 182
5.6.1 基于Tsallis的近邻聚类算法 186
5.6.2 运动检测和特征提取 191
5.6.3 用于粒子检测的运动连续性亲和力传播因子 193
5.6.4 基于差分进化算法的三维Tsallis熵阈值优化 195
5.6.5 实验与分析 196
5.7 连通域标记及特征提取 200
5.7.1 数学形态学处理 200
5.7.2 连通域标记 202
5.7.3 异物目标特征提取 204
5.8 基于运动连续性AP算法的可见异物识别 206
5.8.1 近邻传播聚类算法 206
5.8.2 改进的近邻传播聚类算法 210
5.8.3 基于测地距离的相似性度量 211
5.8.4 运动连续性近邻传播模型 216
5.8.5 运动连续性近邻传播算法信息传递 218
5.8.6 异物目标判断 227
5.9 实验与结果分析 229
5.9.1 运动连续性AP与标准AP性能比较 229
5.9.2 运动连续性AP异物检测性能 233
5.10 系统软件架构 237
5.10.1 开发环境搭建 237
5.10.2 软件整体结构设计 237
5.10.3 软件所用函数库介绍 238
5.11 软件模块分析 239
5.11.1 MVC360MF摄像头获取 239
5.11.2 串口通信模块 240
5.11.3 Qt数据存储与文件读写模块 241
5.11.4 多线程算法处理模块 243
5.12 系统软件设计 244
5.12.1 图形用户界面 244
5.12.2 软件流程图 245
5.12.3 软件功能介绍 246
5.12.4 软件操作介绍 247
5.13 系统测试方案及测试结果 250
5.13.1 基于Intel Vtune软件性能分析与优化 250
5.13.2 系统测试 254
5.13.3 实验结果分析 255
附录5.1 软件代码 257
参考文献 313
第6章 基于Al-BoxX Gen.1 平台的云端中医取药系统 319
6.1 概述 319
6.1.1 中医院取药服务现状 319
6.1.2 国内外发展趋势动态分析 320
6.1.3 智能中医抓药系统的优势 320
6.2 系统架构 321
6.2.1 系统总设计方案 321
6.2.2 机械臂控制方案 323
6.2.3 软件架构 323
6.3 硬件系统设计 324
6.3.1 硬件系统整体介绍 324
6.3.2 主控MCU模块 326
6.3.3 药库MCU模块 326
6.3.4 机械臂硬件模块 328
6.3.5 药库机械结构设计 333
6.4 机械臂自动取药算法 334
6.4.1 基于双目视觉的目标获取 334
6.4.2 机械臂运动学建模 345
6.4.3 机械臂封装动作设计方案 349
附录6.1 部分软件代码 349
附录6.2 硬件系统电路图 359
参考文献 361
第7章 健康数据无损监测系统研制 362
7.1 项目背景和建设意义 362
7.1.1 项目背景 362
7.1.2 项目建设的重要意义 364
7.2 智能椅子电路设计 365
7.2.1 DHT11介绍 365
7.2.2 MLX90614介绍 365
7.2.3 MAX30102介绍 366
7.2.4 主控板与传感器 366
7.2.5 马达驱动板的选取 369
7.3 软件设计 369
7.3.1 软件流程介绍 371
7.3.2 网页端／APP处理流程 374
7.3.3 端口控制流程 374
7.3.4 软件部署 377
7.3.5 APP简述 379
7.4 心率传感器的设计 379
7.4.1 背景介绍 379
7.4.2 电路设计 380
7.5 系统总体调试 383
参考文献 386
第8章 基于分水岭分割的粘连颗粒图像分析技术研究 390
8.1 颗粒图像分析基础与预处理 390
8.1.1 图像处理的基本概念 390
8.1.2 数字图像与像素的表示 390
8.1.3 图像类型 390
8.1.4 图像分割的定义 394
8.1.5 图像平滑处理 395
8.1.6 图像二值化 398
8.1.7 粘连颗粒图像二值化的结果与分析 401
8.2 图像数学形态学处理与距离变换 403
8.2.1 图像数学形态学处理 403
8.2.2 二值图像的腐蚀运算 405
8.2.3 二值图像的膨胀运算 406
8.2.4 开运算与闭运算 407
8.3 粘连颗粒图像的数学形态学处理 407
8.3.1 粘连图像数学形态学处理的结果与分析 407
8.3.2 数学形态学滤波器的设计 412
8.3.3 图像距离变换 413
8.3.4 粘连颗粒图像的距离变换结果与分析 416
8.4 颗粒图像分水岭分割方法 418
8.4.1 分水岭变换原理及算法研究 419
8.4.2 分水岭算法的数学描述 420
8.4.3 分水岭算法及其代码实现 423
8.4.4 分水岭分割的常用方法 424
8.4.5 一种改进的分水岭分割方法 426
8.5 图像颗粒的自动计数与特征参数提取 431
8.5.1 颗粒自动计数 431
8.5.2 颗粒参数提取 434
参考文献 444
