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3G关键技术之多用户检测技术

3G关键技术之多用户检测技术
3G关键技术之多用户检测技术

第三代移动通信中的关键技术

——多用户检测技术

1、概述

在移动通信的发展过程中,无线环境中的信号衰落与相互干扰一直是影响移动通信质量的重要因素之一。为对抗衰落与干扰,几十年来人们研究并应用了多种技术,如GSM的自适应均衡、Is‐95 CDMA的RAKE接收机等。多用户检测(MUD:Multiuser Detection)技术是根据经典信息论的最佳联合检测理论提出的一种有效对抗多址干扰的先进技术。从1979年K.Schneider提出联合检测的概念,特别是1986年S.Verdu提出最优多用户检测算法以来,经过20多年的理论研究,并结合码分多址移动通信系统的实践与发展,

多用户检测逐渐成熟。目前,3G移动通信标准中的WCDMA、cdma2000和TD‐SCDMA均

将多用户检测纳入其技术演进路线,并已进人实际应用阶段。

在蜂窝CDMA通信系统中,干扰大概分为三种类型:加性白噪声干扰、多径干扰与

用户间的多址干扰。由于CDMA系统中的多个用户占用同一时隙、同一频率,当同时通信用户数较多时,多址干扰成为最主要的干扰。

在多径衰落环境下,由于各个用户之间所用的扩频码通常难以保持正交,因而造成多个用户之间的相互干扰,并限制系统容量的提高。 CDMA系统是一个多入多出(MIMO)系统,采用传统的单入单出(SISO)检测方法,如匹配滤波器,不能充分利用用户间的信息,而将多址干扰认为是高斯白噪声,浪费资源的同时处理难度也加大。

解决以上问题的一个有效方法是使用多用户检测技术(MUD)。由于信道的非正交性和不同用户扩频码字的非正交性,导致用户间存在相互干扰,多用户检测的作用就

是去除多用户之间的相互干扰。也就是根据多用户检测算法,再经过非正交信道和非

正交的扩频码字,重新定义用户判决的分界线,在这种新的分界线上,可以达到更好

的判决效果,去除用户之间的相互干扰。

2、多用户检测技术的实现方法与分类

传统的单用户检测将目标用户以外的其他用户的信号都当作干扰来处理,而多用户检测则利用了各用户信号之间通过扩频码建立的联系来实施联合检测,其原理框图如

图2.1所示。

图2.1 多用户检测的实现框图

假设有n 个用户,每个用户发送数据比特a1 a2?an,通过扩频码字进行频率扩展,经过无线信道传输,加入了噪声n(t),接收端接收的用户信号经过各自的匹配滤波器后完成解括,解扩后的结果通过多用户检测算法去除用户之间的干扰,得到用户的信号估计值b1 b2 ?bn,最后通过判决器得到实际各个用户的信号。多用户检测将不期望的多接入干扰从接入信号r(t)中分离。多用户检测输出的是估测的数据比特(即上图中的

b1 b2 …bn)。从原理图框图上就可以看出:多用户检测效果的关键取决于匹配滤波器设计跟多用户检测算法,由于匹配滤波器的设计相对来讲比较规范,这样多用户检测算

法的设计就成了关键。在理想情况下,与没有多用户检测的系统相比,具备多用户检测的系统减少了约2.8 倍的干扰因子。实际情况下, 多用户检测 的有效性不到100% ,

也就是说检测算法跟匹配滤波器的设计并不能100%满足要求。

多用户检测算法在处理方法上,大致可以分为线性与非线性两大类。线性多用户检测包括解相关检测,最小均方误差检测和最优线性检测等。非线性多用户检测技术又称为干扰抵消技术,有关这方面的研究主要集中在多级算法,主要包括并行和串行干扰抵消算法、判决反馈干扰算法以及各种神经网络多用户检测算法等。大体上说,多

用户检测技术可以划分为图2.1所示的情况:

图2.1 多用户检测技术的分类

最优多用户检测算法能达到令人非常满意的检测性能,但是算法复杂度却是随着系统用户数的增加呈指数关系增长的,当系统用户数目较大时运算量相当的大,这对于硬件的实现来说几乎是不可能的。所以,继Verdu之后,人们便把研究的重点集中在各种次优多用户检测方法上,努力去寻找一些算法复杂度较低性能上优于传统检测器的检测方法,这样便于硬件上的实现,可以加快投入实际应用的步伐。

目前,在WCDMA、cdma2000以及TD—SCDMA三种3G移动通信系统中,多用户检测技术均已得到标准化,并进入实际应用阶段。相信随着多用户检测技术的逐步成熟,支持多用户检测的基站与终端的不断问世,以及多用户检测与智能天线、MIMO、波束赋型等新技术的进一步融合,多用户检测技术将有广阔良好的应用前景。

3、多用户检测算法的设计原则

近年来出现了各式各样的多用户检测算法,评价一个算法的性能优劣的参考标准如下:

1)接收机的计算复杂度。计算复杂度是指采用一种多用户检测算法对一组用户信息从开始检测到输出结果之间所要处理的所有运算的数目之和。它对于多用户检测器的实现具有重要的影响,因此在衡量一个多用户检测算法的优劣性时算法的计算复杂度一个很重要的标准。

2)对特殊运算的处理。计算复杂度是影响硬件实现成本的一个重要因素,但是它仅仅是从宏观的数学的角度出发的,落实到具体进行硬件实现时,我们还要考虑算法中的一些特殊运算的处理问题。各种不同多用户检测算法中包含了各式各样的运算,其中有些运算在数学上比较简单而要用硬件实现则需要更复杂的设计。如:矩阵相乘运算和矩阵求逆运算在数学上都属于矩阵的一次运算,然而在硬件设计时两者的难度却大不相同,这需要在设计算法时做充分考虑。

3)算法的性能测度。前两个标准是用来衡量多用户检测算法的可实现性,即判断该算法能否被实现和实现所需成本等问题,接下来还要判断算法的功效性,即该算法会给系统带来什么样的性能。这方面的评价标准已经比较准确和完善,现在比较常见的有:误码率、渐进有效性、抗远近效应能力等。

4)算法的适用性。前面的几个标准都是针对于所有的CDMA系统而言的宏观标准,即不管应用于哪个CDMA系统而言都没有什么变化,然而要真正的将多用户检测技术应用到实际系统之中就必须考虑具体系统的特点,看算法是否适用于该系统之中。接收

机的适用性是指接收机实现后是否能与系统很好的结合,是否会与实际系统的某些要

求发生矛盾。接收机的适用性包括算法的先决条件和算法的不良后果影响两个方面。 根据以上设计原则,出现了可供实现的一些算法,如基于Kalman滤波的盲多用户

检测算法,基于高阶累积量的盲自适应检测算法,判决反馈变步长盲自适应检测算法,

基于最小平均峰度准则盲自适应检测算法,基于正交滤波器组的盲自适应检测算法,

基于进化径向基函数神经网络的多用户检测方法等。

4、多用户检测技术的意义

多用户检测技术给第三代移动通信系统带来了极大的性能提高,其本质是通过

增加系统设备复杂度来提高各项性能指标,抑制干扰。它带来的实际意义包括如下方

面:

1)扩大CDMA网络的系统容量,增加系统用户数,提高频谱利用率。

2)降低CDMA网络用户设备的发射功率,提高用户设备的待机及通话时间。

3)降低基站发射机发射功率,减小射频辐射对用户的生理及心理影响,体现绿色

通信理念。

4)增加通信距离,增大基站的覆盖面积,降低组网成本。

多用户检测技术虽然具有无比的优越性,但是其缺点也是显而易见的,即大大提升

了设备的复杂度;增加了系统时延;通过不停的信道估计来获取用户扩频码的主要特

征参量,信道估计的精度会直接影响多用户检测的性能。

5、结束语

多用户检测技术实现全网使用仍然存在一系列的问题需要解决,在宽带CDMA技术

之上,对多用户检测技术进行研究的工作重点是缩短处理时延,同时在增强坚韧性方

面做研究,在此基础上,综合考虑宽带CDMA移动通信系统的性能指标和多用户检测技

术实现的复杂度,结合当前高速处理器件如FPGA的发展及其未来的发展趋势,努力找

到多用户检测技术具体实现的切入点,为多用户检测技术在第三代宽带CDMA移动通信

系统中最终投入使用提供理论和技术依据。

在宽带CDMA系统中应用多用户检测还需要做很多研究工作,尽管如此,宽带CDMA

是第三代移动通信中最有前途的多址接入方式,而多用户检测是可以大幅度提高其系

统容量的关键技术,它们必将在未来的移动通信中发挥重要作用。

红外热像检测技术综述

作业一红外热像检测技术综述 院(系)名称机械工程及自动化学院科目现代无损检测技术 学生姓名X X 学号XXXXXXXX 2016 年1X 月1X 日

红外热像检测技术综述 XXXX XXXX 目录 1 红外热像检测技术的原理介绍 (1) 2 红外热像检测技术的应用 (2) 2.1材料的内部制造缺陷的红外热像检测 (2) 2.3结构内部损伤及材料强度的检测 (3) 2.4在建筑节能检测中的应用 (3) 2.5建筑外外墙面饰面层粘贴质的检测 (4) 2.6在建筑物渗漏检测中的应用[13] (4) 3 红外热像检测技术国内外发展现状 (5) 3.1红外热像检测技术国外发展现状 (5) 3.2红外热像检测技术国内发展现状 (7) 4 参考文献 (10) I

1 红外热像检测技术的原理介绍 红外热成像检测技术采用主动式控制加热激发被检物内部缺陷,通过快速热图像采集和基于热波理论图像处理技术实现缺陷检测。它通过光学机械扫描系统,将物体发出的红外线辐射汇聚在红外探测器上,形成红外热图像,由此来分辨被测物体的表面温度。该技术具有检测速度快、非接触、范围广、精度高、易于实现自动化和实时观测等诸多优点,适合于裂缝、分层、积水、冲击损伤等问题的诊断。 红外线和可见光及无线电波一样是一种电磁波,红外线的波长比可见光长,比无线波短,为0.78~1000m μ,可分为近红外、中红外和远红外。任何物体只要不是绝对零度,都会因为分子的东{转和振动而发出“辐射能量”,红外辐射是其中一种。如果把物体看成是黑体,吸收所有的人射能量,则根据斯蒂芬—玻尔兹曼定律,在全波长范围内积分可得到黑体的总辐射度为: ()40 ,M M T d T λλσ∞==? (1.1) 式中:()()152121,exp 1c M T c W m m T λλμλ---??????=-???? ?????? ??? 为黑体的光谱辐射度;1c ,2c 为辐射常数,8241 3.741810c W m m μ-=???,42=1.438810c m K μ??,σ为斯蒂芬—玻尔兹曼常数,8245.6710W m K σ---=???,实际的大部分人工或天然材料都是灰体而不是黑体材料,与黑体不同,灰体材料的发射率1ε≠,灰体表面能反射一部分入射的长波()>3m λμ辐射,因此灰体表面的辐射由自身发射的和环境反射的两部分组成,用红外探测器可直接测量灰体发射和反射的总和ap M ,但无法确定各自的份额。通常假设物体表面为黑体,将ap M 称为表观辐 射度,为便于理解,一般将其转换为人们较熟悉的温度单位,称为表观温度ap T ,即: ()()()()04,,ap t l ap ap M M T M T d T λελλρλλλσ=+=? (1.2) 上述的表观温度ap T ,即为红外探测器测量所得温度。在无损检测中测量距离一般较近,可以忽瞬大气的影响,故被测物体的表面发射率。的取值是否准确是影响测量精度的关键因素。

微生物检测技术在食品检测中的应用研究进展 文献综述

微生物检测技术在食品检测中的应用研究进展 摘要:食品问题关系国计民生,食品的安全越来越受到人们关注。在食品工业迅速发展的今天,建立食品微生物快速检测方法,对食品质量进行检测、监控尤为重要。近几年各国的许多机构和学者都很重视食品微生物检测技术和方法的研究,本文对此进行了详细的介绍。 关键词:检测技术微生物食品安全 Progress of the research on the application of Microbial Detection Technology in food testing Abstract:Food is the people's livelihood. Food safety has received more and more attention. At present, the food industry is developing rapidly. Therefore, developing an rapid testing method of Microorganism in the food is especially important in detection and monitoring of food quality. In recente years, many institutes and researchers from different country attach great importance to the research of food microbiological testing techniques and methods. This article will give a detailed introduction to this below. Key words:the testing techniques Microorganism food safety 1前言 随着时代的不断发展,人们生活水平不断提高,食品安全问题也越来越受到人们的关注,近几年来,三聚氰氨、苏丹红、漂白剂等等一系列的食品安全问题使人们对食品产生了强烈的不信任感,因此,食品微生物检测技术的应用也越来越广泛,同时,食源性微生物的检测技术也趋向迅捷、准确、大通量的方向发展。以往的食品微生物检测技术已经无法应对现代的食品安全问题,检测速度缓慢、检测精度不精确,因此,应当采取新的食品微生物检测技术,现代的检测技术包括色谱法与荧光分析法、阻抗法、放射测量法、ELISA法和生物传感器法,结合我国实际情况,在建立标准的食源性微生物检测方法,推广标准化、检测技术的应用等方面还要很多工作要做[1]。 2 食品微生物检验的内容和特点 2.1 食品的污染程度指示菌的检验 (1)细菌总数:又称菌落数,是判断食物和应用水污染的主要指标。这是一种可以为卫生学检验评价提供依据的方法。 (2)大肠杆菌:这种细菌主要是来自人们本身的粪便,所以对大肠杆菌的数量来检验食物或饮

盲自适应多用户检测

一、自适应滤波部分 用LMS 、RLS 和Kalmanz 算法对CDMA 系统进行盲多用户检测仿真。系统模型见课本第4.13节,并对算法的统计性能进行讨论。 1, 原理说明: 由于是要对DS-CDMA 系统进行盲多用户检测,所以,首先要了解DS-CDMA 系统。 DS-CDMA 全称为Direct Sequence —Code Division Multiple Access ,即直接序列码分多址。从原理上来说,DS-CDMA 是通过将携带信息的窄带信号与高速地址码信号相乘而获得的宽带扩频信号。收端需要用与发端同步的相同地址码信号去控制输入变频器的载频相位即可实现解扩。 下面讨论地址码的获取: 1)m 序列的生产;m 序列是最长线性反馈移位寄存器序列的简称。它是由带线性反馈的移位寄存器产生的周期最长的序列。对于一个n 级反馈移位寄存器来说,最多可以有n 2个状态,对于一个线性反馈移位寄存器来说,全“0”状态不会转入其他状态,所以线性移位寄存器的序列的最长周期为 12-n 。当n 级线性移位寄存器产生的序列{}i a 的周期为12-=n T 时,称{}i a 为n 级m 序列。下 面图1.1给出一个4级线性反馈移位寄存器。设初始状态为{}{ }0,0,0,1,,,0123=a a a a 。 图1.1 m 序列的产生 2)gold 序列的生产;gold 序列是1967年R.Gold 在m 序列基础上提出并分析的一种特性较好的伪

随机序列,它是由两个码长相等、码时钟速率相同的m序列优选对通过模2相加而构成的。gold序列的生产两种方法一为级联m序列移位寄存器,一为并联m序列移位寄存器。在本仿真中采用级联序列移位寄存器的构成方式。 由于其他部分在课本第4.13节中有了具体的介绍,在这就不在累述。 2,程序说明: multiuser_dectect.m和multiuser_dectect_D.m分别是主函数,其中multiuser_dectect.m为平稳高斯信道、用户不变的同步DCMA系统盲信道检测,multiuser_dectect_D.m为平稳高斯信道、用户变化的同步DCMA系统盲信道检测;m_sequence.m为m序列产生程序;gold_sequence.m为gold序列产生程序,它由没序列级联而成因此调用了m_sequence.m;Change_symbols.m为把符号[0 1]转化成[-1 1];Kalman_D.m和Kalman_S.m分别是Kalman算法的用户变化的同步DCMA系统盲信道检测和用户不变的同步DCMA系统盲信道检测,其主要区别在于接口上;LMS_D.m和LMS_S.m分别是LMS算法的用户变化的同步DCMA系统盲信道检测和用户不变的同步DCMA系统盲信道检测,其主要区别在于接口上;RLS_D.m和RLS_S.m 分别是RLS算法的用户变化的同步DCMA系统盲信道检测和用户不变的同步DCMA系统盲信道检测,其主要区别在于接口上。 函数接口介绍: ① [ sequence_out ] = Change_symbols( sequence_in ) 作用: 把符号[0 1]转化成[-1 1]; 输入: sequence_in——输入要转化序列; 输出: sequence_out——输出转化后的序列。 ② [gold_seq] = gold_sequence(connections1,connections2) 作用: gold序列产生; 输入: connections1——输入产生第一个m序列的生成多项式; connections2——输入产生第二个m序列的生成多项式; 输出: gold_seq——输出gold序列 ③ [m_seq] = m_sequence(connections); 作用: m序列产生; 输入: connections——输入产生m序列的生成多项式; 输出: m_seq——输出m序列 ④ [P1,P_i_n,y,correct,E_ex,KK,w] = Kalman_D(b,N,K,step,yN_step,S,SS,C_null,SNR,KK,w) 作用: 用户变化的同步DCMA系统盲信道检测的Kalman算法; 输入: b——信息符号序列; N——扩频增益; K——用户数;

入侵检测技术综述

入侵检测技术综述 胡征兵1Shirochin V.P.2 乌克兰国立科技大学 摘要 Internet蓬勃发展到今天,计算机系统已经从独立的主机发展到复杂、互连的开放式系统,这给人们在信息利用和资源共享上带来了很大的便利。由Internet来传递和处理各种生活信息,早已成为人们重要的沟通方式之一,随之而来的各种攻击事件与入侵手法更是层出不穷,引发了一系列安全问题。本文介绍现今热门的网络安全技术-入侵检测技术,本文先讲述入侵检测的概念、模型及分类,并分析了其检测方法和不足之处,最后说描述了它的发展趋势及主要的IDS公司和产品。 关键词入侵检测入侵检测系统网络安全防火墙 1 引言 随着个人、企业和政府机构日益依赖于Internet进行通讯,协作及销售。对安全解决方案的需求急剧增长。这些安全解决方案应该能够阻止入侵者同时又能保证客户及合作伙伴的安全访问。虽然防火墙及强大的身份验证能够保护系统不受未经授权访问的侵扰,但是它们对专业黑客或恶意的经授权用户却无能为力。企业经常在防火墙系统上投入大量的资金,在Internet入口处部署防火墙系统来保证安全,依赖防火墙建立网络的组织往往是“外紧内松”,无法阻止内部人员所做的攻击,对信息流的控制缺乏灵活性,从外面看似非常安全,但内部缺乏必要的安全措施。据统计,全球80%以上的入侵来自于内部。由于性能的限制,防火墙通常不能提供实时的入侵检测能力,对于企业内部人员所做的攻击,防火墙形同虚设。 入侵检测是对防火墙及其有益的补充,入侵检测系统能使在入侵攻击对系统发生危害前,检测到入侵攻击,并利用报警与防护系统驱逐入侵攻击。在入侵攻击过程中,能减少入侵攻击所造成的损失。在被入侵攻击后,收集入侵攻击的相关信息,作为防范系统的知识,添加入知识库内,增强系统的防范能力,避免系统再次受到入侵。入侵检测被认为是防火墙之后的第二道安全闸门,在不影响网络性能的情况下能对网络进行监听,从而提供对内部攻击、外部攻击和误操作的实时保护,大大提高了网络的安全性[1]。 2 入侵检测的概念、模型 入侵检测(Intrusion Detection,ID), 顾名思义,是对入侵行为的检测。它通过收集和分析计算机网络或计算机系统中若干关键点的信息,检查网络或系统中是否存在违反安全策略的行为和被攻击的迹象。进行入侵检测的软件与硬件的组合便是入侵检测系统(Intrusion Detection System,IDS)。 入侵检测的研究最早可以追溯到詹姆斯·安德森[1]在1980年为美国空军做的题为《计算机安全威胁监控与监视》的技术报告,第一次详细阐述了入侵检测的概念。他提出了一种对计算机系统风险和威胁的分类方法,并将威胁分为外部渗透、内部渗透和不法行为三种,还提出了利用审计跟踪数据监视入侵活动的思想。他的理论成为入侵检测系统设计及开发的基础 , 他的工作成为基于主机的入侵检测系统和其它入侵检测系统的出发点。 Denning[2]在1987年所发表的论文中,首先对入侵检测系统模式做出定义:一般而言,入侵检测通过网络封包或信息的收集,检测可能的入侵行为,并且能在入侵行为造成危害前及时发出报警通知系统管理员并进行相关的处理措施。为了达成这个目的,入侵检测系统应包含3个必要功能的组件:信息来源、分析引擎和响应组件。 ●信息来源(Information Source):为检测可能的恶意攻击,IDS所检测的网络或系统必须能提供足够的信息给IDS,资料来源收集模组的任务就是要收集这些信息作为IDS分析引擎的资料输入。 ●分析引擎(Analysis Engine):利用统计或规则的方式找出可能的入侵行为并将事件提供给响应组件。 ●响应模组(Response Component):能够根据分析引擎的输出来采取应有的行动。通常具有自动化机制,如主动通知系统管理员、中断入侵者的连接和收集入侵信息等。 3 入侵检测系统的分类 入侵检测系统依照信息来源收集方式的不同,可以分为基于主机(Host-Based IDS)的和基于网络(Network-Based IDS);另外按其分析方法可分为异常检测(Anomaly Detection,AD)和误用检测(Misuse Detection,MD),其分类架构如图1所示: 图 1. 入侵检测系统分类架构图

红外检测技术介绍

红外探测技术 红外检测技术基本原理 红外技术的原理是基于自然界中一切温度高于绝对零度的物体,每时每刻都辐射出红外线,同时,这种红外线辐射都载有物体的特征信息,这就为利用红外技术探测和判别各种被测目标的温度高低与热分布场提供了客观的基础。 红外线是波长在0. 76?1000 U m之间的一种电磁波,按波长范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四类,它在磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。 红外线辐射在真空中的传播速度 C=299792458m/s ?3xlO lu cm/s 红外辐射的波长 A = — co 式中:C:速度 2:波长 3 :频率 红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射,它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动,并不停的辐射出热红外能量,分子和原子的运动愈剧烈,辐射的能量愈大,反之,辐射的能量愈小。 温度在绝对零度以上的物体,都会因自身的分子运动而辐射出红外

线。其中黑体频谱辐射能流密度对红外辐射波长的关系,根据普郎克定律: D一GxL (瓦?厘米”"微米") 式中: P一波长%,热力r AT 学温度为T时,黑体的红外辐射功率。 C一光速度 (axiomcm/s) C—第一辐射常 数二3.7415X104(瓦厘米?微米2) 之一波长(微米),T热力学 温度(K)温度辐射的能量密 度峰值对应的 波长,随物体温度的升高波长变短。 根据维思定律:人理(urn) T 式中: A一峰值波长,单位:um T一物体的绝对温度单位K 物体的红外辐射功率与物体表面绝对温度的四次方成正比,与物体表面的发 射率成正比。物体红外辐射的总功率对温度的关系,根据斯蒂芬—波尔兹曼定 律:

自动检测技术综述

课程综述 08自动化(2)班 0805070124 随着大三分专业被分到自动化这个专业后,首先接触的课程就是自动化检测技术。作为一门动手能力要求比较高的课程,这门课也配套了相应的实验课程。回味这学期的自动检测技术这门课的学习,按照自己的学习计划学习起来还是比较从容的。自动检测技术是自动化科学技术的一个重要分支科学,是在仪器仪表的使用、研制、生产、的基础上发展起来的一门综合性技术。自动检测就是在测量和检验过程中完全不需要或仅需要很少的人工干预而自动进行并完成的。实现自动检测可以提高自动化水平和程度,减少人为干扰因素和人为差错,可以提高生产过程或设备的可靠性及运行效率。 对于自动检测技术这门课,我觉得很重要的就是学习计划,不管做什么事都应该有一个计划,大到自己的学习生涯规划,小到自己的一天什么时刻该做什么,这样你才能做到有的放矢。作为一门自动化专业重要的课程,学好这门课是必须的。关于学习计划,我觉得每天课后的复习工作是很重要,这有助于我们对新知识的理解和吸收。大学里要充分利用各种资源,比如说图书馆、学术论坛、网络资源等。网络这种全新的学习形式具有开放性、互动性、网络性、虚拟性的特点,为我们的自主学习,教师的教学提供了许多便利条件。目前,互联网上学习资源中,管理方面的资源极为丰富;收费、互助、免费应有尽有。当然如何有效利用这些资源,是我们必须重视的问题,不适当的选择,会浪费精力,浪费时间,我们要选择适合自己的资源进行学习,这样才能做到事半功倍。还有就是一个老师每次布置的小设计论文,每次的设计论文感觉都是对自己所学到的知识的一些升华,在原有知识的基础上进行设计,利用课本知识缩学到的东西应用到实际的设计当中去。这是一项很好的作业,让我们在学到基础知识的前提下,能够活用。 自动检测的任务:自动检测的任务主要有两种,一是将被测参数直接测量并显示出来,以告诉人们或其他系统有关被测对象的变化情况,即通常而言的自动检测或自动测试;二是用作自动控制系统的前端系统,以便根据参数的变化情况做出相应的控制决策,实施自动控制。自动检测技术主要的研究内容:自动检测技术的主要研究内容包括测量原理、测量方法、测量系统、及数据处理。测量系统:确定了被测量的测量原理和测量方法后,就要设计或选用装置组成测量系统。目前的测量系统从信息的传输形式看,主要有模拟式和数字式两种。模拟式测量系统:模拟量测试系统是由传感器,信号调理器,显示、记录装置和(或)输出装置组成。数字式测量系统:数字式测量系统目前主要是带微机的测量系统,是由传感器、信号调理器、输入接口、中央处理器组件、输出接口和显示记录等外围设备组成。检测技术的特点:实时性强、精确度高、可靠性高、通道多、功能强。 关于自动化专业而言,自动化检测技术对学生动手能力要求比较高,所以有关和自动检测技术的实验课也是尤为重要的一项。实验课的课前准备工作必须充

机器视觉技术发展现状文献综述

机器视觉技术发展现状 人类认识外界信息的80%来自于视觉,而机器视觉就是用机器代替人眼来做 测量和判断,机器视觉的最终目标就是使计算机像人一样,通过视觉观察和理解 世界,具有自主适应环境的能力。作为一个新兴学科,同时也是一个交叉学科,取“信息”的人工智能系统,其特点是可提高生产的柔性和自动化程度。目前机器视觉技术已经在很多工业制造领域得到了应用,并逐渐进入我们的日常生活。 机器视觉是通过对相关的理论和技术进行研究,从而建立由图像或多维数据中获机器视觉简介 机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉主要利用计算机来模拟人的视觉功能,再现于人类视觉有关的某些智能行为,从客观事物的图像中提取信息进行处理,并加以理解,最终用于实际检测和控制。机器视觉是一项综合技术,其包括数字处理、机械工程技术、控制、光源照明技术、光学成像、传感器技术、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术和人机接口技术等,这些技术相互协调才能构成一个完整的工业机器视觉系统[1]。 机器视觉强调实用性,要能适应工业现场恶劣的环境,并要有合理的性价比、通用的通讯接口、较高的容错能力和安全性、较强的通用性和可移植性。其更强调的是实时性,要求高速度和高精度,且具有非接触性、实时性、自动化和智能 高等优点,有着广泛的应用前景[1]。 一个典型的工业机器人视觉应用系统包括光源、光学成像系统、图像捕捉系统、图像采集与数字化模块、智能图像处理与决策模块以及控制执行模块。通过 CCD或CMOS摄像机将被测目标转换为图像信号,然后通过A/D转换成数字信号传送给专用的图像处理系统,并根据像素分布、亮度和颜色等信息,将其转换成数字化信息。图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,如面积、 数量、位置和长度等,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作[1]。 机器视觉一般都包括下面四个过程:

车辆检测技术的介绍

车辆检测技术的介绍 摘要:车辆检测是智能交通的组成部分,是实现智能化监测、控制、分析、决策、调度和疏导的依据。本文分析了智能交通中常用的车辆检测方式、环境适应性和优缺点及线圈检测和视频检测的应用。 1.引言 智能交通系统(Intelligent Transportation Systems,ITS)在我国得到了广泛应用。车辆检测是智能交通系统的组成部分,通过车辆检测方式采集有效的道路交通信息,获得交通流量、车速、道路占有率、车间距、车辆类型等基础数据,有目的地实现监测、控制、分析、决策、调度和疏导。目前,车辆检测器的种类很多,如有线圈检测、视频检测、微波检测、激光检测、声波检测、超声波检测、磁力检测、红外线检测等。本文列举了几种国内智能交通中常用的车辆检测方式、环境适应性以及优缺点。 2.车辆检测方式特点比较 2.1线圈检测方式 通过一个电感器件即环形线圈与车辆检测器构成一个调谐电子系统,当车辆通过或停在线圈上会改变线圈的电感量,激发电路产生一个输出,从而检测到通过或停在线圈上的车辆。线圈检测技术成熟、易于掌握、计数非常精确、性能稳定。缺点是交通流数据单一、安装过程对可靠性和寿命影响很大、修理或安装需中断交通、影响路面寿命、易被重型车辆、路面修理等损坏。另外高纬度开冻期和低纬度夏季路面以及路面质量不好的地方对线圈的维护工作量比较大的。 2.2视频检测方式 视频检测方式是一种基于视频图像分析和计算机视觉技术对路面运动目标物体进行检测分析的视频处理技术。它能实时分析输入的交通图像,通过判断图像中划定的一个或者多个检测区域内的运动目标物体,获得所需的交通数据。该系统的优点是无需破坏路面,安装和维护比较方便,可为事故管理提供可视图像、可提供大量交通管理信息、单台摄像机和处理器可检测多车道。它的缺点是精度不高,容易受环境、天气、照度、干扰物等影响,对高速移动车辆的检测和捕获有一定困难。因为,拍摄高速移动车辆需要有足够快的快门(至少是1/3000S )、

既有建筑检测技术综述

既有建筑检测技术综述 摘要:建筑检测对建筑结构的安全性有着重要影响,因此在对建筑结构进行检测时必须要认真。建筑构件的检测工作与建筑的现在有着密切关系,因此相关部门需要对建筑工程的质量进行检测工作进行紧密监督,同时需要对建筑结构中的构建进行检测,本文在对既有建筑检测管理进行简单叙述的基础上,对既有建筑检测技术进行了详细分析,希望对相关工作人员能够有所帮助。 关键词:建筑检测;技术分析;建筑结构 经济的快速发展,使得我国的建筑行业得到了飞速发展,在建筑行业飞速发展的过程中,检测技术显得尤为重要。从目前情况来看,我国的建筑检测技术处于平稳发展阶段,前景一片大好。 一、建筑检测的管理 (一)单位资质 建筑检测单位必须具有相应的检测资质,只有具备检测资质的建筑单位才可以对建筑机构进行检测。检测单位需要应当为专门单位,其工作范畴只能是工程质量检测,不能建筑其它工作,确保建筑检测部门具有检测资质。 (二)检测人员的专业水平

从目前情况来看,我国的许多技术检测人员都通过了专业的技术培训,具有检测资格,但是仍然存在技术检测人员只是通过了简单的技术培训,并没有深入的了解建筑检测工作的评定标准和规范,因此在检测工作中难免会出现一些错误,这也导致了既有建筑检测技术无法在建筑检测中发挥应有的作用,因此必须要加强管理,通过技能培训提高建筑检测人员的专业素养,使既有检测检测技术在建筑检测中能够起到应有的作用。 (三)检测人员的职业素养 建筑检测人员的职业道德必须过关,建筑检测人员在进行建筑检测工作是,必须要公平、公正,不能盲目。但在实际工作中,有少数的检测人员在工作中为了实现某种目的或个人利益,人为的对检测结果进行修改,最终使检测结果出现偏差,这使得检测技术成为了口壳子,在建筑检测过程中并没有得到合理应用,影响了建筑检测结果。 二、既有建筑检测技术 (一)砌体检测技术 目前针对砂浆、砌体的检测方法较多,其中主要的检测方法有回弹法、贯入法、推出发等。但实际建筑中因为砂浆和砌体强度离散性大,因此在检测上的优劣势差异较为明显,因此在检测上经常会因为选用不同的检测方法而得到不同 的检测结构。下面重点分析贯入法,贯入法在检测过程中对

农药残留对食品安全的影响以及农药残留检测技术的文献综述

农药残留对食品安全的影响以及农药残留 检测技术的文献综述 摘要:介绍了农药残留的现状及其对食品安全的影响,同时对农药残留检测技术进行系统的综述,并对今后农药残留检测及控制进行了展望。 关键词:农药残留食品安全检测技术 农药残留是指在农业生产中施用农药后一定时期内残留于生物体、农副产品及环境中微量的农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称。残留的数量叫农药残留量,以每千克样本中有多少毫克(或微克、纳克等)表示。农药残留是使用农药后的必然现象,是不可避免的。农副产品上的残留量超过限量,人畜长期食用后会引起慢性中毒或病变,直接或间接影响人们的身体健康。因此,控制降低农药残留,发展农药残留检测技术已成为当前亟待解决的问题。 1农药残留现状及种类 1.1 农药残留的现状 “民以食为天,食以安为先”,农产品的质量安全直接关系到人们的健康和安全。在农业生产中,由于农药、化肥等农业化学投入品的使用,导致农作物严重污染,人们食用农药残留超标的农产品,引起食物中毒的事件经常发生。2010年1 月25 日至2 月5 日,武汉市农业局在抽检中发现来自海南省英洲镇和崖城镇的5个豇豆样品水胺硫磷农药残留超标,消息一出,立即引起社会各方关注,豇豆产地收购价与销售批发价均出现大幅下滑。 农药残留已经成为我国农产品出口的最大障碍,常常被进口国当作借口阻挡在门外,不仅给农户造成经济损失,而且还导致农产品出口竞争力减弱或下降,引起国家之间的经济贸易纠纷。国际市场对出口农产品安全要求很高,从2000 年起,欧盟等国家对农药残留颁布了更严格的标准,从2006 年5 月29 日开始,在日本市场流通的生鲜食品就适用肯定列表制度,一棵白菜要检测20个项目,最多的一种农产品要检测50个项目,合格后才能通关[1]。 农药喷洒在作物上经过一定时间后,由于日晒、雨淋、风吹、高温挥发和植物代谢等的作用,药剂逐渐分解、减少,但不能全部消失,收获的农副产品上仍

多用户检测技术及其发展与应用

多用户检测技术及其发展与应用 张定宇 北京邮电大学信息工程学院,北京(100876) E-mail: alexzdy@https://www.wendangku.net/doc/0f4561664.html, 摘要:第三代移动通信系统采用码分多址(CDMA)方式。由于CDMA系统是一个自干扰系统,存在多址干扰及远近效应,因而限制了系统的容量和性能。多用户检测技术能从根本上消除多址干扰,提高系统的性能。本文主要介绍了多用户检测的思想和分类,并简要介绍了各种多用户检测算法,还提出了多用户检测技术的新发展和在几个具体系统中的应用。关键词:多用户检测(MUD);多址干扰 CDMA 中图分类号:TN929.5 1. 引言 CDMA移动通信系统具有抗干扰、容量大、保密性好以及软越区切换等优良性能,在3G中被普遍采用。而在实际系统中由于多个用户的随机接入以及用户扩频码之间的互相干性,各用户之间的码字不可能达到完全正交和同步,其非零互相关系数便会引起各用户之间的相互干扰,称为多址干扰(MAI)。随用户数量的增加,这种干扰将越来越严重,从而导致系统性能的严重恶化,这种干扰无法靠提高信噪比来解决。 传统的单用户系统完全按照经典的直接序列扩频理论对每个用户的信号分别进行扩频码的处理,将多径衰落干扰与多址干扰的伪随机码信号看作等小白噪声的无用信息来处理,这是一种消极的处理方法,而且抗多址干扰能力差,不具备抗远近效应的能力。 而实际上,不论是多径衰落干扰还是多址干扰,其本质上并不是纯粹无用的白噪声,而是有强烈结构性的伪随机序列信号,而且各用户间与各条路径间的相关函数都是已知的,因此从理论上看,完全有可能利用这些伪随机序列的已知结构信息和统计信息,如相关性,来进一步消除这些干扰所带来的负面影响,以达到提高系统性能的目的。 2. MUD的基本思想 多用户检测(MUD,Multi-User Detection)是消除或减弱CDMA中多址干扰的有效手段,也是消除或减弱CDMA中多径衰落干扰的有效手段。多用户检测指的是:把同时占用某个信道的所用用户或某些用户的信号都当作有用信号,而不是作为干扰信号处理,利用多个用户的码元、时间、信号幅度以及相位等信息联合检测单个用户的信号,即综合利用各种信息及信号处理手段,对接收信号进行处理,从而达到对多用户信号的最佳联合检测[1]。 从不同的角度,多用户检测算法可有多种分类方法。首先可以将多用户检测算法分为最优检测算法和次优检测算法。 2.1 最优多用户检测算法 最优检测器是最大似然序列检测器。1986年,美国学者Verdú[2]通过深入的理论分析后,首先提出利用已知扩频码的结构信息与统计信息来克服多个用户之间干扰的多用户检测理论与方案。Verdú提出的多用户检测器是在加性高斯白噪声信道(AWGN)下的最优多用户检测器。接收机最佳结构为匹配滤波器加上维特比(Viterbi)检测算法,即最大似然序列检测MLSD算法[3]。 最优多用户检测器(optimal multiuser detector)可达到最高的渐近有效性,就是它对每个

最新几种主要车辆检测器的对比

几种主要车辆检测器 的对比

几种主要检测技术的对比 道路交通信息采集是智能交通系统的一项重要内容。在道路交通信息采集技术中,环形线圈车辆检测器因其技术成熟、易于掌握、初期建设成本较低而成为当前国内用量最大一种检测设备。但是,环形线圈检测器同时具有获得的信息量少,难于安装和较低的灵活性等缺点。为克服以上不足,微波车辆检测器和视频车辆检测器技术得以发展并应用于城市道路和高速公路的交通信息检测。 下面对几种检测技术的优缺点做具体分析 随着道路交通检测技术的发展,基于视频图像处理、模式识别技术的视频车辆检测器应运而生。视频车辆检测器具有采集信息量大、区域广泛、设定灵活、调整维护简便等特点,与传统的交通信息系统采集技术相比,视频检测器可提供现场的视频图像。 1.地感线圈 环形线圈车辆检测器是传统的交通检测器,其工作原理为在道路上埋设感应线圈,感应线圈与车辆检测器连接。当车辆经过线圈时,由于线圈电感量的变化,车辆的通过状态变化将被检测到,同时将状态信号传输给车辆检测器,由其进行采集和计算。 环形线圈车辆检测器相对于其他检测器具有低成本、高可靠性、高检测精度、全天候工作的优点,是目前应用最广泛的车辆检测器。 缺点:1、按照环形线圈施工要求,检测线圈在初次安装时要切割路面,植入环形检测线圈。封路施工不可避免会造成交通阻塞,对于城市主干道交通产生影响。2、埋植线圈的切缝容易使路面受损,缩短路面及检测线圈的使用寿命。实际使用中尤其对沥青路面的损坏更为严重,导致检测线圈的损毁率居高不下,使用和维护成本上升,影响系统的可用性。3、检测线圈容易受到路面下沉、裂缝、冰冻等环境影响,产生误报。4、受自身测量原理限制,当车流拥堵、车辆间距较小时,其测量精度大幅度下降,不适于城市交叉路口交通流检测。5、环形线圈车辆检测器一经设置即固定不变,在道路通行状况改变时调整困难。 2.微波车辆检测器 微波车辆检测器是以微波对车辆发射电磁波产生感应原理为基础。以RTMS微波为例,其工作方式为:悬挂于路侧,在扇形区域内发射连续的低功率调制微波,

无损检测技术综述

无损检测技术原理与应用 安全工程1401班 2014074201 1无损检测技术的定义及发展概况 随着中国科学和工业技术的发展,高温、高压、高速度和高负荷已成为现代化工业的重要标志。但它的实现是建立在材料高质量的基础之上的。必须采用不破坏产品原来的形状,不改变使用性能的检测方法,以确保产品的安全可靠性,这种技术就是无损检测技术。无损检测技术不损害被检测对象的使用性能,应用多种物理原理和化学现象,对各种工程材料,零部件,结构进行有效地检验和测试,借以评价它们的连续性、完整性、安全可靠性及某些物理信息。目的是为了评价构件的允许负荷、寿命或剩余寿命,检测设备在制造和使用过程中产生的结构不完整性及缺陷情况,以便及时发现问题,保障设备安全[1]。 无损检测技术是机械工业的重要支柱,也是一项典型的具有低投入、高产出的工程应用技术。可能很难找到其他任何一个应用学科分支,其涵盖的技术知识之渊博、覆盖的基本研究领域之众多、所涉及的应用领域之广泛能与无损检测相比。美国前总统里根在发给美国无损检测学会成立20周年的贺电中曾说过,(无损检测)能给飞机和空间飞行器、发电厂、船舶、汽车和建筑物等带来更高的可靠性,没有无损检测(美国)就不可能享有目前在飞机、船舶和汽车等众多领域和其他领域的领先地位。作为一门应用性极强的技术,只有与国家大型工程项目结合,解决国家大型和重点工程项目中急需解决的安全保障问题,无损检测技术才能有用武之地和广阔的发展空间[2]。 我国无损检测技术的快速发展得益于经济的快速发展和国家综合实力的快速增强。近十年来,我国经济一直处于快速发展期,无损检测事业也处于蒸蒸日上的局面,其总体形势和水平已是十年前无法比拟。在我国各工业部门和国防单位,我国无损检测工作者取得了令世人瞩目的成绩[2]。 2无损检测技术的基本类型及其原理 目前常用的无损检测类型主要有超声检测技术、射线检测技术、磁粉检测技术、渗透检测和红外检测技术五种,本文选取其中3种检测技术对其基本原理和应用进行简单的讲述,选取超声波检测技术和红外检测技术这两种检测技术进行

汽车检测站设计文献综述

学院 文献综述 题目汽车检测站设计 姓名徐金权 专业机械设计制造及自动化 学号 7 指导教师郭磊魁 日期2016年12月16日

汽车综合性能检测站设计 一、前言 汽车检测站是综合运用现代检测技术,对汽车实施不解体检测、诊断的。它具有现代的检测设备和检测方法,能在室检测出车辆的各种参数,并诊断出可能出现的故障,为全面、准确评价汽车的使用性能和技术状况提供依据。其重要意义在于,能提高维修效率,并对维修质量进行监管,从而保证行车安全。 汽车综合性能检测站的设计建造在汽车运输行业来说是一项投资比较大技术性较强的工作,如何建好、管好汽车综合性能汽车检测站,这是摆在广大汽车运输行业科技人员面前的一个重要问题。这就要求我们在检测站的设计规划阶段,应着眼于国成熟的设计方案,充分考虑到检测站将要面的新形势和出现的新变化,拿出合理且具有前瞻性的设计方案。

汽车检测站的发展历史 国外发展历程 早在50年代在一些工业发达国家就形成以故障诊断和性能调试为主的单项检测技术和生产单项检测设备。60年代初期进入我国的汽车检测试验设备有美国的发动机分析仪、英国的发动机点火系故障诊断仪和汽车道路试验速度分析仪等,这些都是国外早期发展的汽车检测设备。60年代后期,国外汽车检测诊断技术发展很快,并且大量应用电子、光学、理化与机械相结合的光机电、理化机电一体化检测技术。例如:非接触式车速仪、前照灯检测仪、车轮定位仪、排气分析仪等都是光机电、理化机电一体化的检测设备。 进入70年代以来,随着计算机技术的发展,出现了汽车检测诊断、数据采集处理自动化、检测结果直接打印等功能的汽车性能检测仪器和设备。在此基础上,为了加强汽车管理、各工业发达国家相继建立汽车检测站和检测线,使汽车检测制度化。 国发展历程 我国从20世纪50年代开始研究汽车检测技术,为满足汽车维修需要,当时交通部主持进行了发动机气缸漏气量检测仪,点火正时灯等检测仪器的研究与开发。 随着国民经济的发展,科学技术在各个领域都有了快速的发展,汽车检测与诊断技术也随之得到快速发展。在单台检测设备研制成功的基础上,交通部自1980年开始,有计划地在全国公路运输系统筹建汽车综合性能检测站,取得了很大成绩。公安部门在全国中等以上的城市中,也建成了许多安全性能检测站。到2004年底,全国公路运输部门建成并投入使用的汽车综合性能检测站约1400余个。同时公安部门建成了数百个汽车安全性能检测站,部队,石油,冶金,外贸等系统和部分大专院校也建成了一定数量的汽车检测站。因此,目前我国以基本形成全国性的汽车检测网络。不仅如此,全国各地的维修企业使用的检测诊断设备也日益增多。汽车检测站的蓬勃发展,对保证在用汽车技术状况良好,监督维修质量,保障行车安全起到了非常重要的作用。同时,也促进了汽车诊断检测技术的发展。

最新传感器与检测技术复习总结

传感器与检测技术复 习总结

l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答:一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成,分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。传感器与检测技术是研究自动检测系统中的信息提取,信息转换和信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科。 2 .什么是传感器?它由哪几个部分组成?分别起到什么作用? 解:传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置,能完成检测任务;传感器由敏感元件,转换元件,转换电路组成。敏感元件是直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的物理量;转换元件把敏感元件的输出作为它的输入,转换成电路参量;上述电路参数接入基本转换电路,便可转换成电量输出。 3 .简述正、逆压电效应。 解:某些电介质在沿一定的方向受到外力的作用变形时,由于内部极化现象同时在两个 表面上产生符号相反的电荷,当外力去掉后,恢复到不带电的状态;而当作用力方向改变时,电荷的极性随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象称为正压电效应。反之,如对晶体施加一定变电场,晶体本身将产生机械变形,外电场撤离,变形也随之消失,称为逆压电效应。 4.简述电压放大器和电荷放大器的优缺点。

解:电压放大器的应用具有一定的应用限制,压电式传感器在与电压放大器配合使用时,连接电缆不能太长。优点:微型电压放大电路可以和传感器做成一体,这样这一问题就可以得到克服,使它具有广泛的应用前景。缺点:电缆长,电缆电容 C c 就大,电缆电容增大必然使传感器的电压灵敏度降低。 电荷放大器的优点:输出电压 U o 与电缆电容 C c 无关,且与 Q 成正比,这是电荷放大器的最大特点。但电荷放大器的缺点:价格比电压放大器高,电路较复杂,调整也较困难。要注意的是,在实际应用中,电压放大器和电荷放大器都应加过载放大保护电路,否则在传感器过载时,会产生过高的输出电压。 6.为什么说压电式传感器只适用于动态测量而不能用于静态测量? 答:因为压电式传感器是将被测量转换成压电晶体的电荷量,可等效成一定的电容,如被测量为静态时,很难将电荷转换成一定的电压信号输出,故只能用于动态测量。 7.压电式传感器测量电路的作用是什么?其核心是解决什么问题? 答:压电式传感器测量电路的作用是将压电晶体产生的电荷转换为电压信号输出,其核心是要解决微弱信号的转换与放大,得到足够强的输出信号。 8.说明霍尔效应的原理? 解:置于磁场中的静止载流导体,当它的电流方向与磁场方向不一致时,载流导体上垂直于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势,这种现象称霍尔效应。 9 .磁电式传感器与电感式传感器有何不同?

基于机器视觉的工件识别和定位文献综述

基于机器视觉的工件识别和定位文献综述 1.前言 1.1工业机器人的现状与发展趋势 机器人作为一种最典型的应用范围广、技术附加值高的数字控制装备,在现代先进生产制造业中发挥的作用越来越重要,机器人技术的发展将会对未来生产和社会发展起到强有力的推动作用。《2l 世纪日本创建机器人社会技术发展战略报告》指出,“机器人技术与信息技术一样,在强化产业竞争力方面是极为重要的战略高技术领域。培育未来机器人产业是支撑2l 世纪日本产业竞争力的产业战略之一,具有非常重要的意义。” 研发工业机器人的初衷是为了使工人能够从单调重复作业、危险恶劣环境作业中解脱出来,但近些年来,工厂和企业引进工业机器人的主要目的则更多地是为了提高生产效率和保证产品质量。因为机器人的使用寿命很长,大都在10 年以上,并且可以全天后不间断的保持连续、高效地工作状态,因此被广泛应用于各行各业,主要进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛等复杂作业。伴随着工业机器人研究技术的成熟和现代制造业对自动生产的需要,工业机器人越来越被广泛的应用到现代化的生产中。 现在机器人的价格相比过去已经下降很多,并且以后还会继续下降,但目前全世界范围的劳动力成本都有所上涨,个别国家和地区劳动力成本又很高,这就给工业机器人的需求提供了广阔的市场空间,工业机器人销量的保持着较快速度的增长。工业机器人在生产中主要有机器人工作单元和机器人工作生产线这两种应用方式,并且在国外,机器人工作生产线已经成为工业机器人主要的应用方式。以机器人为核心的自动化生产线适应了现代制造业多品种、少批量的柔性生产发展方向,具有广阔的市场发展前景和强劲生命力,已开发出多种面向汽车、电气机械等行业的自动化成套装备和生产线产品。在发达国家,机器人自动化生产线已经应用到了各行各业,并且已经形成一个庞大的产业链。像日本的FANUC、MOTOMAN,瑞典的ABB、德国的KUKA、意大利的COMAU 等都是国际上知名的被广泛用于自动化生产线的工业机器人。这些产品代表着当今世界工业机器人的最高水平。 我国的工业机器人前期发展比较缓慢。当将被研发列入国家有关计划后,发展速度就明显加快。特别是在每次国家的五年规划和“863”计划的重点支持下,我国机器人技术的研究取得了重大发展。在机器人基础技术和关键技术方面都取得了巨大进展,科技成果已经在实际工作中得到转化。以沈阳新松机器人为代表的国内机器人自主品牌已迅速崛起并逐步缩小与国际品牌的技术差距。 机器人涉及到多学科的交叉融合,涉及到机械、电子、计算机、通讯、控制等多个方面。在现代制造业中,伴随着工业机器人应用范围的扩大和机器人技术的发展,机器人的自动化、智能化和网络化的程度也越来越高,所能实现的功能也越来越多,性能越来越好。机器人技术的内涵已变为“灵活应用机器人技术的、具有实在动作功能的智能化系统。”目前,工业机器人技术正在向智能机器和智能系统的方向发展,其发展趋势主要为:结构的模块化和可重构化;控制技术的开放化、PC 化和网络化;伺服驱动技术的数字化和分散化;多传感器融合技术的实用化;工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网络化和智能化等方面。 1.2机器视觉在工业机器人中的应用 工业机器人是FMS(柔性加工)加工单元的主要组成部分,它的灵活性和柔性使其成为自动化物流系统中必不可少的设备,主要用于物料、工件的装卸、分捡和贮运。目前在全世界有数以百万的各种类型的工业机器人应用在机械制造、零件加工和装配及运输等领域,

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