无线脉搏波测量及性别区分——基于在体传感网的多点测量应用

人体脉搏波中包含着丰富的生理病理信息,在中国传统医学中深受重视。基于脉搏波测量传感器和在体传感器网络通信技术,设计并实现了一种无线脉搏波测量装置,使测量过程更加方便灵活,并能远程进行。在实测数据的基础上,引入多种时频特征提取方法和支持向量机进行了男女性别区分的探索,频域特征准确率为56%,时域特征作用不明显。实验结果支持了中医界对切脉判定性别的说法,并说明频域特征对性别区分是有一定启示作用的。     

新型智能机器人触觉传感服装阵列标定的研究

为使智能机器人在汽车冲撞试验中获得准确的触觉信息,研发了一种基于导电橡胶压阻特性的新型触觉传感服装阵列.针对该传感阵列设计了静态标定试验装置,在常温下(25℃)研究了不同型号的导电橡胶( N05,N10,N15)的压阻行为特性,选出压敏性最佳的N10作为触觉传感服装的敏感元件;在此基础上提出了标定方案,标定结果表明:高...     

精密压阻弹性体及力敏传感器阵列

将金属钌(Ru)、二氧化钌(RuO2)、甲基乙烯基硅橡胶(PMVS)按特定比例混合,所得导电硅橡胶中的导电颗粒具有适当的聚集特性,而且该种导电硅橡胶呈现良好的压阻重复性和压阻敏感性.研究不同尺寸电极的压阻行为,发现此种导电硅橡胶在毫米尺寸以上电阻随载荷变化稳定,重复性较高.通过测量不同尺寸电极压阻关系和电阻弛豫关系,拟合了用于回归载荷的压阻曲线和弛豫曲线,用该曲线对每个传感单元的阻值校正,得到阵列上的载荷分布.结果表明,该种导电硅橡胶在一定尺寸范围内满足微型化要求,适用于集成的压阻弹性体应力测量阵列;利用该种导电硅橡胶,可以实现毫米尺度的静态或准动态载荷灰度成像.     

精密压阻弹性体及力敏触觉传感器阵列

空气热氧化用多元醇溶剂热方法得到的金属钌纳米颗粒,可以得到纳米氧化钌颗粒,将其与金属钌纳米粉体混合,使其具有适当的聚集特性,将混合粉体与硅橡胶复合,呈现具有良好的压阻重复性和压阻敏感性,测量不同尺寸电极间的压阻行为,表明此种导电硅橡胶在毫米尺寸以上呈现一定的标度不变性,表明材料在一定尺寸范围内满足微型化要求,适用于集成的压阻弹性体应力测量阵列,我们制备了测量面载荷分布的阵列电极,设计了用于动态触觉传感测量的电路和支持软件,结果表明,针对压阻材料电阻/载荷敏感特性,通过每个压阻单元微秒级的信号获取和数据处理,可以实现毫米尺度的静态或动态载荷三维成像,该传感阵列的可重复和定量特性使其基本满足实用的人体工学器件要求。     

基于体素标号法的空间球粒体分布测量

提出一种基于切片图像的体素标号测量算法.通过对CT图像序列作预处理建立点云模型,由外向内对体素进行序数标号,采用局部极值搜索和体心精简得到球粒体体心,由体心标号值完成统计.实验结果表明,随机点噪声范围在35％以内时,算法能准确统计出存在粘连的球粒体的数目与空间分布,且体积估算误差小于5％.     

测量湿度的分布光纤传感系统

本文介绍了分布光纤传感系统的原理，并在实验的基础上介绍了它们的结构，工作程序，性能及应用。     

基于体可视化的计算机辅助轮廓测量系统设计

为收集整理我国不同人群的五官头颅特征数据,开发一个计算机辅助轮廓测量系统。系统首先对图像进行预处理,利用面绘制技术重建三维头颅模型;然后在模型表面选取特征点作平面求交获取轮廓剖面,通过几何变换方法实现剖面由三维空间到二维空间的映射;最后采用边界跟踪技术提取外缘轮廓坐标集,并根据应用需求对轮廓参数进行标记与测量。实验结果表明:该系统能有效地实现三维头颅模型的轮廓参数测量,并直观、精确地反映五官头颅实际的形态特征。     

基于DS7505的多点温度测量系统设计

在分析了高精度数字温度传感器DS7505的性能、特点及使用方法基础上,设计了由传感器DS7505和单片机ATmega8组成的温度测量系统。DS7505因具有测量精度高、体积小、地址可编程等优点,非常适用于多点温度测量系统。     

人体压力分布测量及其传感技术

体压分布测量系统是测试病人坐卧时,人体与接触面之间压力的可视化工具.介绍了人体压力分布测量系统的一般结构,对其关键点--传感器技术作了较为详细的叙述.它们分别是电容式压力传感器;用电阻油墨制成的电阻式压力传感器阵列;压电电阻传感器等.有针对的介绍了国外三种典型的人体压力测试产品,Xsensor、Tekscan和FSA;论述了它们的主要特点及优缺点,并对其主要性能作了对比.最后介绍了自行设计的体压分布测量系统,并给出了实测结果.     

基于多点测量的网络节点度分布研究

首先简要描述了单点测量网络存在的采样偏见问题,认为通过增加探测源节点,可以最大限度地降低网络连接边遗漏的采样偏差.在此基础上,以CAIDA分布于世界范围内的多个探测源点得到的采样拓扑数据,分别考察了网络的节点度三种不同的规律分布.frequency-degree分布表明实际的网络节点度分布服从幂律,但幂指数随着采样偏见影响的降低呈减,卜的趋势,degree-rank服从幂律分布说明了网络节点的度分布存在着较高的不均匀性,补累积函数表明Weibull分布对节点度分布的拟合效果更好.     

基于双处理器架构的地层压力测控系统设计

针对地层压力随钻测量困难、耗时等问题,以及工具下入困难、工具遇卡等潜在风险,提出了一种基于双处理器的随钻地层压力测量控制系统。在随钻过程中通过压力传感器测量井下压力,由主处理器TMS320F2812对地层压力值进行采集与处理;从处理器ATMEGA8对电磁阀进行智能控制,实现分流器、换向器与执行机构的协调配合,从而获得实时地层压力数据。实验结果表明：该系统实现了在井下高温、高压和强干扰的恶劣环境下对压力信号进行采集、分析、传输和存储,系统设计合理并具有较好的抗干扰性与实用性。     

基于Kinect传感器的羊体体尺测量系统

在基于机器视觉的羊体体尺测量中,当光线、背景等产生干扰时,彩色图像无法准确提取出羊体轮廓,且羊体站姿的变化也会造成测量误差.基于VS2010,Windows SDK搭建羊体测量系统,为解决背景干扰的问题,采用Kinect传感器获取现场羊体彩色和深度图像,将彩色与深度图像相结合提取羊体轮廓;结合深度信息建立羊体空间轮廓线拟合平面,并计算其与像平面夹角,进行体位站姿纠偏后得到羊体体尺数据.经过实验测试,相对误差在4.3％以内.     

导电橡胶触觉传感器阵列的标定实验研究

导电橡胶传感器是智能机器人服装的核心机件;标定出导电橡胶传感器的压阻特性是实现智能机器人触觉传感服装的核心内容之一;实验中,将导电橡胶安装在柔性阵列电极板里制作成触觉传感器阵列服装。对该传感器提出多种测量方法,确立其标定模型;给出数据建模的一般步骤。指出导电橡胶传感器设计的改进方向与部分方法。     

基于导电橡胶的柔性压力/温度复合感知系统

以石墨烯/炭黑/硅橡胶复合材料作为压力和温度敏感材料,聚酰亚胺作为柔性基底,设计了一种应用于智能机器人皮肤可大面积成型的柔性压力/温度复合感知系统。同时,采用微处理器Mega128和LabVIEW分别搭建了柔性压力/温度复合感知系统的信号采集电路与人机交互界面,对压力与温度数据进行分析、处理和显示。结果表明：采用石墨烯/炭黑/硅橡胶复合材料同时作为压力和温度敏感材料,既能简化敏感单元的制作工艺,又有助于传感器阵列的大面积成型。利用该压力/温度复合感知系统可以同时测量压力和温度,进一步提升机器人皮肤的智能度。     

Evaluation of driver''s discomfort and postural change using dynamic body pressure distribution

The main objective of this study is the application of body pressure distribution measurements for the prediction of the driver's posture and its change. This requires quantitative analyses of dynamic body pressure distribution, which is the change of body pressure distribution with time. To investigate the relationship between dynamic body pressure data with driver's posture, 16 male subjects performed a simulated driving task for 45 min in a seating buck. During driving, the body posture and body-seat interface pressure were measured continuously, and the discomfort ratings were surveyed at the prescribed interval. For the statistical analyses, driving period, stature group, and lumbar support prominence were selected as independent variables, whereas subjective ratings of driver discomfort, driving posture, and body pressure values were selected as dependent variables. In this study, newly defined dynamic body pressure distribution variables were proposed, and the relationship between these pressure variables with subjective discomfort ratings were analyzed. The close correlations between the body pressure change variables and subjective discomfort ratings supported the possibility of using dynamic pressure data as a tool for the assessment of driver discomfort.

Relevance to industry

Since dynamic body pressure distribution data provide quantitative and objective indices in measuring driver's postural changes and discomfort while driving, the proposed method can be used for more effective automobile seat design and its evaluation.     

基于微压差测量技术的灭火剂浓度机载测试系统设计

为准确评测机载防火系统的灭火功能与性能,设计基于微压差测量技术的灭火剂浓度机载测试系统。通过真空泵采集灭火剂与空气复合气体,利用过滤器对其展开过滤后,传输至微压差浓度传感模块,经该模块的气体加热器加热该气体,温度控制器控制所加热气体温度,然后通过节流设备使其形成压差,利用压差传感器变更压差信号为电信号,再应用信号处理器展开信号处理,计算出灭火剂浓度并得出与其浓度值呈正相关的电信号;依据该信号,利用流量恒定设备高精度控制灭火剂与空气复合气体流量,合并该气体流量后将其输入稳压缓冲罐进行缓冲,通过气体分析仪测量灭火剂与空气复合气体差异浓度和压差的关联,输出灭火剂浓度数字信号,并利用排气口将测试完的灭火剂空气复合气体排入真空泵,通过真空泵将测试完的灭火剂空气复合气体排放至空气内。试验表明：该系统的测量范围大、测量数据有效且精准程度高,重复与稳定功能性好,灭火剂体积浓度与维持时长在常温下大于低温下。     

平衡评估压力传感阵列的高速数据采集系统设计

针对康复医学中对坐位、站位、卧位等多种精细压力分布及压力平衡评估的需要,采用高密度的压力传感阵列作为传感器,提出了一种超多通道压力传感阵列的高速数据采集方法,并给出了具体电路实现和系统设计.实验对实时采集到的压力传感阵列数据进行压力分布测试,结果显示:对于站位(足底)压力评估的2288个传感阵列单个压力垫,系统每秒实时采集压力分布图100帧以上;对于卧位(平躺)的4个压力垫,每秒实时采集压力分布图25帧以上,均可以动态实时显示压力分布的变化,满足精细压力分布检测和评估系统的需要.     

基于A型超声波传感器的血压连续测量系统

设计了一种应用A型超声波测距手段的血压连续测量系统.系统中用超声波传感器探测颈动脉,利用颈动脉前后壁反射回的超声波测距得到颈动脉直径连续波形.基于动脉直径与血压的关系建立血压计算模型,从而实现血压的测量.实验结果表明:本系统测量的血压值与标准的测量方法相比,收缩压标准差最大值为4. 72 mmHg,舒张压标准差最大值为3. 17 mmHg,符合AAMI标准差不大于8 mmHg的标准.     

基于压力模型的柔性物体仿真

现有的方法都不能很好地模拟具有内在体积的柔性物体。针对这种现状,将虚拟气体添加到改进的质点弹簧模型之上。通过内部的气体压力约束及改进的质点弹簧模型的约束实现了对这种柔性物体的模拟。实验表明,该方法真实地模拟了有内在体积的柔性物体,并且具有较强的实时性。     

基于PTT的连续无创血压测量系统的设计

针对传统袖带血压测量的不连续性和不舒适性,设计并实现了一种基于脉搏波传播时间(Pulse Transmit Time,PTT)的连续无创测量血压系统。该系统以STM32嵌入式单元为核心,集心电(Electrocardiograph,ECG)、光电容积脉搏波(Photoplenthysmogram,PPG)采集模块和蓝牙于一体,以心电电极夹和指套取代了充气式袖带,可进行连续无创血压测量,并实现蓝牙无线数据传输,装置小巧,操作简单。