桥梁施工监控和健康监测

• 基于自适应Kalman滤波GNSS-RTK与加速度数据融合的桥梁结构位移重构方法

  单京辉;齐麟;

  主梁位移是大跨度桥梁安全评估和损伤诊断的重要指标，也是桥梁健康监测系统中的重点监测目标，为提高基于全球卫星导航系统的动态精度定位（Global Navigation Satellite System-Real Time Kinematic, GNSSRTK）位移数据的准确性和可靠性，提出了基于自适应Kalman滤波GNSS-RTK数据与加速度数据融合的桥梁结构位移重构方法，实现了低频GNSS位移数据与高频加速度数据融合，进一步提高了实时位移数据的测量精度与频率，解决了GNSS-RTK数据缺乏高频位移分量的问题。最后以泰东黄河大桥为例，结合有限元方法验证了该位移重构方法在大跨度桥梁位移重构过程中的可靠性和有效性，为提高桥梁结构实时位移监测的精确度提供了一定的理论支撑与参考。

  2024年03期 v.38;No.165 221-229页 [查看摘要][在线阅读][下载 1126K]
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• 大跨度复杂竖曲线钢梁顶推控制关键技术

  王海南;楚民红;阙水杰;

  以柳州凤凰岭大桥为背景，其具有顶推跨径大、钢梁线形复杂等特点，介绍了凤凰岭大桥钢梁顶推过程中的关键技术，包括顶推控制、钢梁预拼和桥位拼装、顶推过程扣锚索调整、顶推到位整体落梁等方面；钢梁顶推过程中通过调整各支点的相对高程和扣锚索索力来控制各支墩支反力、钢梁导梁结构应力等参数，采用“隔墩交替落梁”的方法，平稳地将钢梁从顶推支撑线高度落至设计标高。柳州凤凰岭大桥较好地完成了钢梁顶推控制，对同类桥梁施工有很好的借鉴意义。

  2024年03期 v.38;No.165 230-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 1229K]
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测试技术与理论基础

• 国产化低功耗嵌入式火炮压力测试系统设计

  王浩达;张领辉;丑修建;

  针对当前国产化膛压测试系统存在的功耗较大问题，设计了基于RISC-V开源指令集CH32V203微控制器的国产化低功耗火炮压力测试系统。为了降低待机态功耗，进行了低功耗芯片选型，并通过多模块分电源使能管理的方法减少非工作态模块功耗；利用倒置开关实现系统不同运行状态的感知，同时进行了详细的系统运行状态机设计，降低系统运行态功耗。经不同工况下的模拟应用测试，测试系统具有良好的低功耗特性，所设计的国产化火炮压力测试系统最低功耗为8.14 mAh，能够满足国军标GJB2973A-2008的应用需求，为国产化膛压测试系统的低功耗设计提供了参考方案，推动了膛压测试系统的国产化替代进程。

  2024年03期 v.38;No.165 240-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 922K]
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• 基于国产化平台的冲击波超压测试系统设计

  周浩;毕荣;何汇成;余俊斌;穆继亮;

  在当前特种测试系统国产化替代趋势下，针对传统冲击波超压测试系统存在的安全性低、进口依赖性强和自主可控性差等技术问题，提出了一款以国产复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device, CPLD）和ARM(Advanced RISC Machine)处理器为核心架构的冲击波超压测试系统。其中，ARM单元负责响应系统工作循环指令，CPLD则控制A/D转换模块实现采样频率高达1 MHz的数据采集和对内外触发逻辑的精确判断，数据转换结果经由外部存储器控制器（External Memory Controller, EXMC）传输并存储至eMMC存储器中，最终通过以太网传输至上位机显示。经现场试验表明，测试系统具有良好的可靠性，能够在复杂测试环境下实现对冲击波超压信号高保真采集与记录存储，为动态数据采集提供了一种切实可行的解决方案，推动了关键测试设备国产化替换进程。

  2024年03期 v.38;No.165 248-255页 [查看摘要][在线阅读][下载 1033K]
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• 基于GNSS的农机自动导航系统设计及路径规划

  李秋潼;刘宾;

  针对目前农机智能化低、机械作业应用不充分的问题，设计了一种基于Linux系统，通过图形化界面进行操作的农机自动导航系统，该系统使用全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）双定位定向模块解决了以往农机自动导航过程中航向不准、定位不稳的问题。依据山西省主要的环扣线耕作模式，在路径规划方面进行直线以及自动转弯路径算法设计。转弯路径航线使用四阶贝塞尔曲线进行优化，降低了农机及挂载机械的运行负荷。系统集成了角度采集的转向驱动模块，安装更便捷、性能更稳定。最后，以精拖奔野604拖拉机作为实验平台，进行了拖拉机的直线路径作业跟踪、转弯路径跟踪，经多次试验结果分析，得到的试验数据可满足田间实际作业的要求。

  2024年03期 v.38;No.165 256-263页 [查看摘要][在线阅读][下载 1029K]
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数据采集与图像处理

• 基于CNN-LSTM-SE的心电图分类算法研究

  王建荣;邓黎明;程伟;李国翚;

  心血管疾病是我国死亡率较高的疾病之一，通过观察心电图来判断心电信号是否出现异常能够对心血管疾病进行预防和筛查。由于心电图数据规模大且繁杂，临床医护人员在心电图筛查时，工作负担大且容易出现误诊或漏诊的情况。为了提高心电图的筛查效率、减少医护人员的压力，提出了一种基于卷积神经网络、长短期记忆神经网络和SE网络的心电图分类算法模型（CNN-LSTM-SE），该模型将心电图分成5种不同的类别。主要研究内容包括：选用MIT-BIH心律失常数据集作为心电信号的数据来源，使用巴特沃斯带通滤波器对心电信号进行去噪处理，通过Z-score方法对心电信号进行标准化处理，利用独热编码方法对心电信号标签进行编码，最后使用处理后的心电数据对所提算法模型进行训练和测试。实验结果表明：所提模型相较于其它模型，能够有效提高心电图分类的准确性，在实验数据集上的分类准确率达到99.1%。

  2024年03期 v.38;No.165 264-273页 [查看摘要][在线阅读][下载 964K]
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• 基于纹理和结构的双流人脸图像修复算法

  王贺;宋宏旭;张震;

  图像修复作为图像处理领域重要的研究方向而备受关注，现有的图像修复模型只针对纹理或结构的某一方面，忽略了二者在图像修复任务中是相辅相成的，从而导致所修复出的图像不尽如意。鉴于此，采用双支流的编解码器作为图像生成器的主干，分别对应生成图像的纹理特征和结构特征，达到结构约束纹理，纹理引导结构的效果；利用双向残差特征融合模块融合解码器生成的纹理特征和结构特征，完成两种特征的信息交换；并用多尺度上下文特征信息聚合模块丰富修复图像的细节特征。实验证明，该方法在不同掩码率下SSIM及PSNR值均有提升。

  2024年03期 v.38;No.165 274-280页 [查看摘要][在线阅读][下载 1058K]
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• 基于空间-光谱级联差分网络的病理学高光谱图像融合方法

  王朝亮;梁美彦;

  高分辨率高光谱病理学图像包含细粒度的二维空间信息和光谱维信息，对于精确诊断具有重要意义。现有方法存在空间光谱信息提取不充分和边缘信息利用不足的问题，为此，提出一种基于空间-光谱级联差分网络的病理学高光谱图像融合方法，通过级联空间-光谱模块重建高分辨率高光谱病理学图像，其中，每个空间-光谱模块都采用差分的方法分别设计了空间边缘损失和光谱边缘损失来分阶段约束和优化模型，从而实现病理学高光谱图像和多光谱图像的有机融合。该模型在病理图像数据集上进行实验，融合图像的4项评价指标RMSE, PSNR, ERGAS, SAM分别达到4.593 7, 32.328 0, 4.668 3和3.635 4，研究表明，基于空间-光谱级联差分网络的融合方法能够对细节较为丰富的病理学图像实现精细融合，为多光谱图像融合提供了参考依据。

  2024年03期 v.38;No.165 281-288页 [查看摘要][在线阅读][下载 977K]
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• 基于机器视觉的电子线束产品尺寸检测方法

  李小宝;陆永华;周利华;冯强;赵东标;

  针对电子线束产品尺寸的传统人工检测方式效率低、主观测量误差较大等问题，提出一种基于机器视觉的非接触式检测方法。设计和搭建了视觉检测系统，使用张正友标定法对相机进行标定并采集产品图像信息，采用改进的Canny算法对图像进行边缘检测，提取产品轮廓并对图像进行水平倾斜校正；将校正后的产品轮廓进行区域划分并用最小二乘法对轮廓边缘采样点进行直线拟合；根据轮廓边缘上测量点的图像坐标和相机标定结果计算得到世界坐标系下的产品尺寸；对产品分别进行传统游标卡尺测量和视觉测量试验，结果表明，该方法重复测量误差和绝对测量误差均不超过0.1 mm，平均检测耗时在1 s以内，能够实现电子线束产品尺寸的快速准确检测。

  2024年03期 v.38;No.165 289-297页 [查看摘要][在线阅读][下载 1071K]
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• 基于SAM分割的交互式局部图像风格迁移方法研究

  尚金灿;张丽红;

  针对目前局部图像风格迁移目标区域选择困难、迁移灵活性不足、容易出现内容泄露、前景与背景边缘过渡不自然等问题，提出一种基于任意分割模型（Segment Anything Model, SAM）的交互式局部图像风格迁移方法。首先利用SAM分割网络在用户输入提示的指导下对输入的内容图像进行交互式目标迁移区域提取，对得到的有效对象掩码进行二值化处理，以二值化掩码提取全局风格化图像的目标区域作为前景、内容图像作为背景图像进行泊松融合，实现局部图像风格迁移。为了避免迁移过程中的内容泄露，全局风格迁移网络采用生成对抗网络架构，通过多级自适应注意力归一化模块进行风格特征转换，利用联合损失函数对网络进行综合训练。实验结果表明，设计的交互式局部图像风格迁移网络能够根据用户提示生成灵活可控的局部迁移结果，可以对图像中的任意物体进行风格迁移，迁移结果很好地保留了内容源图像中的内容结构，避免了内容泄露，且前景与背景边缘过渡更加自然。

  2024年03期 v.38;No.165 298-307页 [查看摘要][在线阅读][下载 1696K]
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信号检测、算法与仿真

• 光源探测器阵列密度对近红外漫射光相关断层成像的影响

  张睿芝;桂志国;尚禹;

  近红外漫射光相关断层成像技术（Diffuse Correlation Tomography, DCT）是一种乳腺微血管血流成像的新技术，但成像的空间分辨率不足，高密度光源探测器（Source and Detector, S-D）阵列的布置方式是否可以有效提高DCT空间分辨率目前尚不清楚。为了研究S-D阵列密度对于DCT血流重建图像空间分辨率的影响，设计了3种S-D阵列，密度分别为24、 48和96。结合蒙特卡洛仿真和DCT血流图像重建方法，研究了S-D阵列对于2种含有高血流异质物（模拟乳腺恶性肿瘤）的乳腺组织血流重建效果的影响。结果表明，高密度的SD阵列交错排布可以提高DCT血流重建的空间分辨率，可提升临床早期筛查时乳腺恶性肿瘤成像的精确性和稳定性。

  2024年03期 v.38;No.165 308-314页 [查看摘要][在线阅读][下载 891K]
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• 基于特征增强的汽车发动机积碳程度识别模型

  张永玲;黄倩;陈友兴;陈香;张航佳;

  汽车发动机积碳的长期累积容易加速汽车老化，及时检测并清理可以有效延长汽车使用寿命。对此提出了一种基于视觉图像的积碳程度识别方法，首先针对积碳图像数据量小且类别分布不均的问题对数据进行预处理，其次基于积碳图像特征分布范围广及细粒度特点设计了一个特征重采样模块，从空间和通道两个方向加强特征表达，最后设计了一个轻量化的积碳程度识别模型方便检测部署。结果表明，与其他方法相比，该方法具有较高的预测速度，为179帧/s，且测试精度为84.5%，满足实际需求。

  2024年03期 v.38;No.165 315-322页 [查看摘要][在线阅读][下载 1149K]
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• 高压非共地信号采集系统设计及误差标定分析

  丁予博;丁立波;肖力;徐建;尹佳韵;

  针对引信电路板拼板测试需求，设计了一种多通道高压非共地信号采集系统。建立了信号调理电路和模数转换电路的误差模型，提出了增益误差校准算法，解决了信号采集电路在小电压范围内相对误差过大的问题，保证了全电压范围内的采集精度。同时，提出了信号调理电路模块化标定技术，通过最小二乘法求出标定最优解，实现了对信号调理电路的软件校准，解决了因分压电阻阻值误差、运放失调电压产生的误差问题。经试验验证表明，数据采集系统能够精确复现多通道信号波形，全电压范围内的相对误差不超过1%，满足测试系统精度需求，大大简化了多通道调理电路标定步骤。

  2024年03期 v.38;No.165 323-329页 [查看摘要][在线阅读][下载 957K]
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• 压电MEMS振动传感器调理电路设计与实现

  武晓慧;张慧毅;耿文平;郭涛;丑修建;

  针对铌酸锂单晶薄膜的压电MEMS振动传感器输出电荷信号微弱而难以采集的问题，设计了一种基于集成运放芯片TLE 2064 CDR的信号调理电路。该电路由电荷-电压转换电路（Q-V）、电压放大电路、前置低通滤波电路和后置高通滤波电路构成，旨在实现微弱信号的采集。此外，利用ACT 2000振动台进行振动实验，通过标准电荷放大器和设计的信号调理电路对压电MEMS振动传感器测试。测试结果表明，所设计的信号调理电路与标准电荷放大器的输出有较好的一致性，可以满足5～130 pC的宽输入电荷的采集。当加载加速度范围为5～20 g时，输出电荷和输入加速度之间的线性度好；在输入加速度5 g，工作频率范围为50～2 000 Hz时，输出电荷偏差控制在±1.6 pC内，具有很好的一致性。综上所述，该电路具有集成度高，灵敏度好等特点，在微弱信号采集方面具有很好的应用前景。

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通信技术

• 多频连续可调的可重构滤波天线

  史洋一;高小强;陆畅;段俊萍;

  设计了一种多频连续可调的可重构滤波天线。首先将2个加载变容二极管的1/4波长阶跃阻抗谐振器（Step Impedance Resonator, SIR）带通滤波器与50Ω微带传输线集成，得到一个可重构滤波馈电网络，通过控制6个PIN二极管的通断状态，实现超宽带与窄带模式的切换，同时分析了馈电网络对应的等效电路。另外，设计了一款工作频率覆盖可调滤波器通带范围的分形超宽带天线，并将二者集成实现滤波天线。对该天线设计进行了仿真优化和实物测试，结果表明，该天线能够在WiMAX窄带连续可调、 WLAN窄带连续可调和超宽带3种模式下工作，且均具有良好的辐射特性，可广泛应用于多频段无线通信中。

  2024年03期 v.38;No.165 337-344页 [查看摘要][在线阅读][下载 1300K]
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• 主持人语

  郑华凯;

  <正>我国当前桥梁存量突破百万大关,年增量达到7万座,特大桥年新增量也将达到7千座,无论是已建桥梁的检测和监测,还是新建桥梁的施工监控,工作量巨大且富有挑战性。随着监控监测理论、数据采集与分析方法、传感器硬件和智能辅助手段的发展,当前检测、监测、监控技术都有了不小的进步。本专题报道国内理论研究、硬件基础、软件处理方法的最新研究成果,为国内上下游行业技术发展提供借鉴。

  2024年03期 v.38;No.165 216页 [查看摘要][在线阅读][下载 316K]
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• 《测试技术学报》征稿启事

  <正>《测试技术学报》(ISSN1671-7449 CN14-1301/TP)由中北大学和中国兵工学会主办,是“中国兵工学会测试技术学会”会刊,刊登有关测试技术的重点科研项目、基金项目的研究成果以及兵器及民用测试的应用技术,是“中国科技核心期刊”。本刊稿件来源于全国各大高校、研究院所及国外一些大学,在国内本专业学者中受到高度重视,重点关注测试技术与理论研究、光电信息与传感技术、故障检测、信号检测、数据采集、图像处理、通信技术等领域。

  2024年03期 v.38;No.165 345页 [查看摘要][在线阅读][下载 341K]
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