呼吸发电工程师从人类呼吸中获取能量

意义：研究人员利用纳米技术和小型化电子设备,研发了一系列的生物医学装置,用于检测糖尿病患者的m糖变化,或是给起搏器充电。要让这些微型设备运行,只需要微最的电能,血流、运动、热、乃至呼吸中浪费的能量均可成为其能源。     

一种射频能量捕获网络移动能量源均衡化充电策略

为解决传统电池供电传感器网络存在的电池不易更换、节点能量容易耗尽等问题,射频能量捕获技术已逐步应用于无线可充电传感器网络中.由于不同位置传感器节点的工作负荷不同,捕获能量也有差异,实现节点能量的均衡化分布可以有效地提高节点的存活率.考虑射频能量源移动充电的场景,在已知节点位置信息的条件下,设计合理均衡的路由方案和充电算法.首先将区域基于蜂窝六边形网格划分,分别对网格和节点分层,提出逐层传输的均衡式路由策略,然后给出无线充电小车的移动路径,对相邻两层内节点剩余能量的方差最小化问题建模,由内层向外层依次确定能量源在各停留点的充电时间.仿真结果表明,相比已有的均衡化充电方法,该策略可以明显提高节点剩余能量的均衡性,从而延长网络的生命周期.     

视频三维运动捕获系统中多运动目标跟踪方法

在视频运动捕获系统中,多标记点的匹配和跟踪是获取标记点三维运动参数的关键问题.文中提出了基于二维和三维卡尔曼滤波器相结合的三维匹配跟踪算法.该算法通过卡尔曼滤波器预测标记点在二维图像和三维空间中的位置,缩小了标记点的搜索范围,约束了标记点之间的匹配关系,在双目视觉下实现了标记点准确跟踪和匹配.实验结果验证了算法的有效性.     

基于压电振子的振动能量捕获行为研究

压电振子是实现振动能量捕获的重要基础,它的结构参数对其发电量和固有频率产生直接影响,需要进行优化设计.该文针对悬臂梁压电振子结构,采用ANSYS有限元建模方法,进行了静力学及模态仿真分析.研究了压电振子的各参数和质量块对其发电量、固有频率的影响规律,设计并搭建了实验台进行实验研究.实验结果验证了仿真分析的正确性,为压电振子的优化设计提供了依据.     

基于能量检测的UWB数据包联合捕获方法

针对非相干UWB系统的数据包捕获问题,提出了一种联合信号捕获、误码率性能优化与包同步字检测的捕获方案.在信号捕获后发送导频序列实时估计信噪比,并搜索积分窗口长度,以获得最低误码率.给出了数据包捕获模型的合适性能指标,分别采用串行搜索与跳K步搜索策略,结合7位与13位巴克码为包同步字进行数据包捕获,仿真结果表明,三者联合的方案能够在保持一定包捕获性能的同时获得较好的误码率性能.     

运动捕获系统中标记点自动初始化方法

基于辅助标记点的多摄像机运动捕获系统,往往需要在运动捕获初始阶段手工建立各标记点与关节点的对应关系.为了减少初始化阶段繁琐的手动标记工作,提出一种标记点自动初始化方法.首先预定义表演者初始姿态,利用PCA算法分析出人体主轴,结合人体骨架模型,使标记点与各关节点关联,再将带有关节信息的标记点进行三维重构,通过反投影到各个视角完成所有点的初始化.实验结果表明,该方法能够准确地标识出各个标记点,完成标记点的自动初始化.     

捕获更多能量的热电子换能器

一种能从太阳辐射中吸取热量和光线的设备。来源：《光子增强热电子发射太阳能集中系统》贾里德·W·斯奎德等《自然材料》9：762767结果：由斯坦福大学的研究人员研制的一种设备能把太阳辐射中的光和热都转化为电流。     

人体膝关节能量收集装置的研究现状

可穿戴和便携式电子产品面临反复充放电等诸多问题。分析讨论了利用外部环境能量供能所面临的困境,简要总结了人体潜在的能量,并阐明分析了从人体运动中获取能量为可穿戴电子设备供能的可行性。通过分析人体运动过程中膝关节的生物力学特征与正负功的情况,论述了膝关节作为人体能量收集部位所具有的独特优势。针对膝关节部位的能量收集,详细介绍了压电与电磁能量收集方法及相应的能量收集特点,分析讨论了电磁式、压电式、摩擦式、介电弹性式、复合式膝关节能量收集装置的研究现状与优缺点,最后基于目前的研究现状展望了膝关节运动能量收集装置未来的发展前景。     

运动捕获系统中基于多视觉的目标跟踪算法

基于标记点的运动捕获系统中,由于标记点特征相似,易出现遮挡,使得跟踪难度大.针对上述问题提出了基于多视觉的跟踪算法.首先进行双目视觉立体跟踪:采用扩展Kalman进行预测,根据外极线约束剔出预测区域内的错误候选目标;然后进行多目视觉数据融合:利用基于可变阈值的最邻近数据融合算法对已获得的多个双目跟踪数据进行处理,解决了标记点遮挡、丢失问题;最后得到了标记点的三维运动数据.实验表明,提出的跟踪算法可以准确跟踪各个标记点.     

射频能量捕获传感网移动能量源的布置策略研究

射频能量捕获传感网（RF Energy Harvesting Wireless Sensor Network,RFEH-WSN）由专用射频能量源设备（Energy Transmitter,ET）和具有射频能量捕获功能的传感器节点（Energy Harvesting Recevier,简称EHR）组成.该网络解决了传感器网络中电池不易更换与节点能量容易耗尽的问题,使得RFEH-WSN应用前景更加广阔.RFEH-WSN应用中一个值得研究的问题是如何布置ET的充电位置,降低ET能耗且提高覆盖率.已有的工作主要考虑ET布置中单目标优化问题,如最小充电时间、最小功耗、最大覆盖率等.本文以时间最小和覆盖率最大为目标建立多目标优化模型,并提出利用粒子群算法（Particle Swarm Optimization,PSO）求解多目标函数（Multiple Object Program,MOP）的低复杂度近似算法,获得了最优Pareto解集.仿真结果表明,多目标优化可以满足不同情况的需求,提高充电效用.     

运动视觉跟踪中动作捕获器的嵌入式设计

为了提高运动视觉跟踪的准确度,设计了运动中的动作捕获器,包括12个传感器节点和1个传感器数据汇聚节点。传感器节点由ADXL345加速度传感器、L3G4200D陀螺仪以及LSM303DLH地磁传感器构成,12个传感器节点部署到行人肢体各部位,获取行人不同肢体部位的九轴传感器数据,对获取的数据实施预操作。数据汇聚节点采集不同传感器节点中的数据,将全部数据传递到计算机中进行分析。计算机依据获取的数据,驱动三维人物模型呈现行人的动作捕获结果。实验结果表明,所设计的动作捕获器具有较高的精度和稳定性。     

运动捕获技术在电力安全仿真培训中的应用

为了满足电力企业对员工业务能力的要求,文中提出了一种基于虚拟现实技术的光学运动捕获系统。通过电力模拟单元、ZigBee技术和OpenGL图形库建立电力设备模型、虚拟操作环境和人体模型。利用人体模型驱动算法和卡尔曼滤波算法解决了特征点缺失的问题。实验结果表明,实际运动捕获和实时动画显示的跟踪过程中,采用卡尔曼滤波算法提取特征点更为准确,3D坐标的平均绝对误差(MAD)的平均值为1. 61mm,平均相对误差(MRE)的平均值为2. 23%,该系统能够提高受训者的体验和沉浸感。     

Galileo接收机中E1-BOC信号的捕获技术研究

在基于对Galileo系统中BOC信号的基本特性分析以及基于E1信号的信号模型建立的基础上,对目前流行的几种捕获算法进行了介绍,并提出了一种基于能量搜索的两路相干的对Galileo E1-BOC信号的捕获算法,并对其进行了仿真。仿真结果表明,该方法不仅具有更好的灵敏度指标,而且也能减小其频率搜索数目。     

能捕获更多阳光的纳米柱

加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员研制了一种拥有新型纳米结构的材料,其可以使太阳能电池和光探测器的成本变低。它能像商业薄膜太阳能电池一样吸收阳光,却使用更少的半导体材料。     

基于运动方程长时间能量积累方法的实现

以基于运动方程的长时间能量积累方法为理论基础,提出了该方法的一种具体实现方式。详细分析了该方法在实际应用中具体的信号模型及信号处理流程;并以斜向匀速直线运动情况为例,说明了该方法的具体应用;最后的仿真结果表明,该方法对斜向匀速直线运动目标具有良好的积累性能。     

DMB-T传输系统中扩频码快速捕获研究

讨论了DMB-T传输系统中基于匹配滤波器的扩频码快速捕获算法,针对传统匹配滤波器占用硬件资源大的缺点,提出了一种新的多停顿捕获方案.新方案在匹配滤波器结构和算法上进行了优化,在原有硬件规模的基础上扩充了系统的捕获验证功能,降低了虚警概率,缩短了捕获时间.结合同步捕获系统框图分析了各个模块的功能和实现方法,并通过Modelsim仿真和FPGA硬件平台测试,验证了方案的可行性和先进性.     

物联网可以从无线充电及能量收集中充分获益

正最新和现成有售的能量收集(EH产品(例如,振动能量收集和室内光伏电池)在典型工作条件下产生毫瓦量级的功率。尽管这样的功率级也许看似用处有限,但是能量收集组件在若干年内连续运行可能意味着,无论就所提供的总能量还是就每能量单位的成本而言,能量收集产品与长寿命主电池大致上都是可比的。此外,采用能量收集技术的系统一般能够在电     

一种基于能量差比较算法的差分运动检测方法的改进

本文利用人眼对边缘(空间梯度)特别敏感的视觉特点,把帧间运动变化检测和图像的边缘检测结合起来,对帧间差分法进行了改进。首先,本文构造了一个二维运动探测器,将各向异性自适应边缘检测算子扩展到动态图像处理中,提出了,运动像素的能量差比较算法。该算法能够对运动目标各个运动像素的运动方向起到一个优化加强的作用,最终得到各个方向上的最佳检测。实验证明,这种算法可以很好的强化每个像素的运动方向,达到最佳的检测效果。     

从光照、振动中获取能量的采集器

从光源或振动源获得环境能量的方法可以使低功耗设计免除传统电力线和电池的束缚。很多系统如小型无线连网传感器节点和消费市场上的低成本计算器对电源有严格限制,这涉及到远程位置、成本考虑、便携程度的需求以及其他因素。另外,转向无线通信的大趋势淘汰了系统中很多有线电     

大气激光通信中传输能量损耗分析的应用研究

对大气激光通信中的光传输能量损耗进行分析,着重讨论了造成接收端光功率损耗的几个主要影响因素,并做了综合性的计算机仿真,得到发射功率一定的情况下发射天线轴向偏焦和收发天线系统间横向偏移取不同量值时接收端光功率的变化。在损耗分析的基础上,文章探讨了接收端满足最低光功率条件下,偏焦和偏轴相互间的关系,提出通过调节发射天线偏焦来改善远距离接收端天线捕获的方法。在发射功率为10000 mW,距离为10 km,接收端光功率阈值为50 mW的情况下,发射天线未偏焦时收发天线系统间的允许最大偏轴量为495.9 mm;当焦点偏移6.69 mm,允许最大偏轴量达到最大值为628.5 mm,与未偏焦的情况相比增加了26.74%,满足接收端光功率要求下收发天线系统间允许横向偏移区域的面积增加了60.63%,这有效地降低了大气激光通信中远距离接收端捕获的难度。