嵌入式软件自动化测试系统研究

嵌入式软件系统的测试通常需要对其被控对象或者环境进行仿真,以进行硬件在环的闭环验证,在软件测试中很有必要将被控对象的实时仿真模型与被测系统连接起来进行闭环测试;在总结分析嵌入式测试领域新需求的基础上,提出了一种基于分布式仿真测试环境的嵌入式软件自动化测试系统;该系统具有较强的测试管理能力,以实时仿真机为核心,以及接口的模块化定制,实现了对系统动态特性的半实物仿真软硬件环境,很好地解决了嵌入式系统内存资源较少,与硬件紧密相关等问题。     

面向船舶软件的仿真测试平台研究

软件仿真测试是嵌入式软件黑盒测试领域行之有效且具有广泛应用前景的方法,为解决船舶软件利用仿真测试环境进行自动化测试问题,本文分析了舰船作战指挥控制系统中的嵌入式软件的交联环境,研究了软件测试交联环境协同管理技术;利用将测试模型转化为XML文件并解析驱动的方法实现测试用例的自动执行;对仿真测试中数据类别分析,提出了测试数据的自动收集与分析技术。设计并开发了舰船嵌入式软件仿真测试系统,有效提高了船舶软件测试效率和测试准确性。     

基于云环境的分布式软件接口自动化测试

软件测试是保证软件质量,提供可靠服务的重要技术手段。目前基于Web Service的分布式软件越来越多,其测试技术手段也越来越受到关注。Web Service的分布性和多样性使手工测试变得非常低效,因而需要不断提高Web Service测试的自动化程度。另外,云计算因其计算成本低、可伸缩性强的特点为自动化测试提供了新的支持环境。本文结合Web Service的测试需求,首次提出了基于云环境的Web Service接口自动化测试的技术框架,分析了框架内原子Web Service、组合Web Service测试的关键技术,并研发了基于CloudStack云平台的自动化测试的原型系统。实验结果表明,本文所提出的基于云平台的WebService自动化测试方案可行且提高了测试效率。     

基于扩展卡尔曼滤波的卫星组合姿态确定物理仿真技术研究

针对未来卫星应用的高精度、高可靠性定姿技术需求,设计了卫星单轴组合姿态确定物理仿真系统;采用太阳敏感器和光纤陀螺组合定姿模式,提出了一种扩展卡尔曼滤波组合姿态确定算法,用C语言进行了实验软件设计,系统采用DSP为处理器,还设计了多敏感器数据采集扩展接口;物理仿真实验结果:姿态确定精度优于0.5°;陀螺常值漂移估计的平均值为3.625758e-4°/s,证明了组合姿态确定算法的有效性和该项技术对工程应用的可行性。     

基于改进离散粒子群算法的测试优化选择

为了解决复杂系统测试性设计过程中测试选择所产生的组合爆炸问题,提出一种改进离散粒子群算法的智能方法。首先,为保证初始种群的多样性,利用混沌不重复遍历的特性初始化种群的速度和位置;其次,根据启发式规则和罚函数的方法计算粒子适应度,使算法具有良好的搜索性能;最后,通过采用自适应调整策略的惯性权重,使粒子易于跳出局部最优解,找到最优解。通过仿真实例验证了本文方法的有效性,优化结果满足系统各项测试性指标要求,可为复杂系统的测试优化选择提供有效指导。     

基于PID算法的四旋翼飞行器定点跟踪控制

四旋翼飞行器是一种结构紧凑、飞行方式独特的垂直起降式飞行器,具有欠驱动、强耦合的特点。为实现对飞行器的控制,使之能从起始位置在一定时间内到达设定目标点并稳定悬停,根据其飞行特点建立动力学模型并在此基础上提出了一种双闭环PID控制方法。其中,外环实现飞行器的位置控制,使用目标点与反馈回的实际坐标的偏差作为控制器的输入,内环实现飞行器的姿态控制,其姿态的参考量由外环的输出经逆向求解获得的欧拉角与实际姿态角求得的偏差作为控制器的输入。通过PID算法后输出的姿态控制信号,经过四旋翼飞行器“十”字动力学模型解耦得到4个电机的转速控制值,从而完成定点跟踪任务。提出的双闭环PID控制方法在仿真中获得了验证,为飞行器的进一步研究提供了基础。     

基于垂直平分线的非测距定位算法

在无线传感器网络定位机制中,近似三角形内点测试(APIT)定位算法因思想简单、硬件成本低、定位精度高而被广泛应用,但算法性能会因锚节点分布不均匀受到严重影响。为提高节点定位精度和解决APIT定位算法边缘效应的问题,提出一种基于垂直平分线的非测距定位算法。该算法利用接收信号强度指示值(RSSI)值筛选锚节点并与等腰三角形底边中垂线过顶点的几何原理结合进行定位,可以得到比较合理的定理精度,性能相对稳定。仿真结果表明,该算法可有效提高无线传感器网络定位的精度和覆盖率。     

基于改进离散差分进化算法的测试选择

针对武器装备系统的测试选择问题,首次提出利用基于混合策略的离散差分进化算法(MD-DDE)进行测试选择;重新定义种群中个体的含义,根据其容易陷入早熟的特点,引入自适应变化的缩放因子和交叉因子;采用混合差分策略,进一步平衡了算法的全局寻优和收敛速度的矛盾;在选择操作的基础上突出了优先级的特点,使结果更具应用价值;通过实例和离散粒子群算法进行了对比,验证了该算法的有效性。     

航天通用测发控软件平台设计与应用

随着我国航天器频繁发射的常态化,对航天测发控软件技术的要求也逐渐提高,主要表现在提高软件通用性、自动化程度和数据处理能力三个方面。本文在分析测发控业务需求的基础上,提出了测发控信息全过程可配置、测试数据通用化处理、测试实时判读和试验数据快速后处理的方法,构建了航天通用测发控软件平台,实现了测发控软件的型号通用化,降低了软件研制成本,减少了现场测试人员和现场测试时间,提高了飞行器测发控效率。     

基于粒子群算法的诊断策略优化技术

针对复杂武器装备系统多层次、多功能的特点以及测试性设计这一重大需求,为解决当前普遍采用的诊断策略存在的灵活性差、多故障诊断与不确定性诊断能力弱等问题,提出了一种基于自适应离散粒子群算法的诊断策略优化生成算法;该算法对自适应离散粒子群算法进行改进,引入多样性指标、个体历史最差解、扩散聚合过程和自适应惯性权重等,通过迭代计算得到最优的诊断策略;最后给出了主要步骤,并通过实例验证了算法的可行性。     

基于扩展卡尔曼滤波的吊钩姿态估计技术研究 

针对吊钩运动不定且易受大风、雾气等影响其作业效率问题,提出并实现基于MEMS传感器的吊钩姿态估计系统。建立吊钩三维空间运动模型,消除吊钩扭转影响;通过四元数的扩展卡尔曼滤波算法,对MEMS陀螺仪、加速度计与磁强计进行数据融合,解算得到吊钩三维姿态、摆角与摆向;采用基于视觉检测的吊钩空间姿态为参考基准,对起重机吊钩进行姿态估计验证。实验结果表明：该系统能有效融合MEMS传感器数据,获得高精度的吊钩姿态,实现姿态的实时检测。     

基于自适应Kalman滤波的机器人运动目标跟踪算法

针对足球机器人比赛时的模型变化及其环境噪声先验估计不准确的问题,提出一种基于自适应卡尔曼滤波的足球机器人视觉跟踪算法。该算法将一种基于减背景的运动目标识别的方法与自适应卡尔曼滤波跟踪模型进行结合,对背景进行实时更新,并通过形态学滤波去除残留的小区域,从而准确的识别运动目标,通过自适应的在线调整运动模型参数来保证模型预测值的准确性,进而提高了目标跟踪时的匹配效率,实现了目标的精准、迅速跟踪。通过实验证明,该算法是很有效的,具有推广价值。     

一种基于Kalman滤波的环形模板匹配相关跟踪算法(英文)

为了解决在目标跟踪系统中,传统相关算法在目标发生目标局部遮挡或旋转等姿态变化较大的情况时容易跟踪丢失的问题,提出一种改进的基于卡尔曼预测器的环形模板匹配相关跟踪的算法.利用卡尔曼预测器来预测下一帧目标可能出现的区域,然后在较小的预测区域中进行环形相关匹配运算,找到最佳相关匹配点,使跟踪更具主动性。环形匹配还可以克服由于姿态变化而引起的横向匹配点丢失,从而可以跟踪各种姿态运动的机动目标.实验中,利用改进算法对出现局部遮挡情况的姿态变化大的运动目标进行跟踪,传统算法处理此类情况容易跑飞,而本文算法不受这两种跟踪局限性的干扰,始终稳定跟踪机动目标且耗时大幅减少.     

综合传动装置起动扭矩测试试验研究

低温环境起动性能是表征车辆动力性能的一项重要指标。对液力机械传动车辆而言,由于综合传动装置自身技术特点,改善车辆起动性能除应当考虑发动机自身起动阻力外,还应当考虑综合传动装置的起动阻力。在系统分析综合传动装置技术特点和功率流向的基础上,总结了发动机起动过程的主要特征,提出采用稳态试验与动态试验相结合的台架试验方法进行综合传动装置起动扭矩测试。以某高速履带车辆为研究对象,进行了综合传动装置起动扭矩测试。试验结果表明,传动油温的变化和各类油泵的功率消耗是决定综合传动装置起动扭矩大小的关键因素,为改进车辆总体设计和提高车辆起动性能提供了依据。     

卡尔曼预测及姿态补偿算法研究及在机载天线稳定跟踪系统扰动隔离应用

为集中展示校园风貌和文化氛围,基于Creator和Vega平台实现了自动导航寻径的虚拟校园漫游系统。结合校园建筑特点,引入面向对象思想并应用有向无环树状图组织场景数据,实现了对虚拟场景的层次化管理。在建模阶段,利用不同精度的纹理贴图生成不同精度的模型,给出了支持LOD的快速建模方法。在漫游导航中,通过鼠标拾取实时显示虚拟物体的属性信息,运用方向优先的Dijkstra算法查找最短路径并实现漫游导航功能。在普通PC上测试,无论是单个模型的渲染效率还是系统的整体性能,场景的逼真度和浏览的顺畅性都较为理想,体现出人机工程顺畅和自然的特征。     

基于混合概率核主成分二次相关红外目标检测

在主成分特征提取基础上,提出了一种把子空间二次综合判别函数（Subspace Quadratic Dynthetic Discriminant Function,SSQSDF）作为相关滤波器的红外目标检测算法.该算法把混合概率核主成分分析推广到混合概率模型,在核空间对样本进行特征提取,获取目标样本的低维主特征向量.对训练和待检测样本向主特征向量投影获得它们的低维特征分量,并把获取的特征量作为SSQSDF的样本参量.最后,SSQSDF滤波器输出大于给定阈值所对应的检测区域,将其作为检测目标.实验证明,该算法能较强抑制目标背景噪音,提高目标检测准确度,具有一定的可行性和有效性.     

基于线性回归算法的春玉米叶面积指数的冠层高光谱反演研究

利用辽宁锦州地区2013年生长季不同土壤水分控制条件下的春玉米冠层高光谱数据,及对应的植株叶面积指数(leaf area index,LAI)数据,分析在不同发育期内不同生长状况下的春玉米冠层高光谱特征及其与植株叶面积指数的关系。采集并计算共313组有效样本,包括350～2 500 nm波段范围光谱的反射率、反射率倒数的对数、反射率一阶导数及LAI,应用多元逐步线性回归法和偏最小二乘回归法,对剔除了受大气水分影响较为严重光谱波段的其他波段数据进行降维,构建叶面积指数的全波段冠层高光谱数据模型,并进行精度检验与比较。结果表明,春玉米LAI与光谱反射率在可见光波段(350～680 nm)、红外波段(1 430～1 800和1 950～2 450 nm)均呈显著的负相关;反射率倒数的对数在对应区间为显著的正相关;反射率一阶导数则在可见光和近红外波段(350～1 350 nm)存在较显著相关波段。三种全波段冠层高光谱数据在春玉米LAI的线性回归中,偏最小二乘法在以冠层反射率为自变量的模型构建中,比多元逐步线性回归拟合度好,其总均方根误差为0.480 7;以冠层光谱反射率的倒数的对数及一阶导数为自变量,应用逐步线性回归法建模,拟合度较好,其总均方根误差分别为0.333 5和0.348 8;三种光谱数据的春玉米LAI两种回归算法中,以冠层反射率倒数的对数为自变量,应用逐步线性回归方法建模的拟合度最佳。     

不同来源水体有机综合污染指标的三维荧光光谱法与传统方法测量的对比研究

比较研究了科学岛、巢湖和太湖不同来源水样的三维荧光光谱、COD值和DOC值.结果表明巢湖过滤水样COD值与DOC值线性相关(r=0.928 9);三维荧光光谱法测得的科学岛水样溶解有机物(DOM)浓度、类蛋白荧光强度(Ipro-like)、类腐殖质荧光强度(Ihum-like)均与COD值线性相关(r分别为0.821 72,0.84651和0.836 89);而三维荧光光谱法测得的巢湖和太湖水样的DOM浓度、Ipro-like和Ihum-like则与COD值无明显线性关系.上述结论与前人研究结果产生分歧,文章对原因进行了分析,并阐述了利用荧光光谱法测量水体有机污染综合指标的可行性和必要前提.     

基于光谱技术的Bipls算法结合CARS算法的苹果可溶性固形物含量检测

可溶性固形物含量是判断苹果内部品质的重要参考属性之一。利用高光谱技术获取苹果感兴趣区域的反射光谱,以S-G平滑(Savitzky-Golay smoothing)和直接正交信号校正(Direct orthogonal signal correction, DOSC)算法对光谱数据进行梯度预处理后,用后向区间偏最小二乘法(Bipls)优选出3,5,6,7,8,9,13,14,15,16,17,18,19,20,21,23等16个子区间,共计177个波长。结合竞争自适应重加权采样算法(CARS)再作进一步筛选,提取出449.6,512.9,544.8,547.2,594.3,596.8,928.2 nm等7个特征波长,利用偏最小二乘算法(PLS)建立基于特征波长的可溶性固形物含量检测模型,所得模型评价为R_c=0.906 2,RMSEC为0.482 2,R_p=0.871 6,RMSEP为0.614 0。该算法模型预测性能同Bipls和Bipls-SPA模型相比更为优异,证明了Bipls结合CARS算法在提高苹果可溶性固体物含量检测精度方面的有效性。