❶ 如何通過復雜實物圖畫電路圖各位學哥學姐,最好是電工師傅,幫幫忙吧!
哈哈哈,害得來我剛重新去搜索了自一下初中物理電路圖的練習題。其實初中物理電路圖很簡單,都是直流電,也就是干電池於一些燈泡,開關之類的連接。然後這種題總體來說是分兩種:第一就是根據實物來畫電路圖或者補充完成電路圖;第二種就是根據電路圖來對實物進行連線。
並聯電路其實不難,給你說個方法參考一下。不管多麼復雜的並聯電路,你把分成一小塊一小塊先完成連接,先把串聯的部分連接起來,再把並聯的連接起來,最後在根據參考的電路圖(或者實物圖連線)來完成總的連接,那一個完整而正確的答案就出來了。還有就是其實燈啊,開關啊就是S1,L1之類的是沒有正負極之分的(也就是說它們兩端可以隨便連接),只有那個電池(因為是直流電)所以要分清楚正負極。當然了,你們的作業可能會要求電線不能交叉之類的,你可以先草圖連接好再來修改下怎樣讓線不交叉。下面我舉個例子一步步給你說明。
❷ 大哥哥們幫我找學習資料!跪求!
物理定理、定律、公式表
一、質點的運動(1)------直線運動
1)勻變速直線運動
1.平均速度V平=/t(定義式) 2.有用推論Vt2-Vo2=2as
3.中間時刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at
5.中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0}
8.實驗用推論Δs=aT2 {Δs為連續相鄰相等時間(T)內位移之差}
9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。
註:
(1)平均速度是矢量;
(2)物體速度大,加速度不一定大;
(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式;
(4)其它相關內容:質點、位移和路程、參考系、時間與時刻〔見第一冊P19〕/s--t圖、v--t圖/速度與速率、瞬時速度〔見第一冊P24〕。
2)自由落體運動
1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計算) 4.推論Vt2=2gh
注:
(1)自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,遵循勻變速直線運動規律;
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下)。
(3)豎直上拋運動
1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推論Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(拋出點算起)
5.往返時間t=2Vo/g (從拋出落回原位置的時間)
注:
(1)全過程處理:是勻減速直線運動,以向上為正方向,加速度取負值;
(2)分段處理:向上為勻減速直線運動,向下為自由落體運動,具有對稱性;
(3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。
二、質點的運動(2)----曲線運動、萬有引力
1)平拋運動
1.水平方向速度:Vx=Vo 2.豎直方向速度:Vy=gt
3.水平方向位移:x=Vot 4.豎直方向位移:y=gt2/2
5.運動時間t=(2y/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2)
6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2
合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7.合位移:s=(x2+y2)1/2,
位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8.水平方向加速度:ax=0;豎直方向加速度:ay=g
註:
(1)平拋運動是勻變速曲線運動,加速度為g,通常可看作是水平方向的勻速直線運與豎直方向的自由落體運動的合成;
(2)運動時間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關;
(3)θ與β的關系為tgβ=2tgα;
(4)在平拋運動中時間t是解題關鍵;(5)做曲線運動的物體必有加速度,當速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。
2)勻速圓周運動
1.線速度V=s/t=2πr/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5.周期與頻率:T=1/f 6.角速度與線速度的關系:V=ωr
7.角速度與轉速的關系ω=2πn(此處頻率與轉速意義相同)
8.主要物理量及單位:弧長(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);頻率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);轉速(n):r/s;半徑(r):米(m);線速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
註:
(1)向心力可以由某個具體力提供,也可以由合力提供,還可以由分力提供,方向始終與速度方向垂直,指向圓心;
(2)做勻速圓周運動的物體,其向心力等於合力,並且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動能保持不變,向心力不做功,但動量不斷改變。
3)萬有引力
1.開普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質量無關,取決於中心天體的質量)}
2.萬有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它們的連線上)
3.天體上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天體半徑(m),M:天體質量(kg)}
4.衛星繞行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天體質量}
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s
6.地球同步衛星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半徑}
注:
(1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,F向=F萬;
(2)應用萬有引力定律可估算天體的質量密度等;
(3)地球同步衛星只能運行於赤道上空,運行周期和地球自轉周期相同;
(4)衛星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小(一同三反);
(5)地球衛星的最大環繞速度和最小發射速度均為7.9km/s。
三、力(常見的力、力的合成與分解)
1)常見的力
1.重力G=mg (方向豎直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用點在重心,適用於地球表面附近)
2.胡克定律F=kx {方向沿恢復形變方向,k:勁度系數(N/m),x:形變數(m)}
3.滑動摩擦力F=μFN {與物體相對運動方向相反,μ:摩擦因數,FN:正壓力(N)}
4.靜摩擦力0≤f靜≤fm (與物體相對運動趨勢方向相反,fm為最大靜摩擦力)
5.萬有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它們的連線上)
6.靜電力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N•m2/C2,方向在它們的連線上)
7.電場力F=Eq (E:場強N/C,q:電量C,正電荷受的電場力與場強方向相同)
8.安培力F=BILsinθ (θ為B與L的夾角,當L⊥B時:F=BIL,B//L時:F=0)
9.洛侖茲力f=qVBsinθ (θ為B與V的夾角,當V⊥B時:f=qVB,V//B時:f=0)
注:
(1)勁度系數k由彈簧自身決定;
(2)摩擦因數μ與壓力大小及接觸面積大小無關,由接觸面材料特性與表面狀況等決定;
(3)fm略大於μFN,一般視為fm≈μFN;
(4)其它相關內容:靜摩擦力(大小、方向)〔見第一冊P8〕;
(5)物理量符號及單位B:磁感強度(T),L:有效長度(m),I:電流強度(A),V:帶電粒子速度(m/s),q:帶電粒子(帶電體)電量(C);
(6)安培力與洛侖茲力方向均用左手定則判定。
2)力的合成與分解
1.同一直線上力的合成同向:F=F1+F2, 反向:F=F1-F2 (F1>F2)
2.互成角度力的合成:
F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(餘弦定理) F1⊥F2時:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范圍:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β為合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx)
註:
(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則;
(2)合力與分力的關系是等效替代關系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外,也可用作圖法求解,此時要選擇標度,嚴格作圖;
(4)F1與F2的值一定時,F1與F2的夾角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直線上力的合成,可沿直線取正方向,用正負號表示力的方向,化簡為代數運算。
四、動力學(運動和力)
1.牛頓第一運動定律(慣性定律):物體具有慣性,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止
2.牛頓第二運動定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致}
3.牛頓第三運動定律:F=-F´{負號表示方向相反,F、F´各自作用在對方,平衡力與作用力反作用力區別,實際應用:反沖運動}
4.共點力的平衡F合=0,推廣 {正交分解法、三力匯交原理}
5.超重:FN>G,失重:FN<G {加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重}
6.牛頓運動定律的適用條件:適用於解決低速運動問題,適用於宏觀物體,不適用於處理高速問題,不適用於微觀粒子〔見第一冊P67〕
注:平衡狀態是指物體處於靜止或勻速直線狀態,或者是勻速轉動。
五、振動和波(機械振動與機械振動的傳播)
1.簡諧振動F=-kx {F:回復力,k:比例系數,x:位移,負號表示F的方向與x始終反向}
2.單擺周期T=2π(l/g)1/2 {l:擺長(m),g:當地重力加速度值,成立條件:擺角θ<100;l>>r}
3.受迫振動頻率特點:f=f驅動力
4.發生共振條件:f驅動力=f固,A=max,共振的防止和應用〔見第一冊P175〕
5.機械波、橫波、縱波〔見第二冊P2〕
6.波速v=s/t=λf=λ/T{波傳播過程中,一個周期向前傳播一個波長;波速大小由介質本身所決定}
7.聲波的波速(在空氣中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(聲波是縱波)
8.波發生明顯衍射(波繞過障礙物或孔繼續傳播)條件:障礙物或孔的尺寸比波長小,或者相差不大
9.波的干涉條件:兩列波頻率相同(相差恆定、振幅相近、振動方向相同)
10.多普勒效應:由於波源與觀測者間的相互運動,導致波源發射頻率與接收頻率不同{相互接近,接收頻率增大,反之,減小〔見第二冊P21〕}
註:
(1)物體的固有頻率與振幅、驅動力頻率無關,取決於振動系統本身;
(2)加強區是波峰與波峰或波谷與波谷相遇處,減弱區則是波峰與波谷相遇處;
(3)波只是傳播了振動,介質本身不隨波發生遷移,是傳遞能量的一種方式;
(4)干涉與衍射是波特有的;
(5)振動圖象與波動圖象;
(6)其它相關內容:超聲波及其應用〔見第二冊P22〕/振動中的能量轉化〔見第一冊P173〕。
六、沖量與動量(物體的受力與動量的變化)
1.動量:p=mv {p:動量(kg/s),m:質量(kg),v:速度(m/s),方向與速度方向相同}
3.沖量:I=Ft {I:沖量(N•s),F:恆力(N),t:力的作用時間(s),方向由F決定}
4.動量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:動量變化Δp=mvt–mvo,是矢量式}
5.動量守恆定律:p前總=p後總或p=p』´也可以是m1v1+m2v2=m1v1´+m2v2´
6.彈性碰撞:Δp=0;ΔEk=0 {即系統的動量和動能均守恆}
7.非彈性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK:損失的動能,EKm:損失的最大動能}
8.完全非彈性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰後連在一起成一整體}
9.物體m1以v1初速度與靜止的物體m2發生彈性正碰:
v1´=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2´=2m1v1/(m1+m2)
10.由9得的推論-----等質量彈性正碰時二者交換速度(動能守恆、動量守恆)
11.子彈m水平速度vo射入靜止置於水平光滑地面的長木塊M,並嵌入其中一起運動時的機械能損失
E損=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相對 {vt:共同速度,f:阻力,s相對子彈相對長木塊的位移}
註:
(1)正碰又叫對心碰撞,速度方向在它們「中心」的連線上;
(2)以上表達式除動能外均為矢量運算,在一維情況下可取正方向化為代數運算;
(3)系統動量守恆的條件:合外力為零或系統不受外力,則系統動量守恆(碰撞問題、爆炸問題、反沖問題等);
(4)碰撞過程(時間極短,發生碰撞的物體構成的系統)視為動量守恆,原子核衰變時動量守恆;
(5)爆炸過程視為動量守恆,這時化學能轉化為動能,動能增加;(6)其它相關內容:反沖運動、火箭、航天技術的發展和宇宙航行〔見第一冊P128〕。
七、功和能(功是能量轉化的量度)
1.功:W=Fscosα(定義式){W:功(J),F:恆力(N),s:位移(m),α:F、s間的夾角}
2.重力做功:Wab=mghab {m:物體的質量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a與b高度差(hab=ha-hb)}
3.電場力做功:Wab=qUab {q:電量(C),Uab:a與b之間電勢差(V)即Uab=φa-φb}
4.電功:W=UIt(普適式) {U:電壓(V),I:電流(A),t:通電時間(s)}
5.功率:P=W/t(定義式) {P:功率[瓦(W)],W:t時間內所做的功(J),t:做功所用時間(s)}
6.汽車牽引力的功率:P=Fv;P平=Fv平 {P:瞬時功率,P平:平均功率}
7.汽車以恆定功率啟動、以恆定加速度啟動、汽車最大行駛速度(vmax=P額/f)
8.電功率:P=UI(普適式) {U:電路電壓(V),I:電路電流(A)}
9.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:電熱(J),I:電流強度(A),R:電阻值(Ω),t:通電時間(s)}
10.純電阻電路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
11.動能:Ek=mv2/2 {Ek:動能(J),m:物體質量(kg),v:物體瞬時速度(m/s)}
12.重力勢能:EP=mgh {EP :重力勢能(J),g:重力加速度,h:豎直高度(m)(從零勢能面起)}
13.電勢能:EA=qφA {EA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)(從零勢能面起)}
14.動能定理(對物體做正功,物體的動能增加):
W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK
{W合:外力對物體做的總功,ΔEK:動能變化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}
15.機械能守恆定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16.重力做功與重力勢能的變化(重力做功等於物體重力勢能增量的負值)WG=-ΔEP
注:
(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量轉化多少;
(2)O0≤α<90O 做正功;90O<α≤180O做負功;α=90o不做功(力的方向與位移(速度)方向垂直時該力不做功);
(3)重力(彈力、電場力、分子力)做正功,則重力(彈性、電、分子)勢能減少
(4)重力做功和電場力做功均與路徑無關(見2、3兩式);(5)機械能守恆成立條件:除重力(彈力)外其它力不做功,只是動能和勢能之間的轉化;(6)能的其它單位換算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;*(7)彈簧彈性勢能E=kx2/2,與勁度系數和形變數有關。
八、分子動理論、能量守恆定律
1.阿伏加德羅常數NA=6.02×1023/mol;分子直徑數量級10-10米
2.油膜法測分子直徑d=V/s {V:單分子油膜的體積(m3),S:油膜表面積(m)2}
3.分子動理論內容:物質是由大量分子組成的;大量分子做無規則的熱運動;分子間存在相互作用力。
4.分子間的引力和斥力(1)r<r0,f引<f斥,F分子力表現為斥力
(2)r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子勢能=Emin(最小值)
(3)r>r0,f引>f斥,F分子力表現為引力
(4)r>10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子勢能≈0
5.熱力學第一定律W+Q=ΔU{(做功和熱傳遞,這兩種改變物體內能的方式,在效果上是等效的),
W:外界對物體做的正功(J),Q:物體吸收的熱量(J),ΔU:增加的內能(J),涉及到第一類永動機不可造出〔見第二冊P40〕}
6.熱力學第二定律
克氏表述:不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其它變化(熱傳導的方向性);
開氏表述:不可能從單一熱源吸收熱量並把它全部用來做功,而不引起其它變化(機械能與內能轉化的方向性){涉及到第二類永動機不可造出〔見第二冊P44〕}
7.熱力學第三定律:熱力學零度不可達到{宇宙溫度下限:-273.15攝氏度(熱力學零度)}
注:
(1)布朗粒子不是分子,布朗顆粒越小,布朗運動越明顯,溫度越高越劇烈;
(2)溫度是分子平均動能的標志;
3)分子間的引力和斥力同時存在,隨分子間距離的增大而減小,但斥力減小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子勢能減小,在r0處F引=F斥且分子勢能最小;
(5)氣體膨脹,外界對氣體做負功W<0;溫度升高,內能增大ΔU>0;吸收熱量,Q>0
(6)物體的內能是指物體所有的分子動能和分子勢能的總和,對於理想氣體分子間作用力為零,分子勢能為零;
(7)r0為分子處於平衡狀態時,分子間的距離;
(8)其它相關內容:能的轉化和定恆定律〔見第二冊P41〕/能源的開發與利用、環保〔見第二冊P47〕/物體的內能、分子的動能、分子勢能〔見第二冊P47〕。
九、氣體的性質
1.氣體的狀態參量:
溫度:宏觀上,物體的冷熱程度;微觀上,物體內部分子無規則運動的劇烈程度的標志,
熱力學溫度與攝氏溫度關系:T=t+273 {T:熱力學溫度(K),t:攝氏溫度(℃)}
體積V:氣體分子所能占據的空間,單位換算:1m3=103L=106mL
壓強p:單位面積上,大量氣體分子頻繁撞擊器壁而產生持續、均勻的壓力,標准大氣壓:1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)
2.氣體分子運動的特點:分子間空隙大;除了碰撞的瞬間外,相互作用力微弱;分子運動速率很大
3.理想氣體的狀態方程:p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=恆量,T為熱力學溫度(K)}
注:
(1)理想氣體的內能與理想氣體的體積無關,與溫度和物質的量有關;
(2)公式3成立條件均為一定質量的理想氣體,使用公式時要注意溫度的單位,t為攝氏溫度(℃),而T為熱力學溫度(K)。
十、電場
1.兩種電荷、電荷守恆定律、元電荷:(e=1.60×10-19C);帶電體電荷量等於元電荷的整數倍
2.庫侖定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:點電荷間的作用力(N),k:靜電力常量k=9.0×109N•m2/C2,Q1、Q2:兩點電荷的電量(C),r:兩點電荷間的距離(m),方向在它們的連線上,作用力與反作用力,同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引}
3.電場強度:E=F/q(定義式、計算式){E:電場強度(N/C),是矢量(電場的疊加原理),q:檢驗電荷的電量(C)}
4.真空點(源)電荷形成的電場E=kQ/r2 {r:源電荷到該位置的距離(m),Q:源電荷的電量}
5.勻強電場的場強E=UAB/d {UAB:AB兩點間的電壓(V),d:AB兩點在場強方向的距離(m)}
6.電場力:F=qE {F:電場力(N),q:受到電場力的電荷的電量(C),E:電場強度(N/C)}
7.電勢與電勢差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.電場力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J),q:帶電量(C),UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關),E:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m)}
9.電勢能:EA=qφA {EA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)}
10.電勢能的變化ΔEAB=EB-EA {帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值}
11.電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-qUAB (電勢能的增量等於電場力做功的負值)
12.電容C=Q/U(定義式,計算式) {C:電容(F),Q:電量(C),U:電壓(兩極板電勢差)(V)}
13.平行板電容器的電容C=εS/4πkd(S:兩極板正對面積,d:兩極板間的垂直距離,ω:介電常數)
常見電容器〔見第二冊P111〕
14.帶電粒子在電場中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2
15.帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進入勻強電場時的偏轉(不考慮重力作用的情況下)
類平 垂直電場方向:勻速直線運動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中:E=U/d)
拋運動 平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動d=at2/2,a=F/m=qE/m
注:
(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規律:原帶異種電荷的先中和後平分,原帶同種電荷的總量平分;
(2)電場線從正電荷出發終止於負電荷,電場線不相交,切線方向為場強方向,電場線密處場強大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;
(3)常見電場的電場線分布要求熟記〔見圖[第二冊P98];
(4)電場強度(矢量)與電勢(標量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關;
(5)處於靜電平衡導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直於導體表面,導體內部合場強為零,導體內部沒有凈電荷,凈電荷只分布於導體外表面;
(6)電容單位換算:1F=106μF=1012PF;
(7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1.60×10-19J;
(8)其它相關內容:靜電屏蔽〔見第二冊P101〕/示波管、示波器及其應用〔見第二冊P114〕等勢面〔見第二冊P105〕。
十一、恆定電流
1.電流強度:I=q/t{I:電流強度(A),q:在時間t內通過導體橫載面的電量(C),t:時間(s)}
2.歐姆定律:I=U/R {I:導體電流強度(A),U:導體兩端電壓(V),R:導體阻值(Ω)}
3.電阻、電阻定律:R=ρL/S{ρ:電阻率(Ω•m),L:導體的長度(m),S:導體橫截面積(m2)}
4.閉合電路歐姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U內+U外
{I:電路中的總電流(A),E:電源電動勢(V),R:外電路電阻(Ω),r:電源內阻(Ω)}
5.電功與電功率:W=UIt,P=UI{W:電功(J),U:電壓(V),I:電流(A),t:時間(s),P:電功率(W)}
6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:電熱(J),I:通過導體的電流(A),R:導體的電阻值(Ω),t:通電時間(s)}
7.純電阻電路中:由於I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.電源總動率、電源輸出功率、電源效率:P總=IE,P出=IU,η=P出/P總{I:電路總電流(A),E:電源電動勢(V),U:路端電壓(V),η:電源效率}
9.電路的串/並聯 串聯電路(P、U與R成正比) 並聯電路(P、I與R成反比)
電阻關系(串同並反) R串=R1+R2+R3+ 1/R並=1/R1+1/R2+1/R3+
電流關系 I總=I1=I2=I3 I並=I1+I2+I3+
電壓關系 U總=U1+U2+U3+ U總=U1=U2=U3
功率分配 P總=P1+P2+P3+ P總=P1+P2+P3+
10.歐姆表測電阻
(1)電路組成 (2)測量原理
兩表筆短接後,調節Ro使電表指針滿偏,得
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被測電阻Rx後通過電表的電流為
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由於Ix與Rx對應,因此可指示被測電阻大小
(3)使用方法:機械調零、選擇量程、歐姆調零、測量讀數{注意擋位(倍率)}、撥off擋。
(4)注意:測量電阻時,要與原電路斷開,選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調零。
11.伏安法測電阻
電流表內接法:
電壓表示數:U=UR+UA
電流表外接法:
電流表示數:I=IR+IV
Rx的測量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真
Rx的測量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)<R真
選用電路條件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2]
選用電路條件Rx<<RV [或Rx<(RARV)1/2]
12.滑動變阻器在電路中的限流接法與分壓接法
限流接法
電壓調節范圍小,電路簡單,功耗小
便於調節電壓的選擇條件Rp>Rx
電壓調節范圍大,電路復雜,功耗較大
便於調節電壓的選擇條件Rp<Rx
注1)單位換算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬電阻率隨溫度升高而增大;
(3)串聯總電阻大於任何一個分電阻,並聯總電阻小於任何一個分電阻;
(4)當電源有內阻時,外電路電阻增大時,總電流減小,路端電壓增大;
(5)當外電路電阻等於電源電阻時,電源輸出功率最大,此時的輸出功率為E2/(2r);
(6)其它相關內容:電阻率與溫度的關系半導體及其應用超導及其應用〔見第二冊P127〕。
十二、磁場
1.磁感應強度是用來表示磁場的強弱和方向的物理量,是矢量,單位T),1T=1N/A•m
2.安培力F=BIL;(註:L⊥B) {B:磁感應強度(T),F:安培力(F),I:電流強度(A),L:導線長度(m)}
3.洛侖茲力f=qVB(注V⊥B);質譜儀〔見第二冊P155〕 {f:洛侖茲力(N),q:帶電粒子電量(C),V:帶電粒子速度(m/s)}
4.在重力忽略不計(不考慮重力)的情況下,帶電粒子進入磁場的運動情況(掌握兩種):
(1)帶電粒子沿平行磁場方向進入磁場:不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運動V=V0
(2)帶電粒子沿垂直磁場方向進入磁場:做勻速圓周運動,規律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)運動周期與圓周運動的半徑和線速度無關,洛侖茲力對帶電粒子不做功(任何情況下);(c)解題關鍵:畫軌跡、找圓心、定半徑、圓心角(=二倍弦切角)。
註:
(1)安培力和洛侖茲力的方向均可由左手定則判定,只是洛侖茲力要注意帶電粒子的正負;
(2)磁感線的特點及其常見磁場的磁感線分布要掌握〔見圖及第二冊P144〕;(3)其它相關內容:地磁場/磁電式電表原理〔見第二冊P150〕/迴旋加速器〔見第二冊P156〕/磁性材料
十三、電磁感應
1.[感應電動勢的大小計算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普適公式){法拉第電磁感應定律,E:感應電動勢(V),n:感應線圈匝數,ΔΦ/Δt:磁通量的變化率}
2)E=BLV垂(切割磁感線運動) {L:有效長度(m)}
3)Em=nBSω(交流發電機最大的感應電動勢) {Em:感應電動勢峰值}
4)E=BL2ω/2(導體一端固定以ω旋轉切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2.磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:勻強磁場的磁感應強度(T),S:正對面積(m2)}
3.感應電動勢的正負極可利用感應電流方向判定{電源內部的電流方向:由負極流向正極}
*4.自感電動勢E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系數(H)(線圈L有鐵芯比無鐵芯時要大),ΔI:變化電流,∆t:所用時間,ΔI/Δt:自感電流變化率(變化的快慢)}
註:(1)感應電流的方向可用楞次定律或右手定則判定,楞次定律應用要點〔見第二冊P173〕;(2)自感電流總是阻礙引起自感電動勢的電流的變化;(3)單位換算:1H=103mH=106μH。(4)其它相關內容:自感〔見第二冊P178〕/日光燈〔見第二冊P180〕。
十四、交變電流(正弦式交變電流)
1.電壓瞬時值e=Emsinωt 電流瞬時值i=Imsinωt;(ω=2πf)
2.電動勢峰值Em=nBSω=2BLv 電流峰值(純電阻電路中)Im=Em/R總
3.正(余)弦式交變電流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2 ;I=Im/(2)1/2
4.理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關系
U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P入=P出
5.在遠距離輸電中,採用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失損´=(P/U)2R;(P損´:輸電線上損失的功率,P:輸送電能的總功率,U:輸送電壓,R:輸電線電阻)〔見第二冊P198〕;
6.公式1、2、3、4中物理量及單位:ω:角頻率(rad/s);t:時間(s);n:線圈匝數;B:磁感強度(T);
S:線圈的面積(m2);U輸出)電壓(V);I:電流強度(A);P:功率(W)。
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嵌入式汽車身份自動識別系統
一、項目介紹
(研究目標、研究背景及現狀、工作原理和方案設想、計劃進度安排等)
見附錄。
二、項目自我評價
1、先進性:
在數字信息技術和網路技術高速發展的後PC時代,隨著嵌入式處理器性能的不斷提高,高性能的處理器已經能滿足復雜演算法應用和其他復雜功能應用,嵌入式將不可避免得走進各個領域。另一方面,伴隨著我國經濟的快速發展和北京奧運會的舉行,「交通智能化」將毋庸質疑的成為熱門話題。由於交通行業的特殊性,其對ITS設備的技術參數、使用條件都有苛刻的要求,而嵌入式恰好能夠滿足此要求,因此嵌入式智能交通設備的大范圍應用是必然趨勢。嵌入式汽車身份自動識別系統是智能化交通管理系統的重要組成部分,是嵌入式技術與汽車身份識別技術的完美結合,他涵蓋了嵌入式車牌識別、嵌入式車標識別以及汽車顏色識別三大主體功能,力求將汽車目標一次性鎖定。
它擁有以下優點:
1、高度獨立:使用嵌入式技術,僅通過通信介面與應用系統連接,獨立性高。
2、功能齊全:同時識別汽車車牌、車標及顏色,一次性鎖定目標,具有現有系統所沒有的強大功能。
3、可塑性強:前端可與信號觸發裝置等上游產品結合,末端內置無線網路及多種串口介面以便與下游產品結合。系統功能與使用范圍得到極大拓展。
4、易於維護:修理、維護僅涉及本系統而不影響其他模塊,維護成本遠低於同類產品。
5、便攜靈活:設備高度集成,小巧靈活,使用方便。
2、可操作性和可實現性:
目前,車牌識別、車標識別等技術日趨成熟與完善,相關資料較易獲取。現有的嵌入式技術也比較成熟。故,從技術難度上講該選題較於其他的前沿科學容易實現。選題所涉及的設備和材料也較易獲得,且成本適中。
3、創新點:
現有的車牌識別裝置一般使用電腦處理數據,有些甚至需要若乾颱電腦合作完成,佔用大量空間與資源。即使偶有由嵌入式完成的系統其功能也僅限於車牌識別或車標識別。本系統創造性地將嵌入式與車牌識別、車標識別以及汽車顏色識別相結合,一次性解決了目前設備體系臃腫、集成難度大、穩定性差,維護難,功能單一等問題。
4、可能存在的問題:
目前,主要問題是嵌入式集成度及無線傳輸的距離。我們所設想的理想情況是:針對現在大多使用電腦整機處理數據,設備靈活性差的缺點,開發出攜帶型、數據可無線傳輸的汽車身份識別系統。但是由於我們時間、精力和資金的限制,「便攜的程度」是目前最大的難題。另外車速與景深對圖像識別的影響問題也是我們可能會面對的難題。
三、預期成果
(成果的具體形式,如:申請專利、公開發表論文、製作科技實物(含軟體程序)等,可以同時有多種成果形式)
我們預計我們的實驗成果有以下幾個方面。
首先,我們計劃製作出科技實物,即確實地完成該嵌入式系統,拿出實實在在的成果。
第二,從我們對市場現狀的分析來看,該嵌入式汽車身份識別系統的市場前景非常樂觀,故可以將我們的產品申請專利並投入市場進行生產。
第三方面,由於汽車顏色、車牌、車標的組合識別還沒有合適的演算法,所以在完成本系統的過程中我們不可避免的要完成演算法設計,而這部分成果可以通過公開發表論文的形式進行展示。
因為我們計劃完成一個系統,所以我們需要同時完成該系統的硬體和軟體兩個部分。從大的角度來看,軟體及演算法部分的成果可以通過論文發表,而硬體方面的成果則可以通過投入生產和申請專利來體現。無疑,我們的成果形式會比只做軟體部分或者只做硬體部分的選題多。這也是我們的一大優勢。
實驗環境要求
經費預算 內容 用途 預算金額 預計執行時間
CCD攝像部分 前端圖像的獲取,購買攝像頭或攝像機 3000 07.12~ 08.2月
輔助光源 針對特殊環境進行光線補充 1500 07.12~ 08.2月
圖像採集卡 模擬信號數字化 2500 07.12~ 08.2月
嵌入式系統硬體設施 圖像的處理 4000 08.3~ 08.10月
硬碟錄像機 視頻信息的存儲 2500 08.10~ 08.12月
顯示裝置 輸出圖像識別結果 1500 08.12~ 09.2月
無線收發或有線傳輸裝置 信息的傳輸 2500 09. 2~ 09.3月
機械加工 機械零件組裝成樣機 2000 最後階段
合計:19500元
學院審批意見
專家委員會評審意見
學校審批意見
附錄一:選題的現狀、背景及意義
自1885年,世界上第一台汽車誕生至今,汽車為我們日常工作與生活的帶來了翻天覆地的影響。一百多年來,汽車以其價格低廉,操作方便等優勢逐漸被大眾所接受,走入了千家萬戶。在我國,每年都有許多人加入有車一族。隨之而來的自然是越來越快捷方便的生活方式以及由此引發的一系列問題:汽車盜竊案每年逾萬,交通事故時有發生……無疑,汽車需要規范管理。現在,我國的大部分汽車管理工作都是由人來操作完成的。不難想像,面對越來越龐大的汽車隊伍,人工操作明顯的力不從心。所以「交通智能化」將成為未來交通管理的必然趨勢。
要實現交通智能化怎麼可以沒有「汽車身份」的識別呢。早在上個世紀九十年代初,汽車身份識別已經引起了全世界的廣泛重視,人們開始研究有關汽車身份證——汽車牌照自動識別的相關問題。幾年後,汽車的另一個重要的身份象徵——汽車標志識別也成為了熱門話題。車牌識別的一般途徑為:採用計算機圖象處理技術對車牌進行分析後自動提取車牌信息以確定車牌號。車標識別則基於邊緣直方圖和模板匹配相關系數混合的演算法。目前車牌與車標識別的理論已經成熟,離線演算法識別率已經達到較高的水平,同時正向著集成化、智能化方向發展。
在智能化交通管理系統中,汽車身份識別相當於vc++中的「基類」地位,即智能化交通管理系統中的其他子模塊需要在汽車身份識別的基礎上進行繼承和發展。所以我們認為,汽車身份識別要求較高的集成度,最好能由可以嵌入到其他系統中的、集成度高的模塊來完成,如單片機、CPLD。而現階段的汽車身份識別大部分卻是依靠計算機來完成的。
另外,由於汽車身份識別的「基類」定位,使用時對「能否唯一的鎖定汽車」以及「能否很快地判定是哪輛車」就有了一定的要求。而現階段的汽車身份識別卻僅依靠單純的識別車牌來完成。市場上存在的也多是車牌或是車標的單獨識別系統,將二者結合的系統則非常罕見。而這些單一的系統顯然很難達到真正的識別鎖定汽車身份的目的。
結合智能化交通管理系統的要求,現今汽車身份識別的現狀以及二者的發展趨勢,我們小組選擇了嵌入式汽車身份自動識別系統作為我們本次創新實驗計劃的選題。我們計劃以嵌入式完成汽車身份識別後,將處理完的數字信息傳遞到智能化交通管理系統的其他模塊中。用嵌入式代替電腦處理汽車身份識別將大大提高智能化交通管理系統的集成度,降低成本。區別於單一的識別系統,我們設計完成的汽車身份識別系統將車牌識別與車標識別相結合,並輔以汽車顏色識別。同時識別,同時輸出,從而從多方面判斷並鎖定汽車,力求達到萬無一失。從而極大地方便了該系統在各個領域的使用。
公安交管領域,該嵌入式汽車身份自動識別系統可被應用在交管系統中。將本產品嵌入到用來測速、測超載的其他交通設施中,就可以完成一系列的管理工作;與終端電腦處理系統相連,傳輸的是已經經過處理的數字信息而非圖片信息,大大節省了終端電腦的處理時間和內存空間,提高反應速度與處理效率,有效解決交管領域人手不足的現狀。
在園區車輛管理方面,本嵌入式汽車身份自動識別系統將留有埠,使其可以與園區的業主入住時所登記的汽車信息庫相連。在園區大門處,安裝我們的車牌自動識別系統,以對進出車輛自動識別,然後將數據傳到資料庫並根據資料庫中的車牌數據判斷是否是園區內的車輛,然後分情況處理。這將大大增加園區汽車的安全系數,而使用該系統的成本遠低於使用電腦處理的系統的成本。
關於停車場管理,我們的嵌入式車牌自動識別系統可以完成智能化管理過程。將系統安裝在停車場的出、入口處,用來對進出停車場的車輛進行自動識別,而處理後的數據將傳入終端電腦,由終端電腦結合傳入的信息與資料庫判斷是否屬已買(或租)車位的車輛做出相應處理。
綜上,我們有理由相信我們計劃完成的嵌入式車牌自動識別系統可以在未來的交通智能化管理系統中發揮舉足輕重的作用,是值得去研究和探索的。
附錄二:工作原理及方案設想
本汽車身份識別系統包含車牌識別、車色以及車標的識別,本系統將使用嵌入式系統完成此三部分的識別。由於我們剛接觸這部分內容,所以想法不是很成熟。
下面將分車牌識別與車色、車標識別以及嵌入式三個部分介紹我們的工作原理和方案。
第一部分:車牌識別
1、總體結構
車牌自動識別系統主要分為三大模塊:(1)觸發:即前端設備的數據入口處,如測速系統等。(2)圖像處理部分:分為圖像採集、車牌定位、字元分割和字元識別四部分。(3)無線傳輸系統將所處理得的數據傳送至後端應用系統,如交通違規管理系統,只能停車場系統,安檢系統等。
2、演算法部分
①前端CCD攝像機:
原始圖像獲取
由CCD攝像機及輔助照明裝置組成。獲取圖像質量的好壞直接影響到後端處理和識別的效果. 要獲得比較清晰的圖像, 需要考慮許多影響圖像質量的因素, 主要包括: 攝像頭和圖像卡的選取, 攝像機的位置標定, 汽車的車速, 出入單位的汽車車隊之間的距離, 天氣、光線等情況對攝像機所攝圖像曝光量的影響。
判斷是否有車輛進入觀測區
採用圖像差值法來判斷監測區是否有目標進入,即首先將視頻圖像灰度化,然後比較兩幅圖像對應像素點的灰度值,看是否有變化以及變化有多少。
圖像差分只能測定監測區中是否有物體經過,但它是否交通車輛,尚未可知。鑒於圖像差分所產生的雜訊、行人、自行車比汽車所佔區域小得多,設計尺度濾波器將尺度較小的物體及雜訊濾掉。
②車牌定位及預處理
左圖為車牌定位的主要演算法。完成基本的車牌定位後,還需要對車牌進行一些基本的預處理。包括傾斜矯
正與鉚釘和邊框的去除。
I、車牌字元的傾斜矯正
車牌字元分割的難點在有些車牌是傾的,直接分割效果不好,需要做校正。首先求出車牌的傾斜率,根據此斜率對車牌做旋轉校正。
II、車牌邊框和鉚釘的去除
先驗知識:對於標准車牌,字元間間距為12mm,第2、3個字元間間距為34mm,其中,中間小圓點l0mm寬,小圓點與第2、3個字元間間距分別為12mm。在車牌邊框線的內側,通常有四個鉚釘,他們不同程度地與第2個字元或第6個字元粘連,如果不去除鉚釘,將給第2和第6在字元的識別造成困難。
將車牌圖像進行二值化後,圖像僅黑、白二值。白色像素點(灰度值255)取1,黑色像素點(灰度值0)取0,這里採用的是白底黑字模式。對車牌圖像逐行進行從內向外式掃描,當掃描到車牌圖像某一行中,白色像素點的寬度大於某一閥值時(第一個符合條件的行),則認為是車牌字元的邊沿處,切除這一行以上或以下的所有行。
③車牌字元分割
右圖為車牌
字元分割的主要
演算法。
在此,由於
我們的知識有限
就不對這些演算法
做具體介紹了。
④字元識別方法
字元
識別是車
牌識別的
核心部分。
常見的車
牌字元識
別演算法包
括六種。
我們將他
們羅列在
右圖中。
其中,我們比較感興趣的是基於神經網路的字元識別演算法。下面,我們具體介紹兩種比較簡單且普遍的演算法以及基於神經網路的字元識別演算法。
I、模板匹配車牌字元識別
中國車牌的字元模板分為漢字、英文字母和數字模板,由統計方法構造並保存到資料庫中。模板匹配是將字元模板和標准化了的車牌字元進行匹配來識別字元。
II、特徵匹配車牌字元識別
車牌識別的方法中,可利用的字元特徵很多,大致可以分為結構特徵、象素分布特徵及其他特徵。
在這里,我們擬重點突破神經網路法,因為人工神經網路技術具有非線性描述、大規模並行分布處理能力、高度魯棒性和自學習與聯想等特點,適用於非線性時變大系統的模擬與在線控制。具體步驟如下圖所示:
此外,我們還會嘗試將各種演算法結合起來,以揚長避短,如:將遺傳演算法與人工神經網路結合起來,既能利用遺傳演算法能並行計算且能快速、全局搜索的優點又能克服神經網路固有的搜索速度慢且易陷入局部旱熱的缺點等。
由於我們還在大學二年級學習專業基礎課程,對圖像處理的最新演算法還不夠了解,我們會在實際操作過程中,選擇一種最優的方案並且結合我們的系統特徵提出改進意見。
第二部分:車色以及車標識別
①、車身顏色識別
顏色特徵具有對圖像本身的尺寸、方向、視角等依賴小、魯棒性高等優點,因此在基於內容的圖像索引技術和智能交通系統以及眾多的I業(如造紙、紡織、印刷等)系統中有著極其重要的應用。長期以來,由於各種原因,人們提出了數量眾多的彩色空間模型,主要可分為三類:第一類是基於人類視覺系統(HumanV isionS ystem,H VS)的彩色空間,它包括RGB,H SI,M unsell彩色空間等;第二類是基於特定應用的彩色空間,它包括電視系統中所採納的YUV和YIQ、攝影行業如柯達的YCC、列印系統的CMY (K)彩色空間;第三類是CIE彩色空間(包括CIE XYZ, CIE Lab和CIE Luv等)。這些彩色空間各有優缺點,它們在各自的領域里發揮了重要的作用。
我們擬採用RGB彩色空間完成我們的系統。RGB彩色空間在計算機相關領域里應用廣泛,例如用於常見的CRT顯示器等。在RGB彩色空間中,各彩色值用R、G、B三通道值的組合來共同表示,而其相應的通道值是通過圖形採集卡或者CCD感測器等類似器件中的光感受器來獲得的。其中,各通道值用入射光及其相應光感受器的光敏函數值之和來表示:
R=
G=
B=
其中,S (A)是光譜,R(A)、G(A)和B(A)分別是R,G,B感測器的靈敏度函數。從上式可以看出,該彩色空間是設備相關的,它與具體捕獲設備的光敏函數相關。然而,由於RGB值易於獲得和在計算機中計算和表示,因此通常可以用來表示其他各彩色空間,即把RGB值轉換為其他彩色空間值。RGB彩色空間的標准色差定義為:
)
由於不同的彩色對人主觀感受的影響不同,為了更好的表示色差,在本顏色識別子系統中使用經驗色差公式:
對於我們擬設計的車身顏色識別系統主要分以下四大步驟完成車身顏色識別
1.識別區域的選取
為了准確識別出車身顏色,識別區域的選取至關重要。本實驗選取車臉前部靠近排氣扇的部分
2.顏色直方圖計算
對所選區域,計算出現次數最多的顏色。在實際應用中,由於其他彩色空間模型的分量值均可用RGB值來表示,為了計算簡便,在計算顏色直方圖時可僅針對RGB彩色空間模型進行。
3.色差計算
根據相應彩色空間模型的色差計算公式,計算其與 顏色模板間的色差。
4、顏色識別
在得到樣本色與標准色在各個彩色空間模型中的對應色差後,就可以根據其結果進行顏色識別。即選取前一步計算得到的色差中的最小值,作為識別結果。
②、車標識別部分
毋庸質疑,車牌和車標的自動、實時識別是運動車輛類型精確識別系統中至關重要的兩個部分。目前人們已經提出了眾多的車牌定位演算法,主要可以分為兩大類:基於黑白圖像的車牌定位演算法和基於彩色圖像的車牌定位演算法。基於黑白圖像的車牌定位演算法又可以分為多類,如基於特徵的車牌定位演算法基於自適應能量濾波的車牌定位演算法,基於小波變換和形態學處理相結合的車牌定位演算法,基於二值投影的車牌定位演算法,以及基於遺傳演算法的車牌定位演算法等。
這些車牌定位演算法各有優缺點,但他們都可以在一定程度上作為車標定位的參考。
車標定位與識別無論在國內還是國外都是一個較為嶄新的領域。由於車標本身固有的特殊性:目標小、相似性大、受尺寸和光照影響大、背景不統一,以及不同汽車公司的車標形狀大小不一致等,使得其精確定位識別成為一個難點。
我們將車標識別分為以下幾個主要步驟:
(l)車牌定位:根據車牌的紋理特徵,基於多解析度分析快速獲取車牌區域 ;
(2)車頭定位:根據車頭區域能量較高且較為集中的特點,通過OTSU二值化演算法 進 行 圖像二值化,然後利用二值投影,並結合車牌位置信息進行車頭快速定位 ;
(3)中軸定位:在車頭區域內,根據軸對稱性定位車頭中軸;
(4)車標粗定位:在定位出車頭的基礎上,根據車標與車牌的先驗知識,得到車標經驗搜矩形;
(5)車標精確定位:在第(4)步的基礎上,利用車標紋理特徵進行車標的精確定位。主要包括兩步:一是根據車標區域在垂直方向上具有能量高且相對集中的特點,利用能量增強和自適應形態學濾波進行車標的一次定位;二是利用改進的模板匹配演算法進行車標的精確定位。車標識別系統是運動車輛識別系統中的重要組成部分,與車牌識別一樣,它也包括了定位和識別兩項關鍵技術。
上圖為車標識別系統結構示意圖,與典型的目標識別系統一樣,它包括了離線的訓練過程和在線的識別過程。在訓練過程中,首先將手工採集得到的車標樣本進行圖像歸一化、尺度歸一化等預處理,然後分別進行模板提取以得到車標標准模板庫。車標標准模板庫中的模板不僅用於車標定位,還用於進行特徵提取以得到車標特徵模型庫用於車標識別。在定位過程中,除了輸入汽車圖像外,還需輸入車牌的位置信息。這是因為各類車標不具有穩定的紋理特徵,且大小、形狀各不相同,所以在復雜的背景下直接利用特徵匹配或模板匹配進行車標定位是非常困難的。因此必須利用車牌位置、車輛對稱性等先驗信息進行粗定位,在此基礎上再利用相關圖像處理技術和模板匹配進行精確定位。車標定位以後,車標識別問題就轉化為一個2D形狀的識別問題,這可以通過模板匹配的方法實現。但是在實際採集的圖像中,往往存在光照、雜訊、部分遮擋和形狀相似等問題的影響,常規的模板匹配方法難以達到滿意的識別效果。因此通常還需要一種合適的特徵提取和識別方法來輔助進行車標識別,以提高系統的識別率。
第三部分:嵌入式
按照歷史性、本質性、普遍性要求,嵌入式系統應定義為:「嵌入到對象體系中的專用計算機系統」。「嵌入性」、「專用性」與「計算機系統」是嵌入式系統的三個基本要素。對象系統則是指嵌入式系統所嵌入的宿主系統。
嵌入式系統的核心是嵌入式微處理器,它有4個優點:
(1) 對實時和多任務有很強的支持能力,能完成多任務並且有較短的中斷響應時間,從而使內部的代碼和實時操作系統的執行時間減少到最低限度;
(2) 具有功能很強的存儲區保護功能。
(3) 可擴展的處理器結構,可以迅速地擴展出滿足應用的高性能的嵌入式微處理器;
(4) 嵌入式微處理器的功耗很低,尤其是用於攜帶型的無線及移動的計算和通信設備中靠電池供電的嵌入式系統更是如此,功耗只能為 mW甚至μ W級,這對於能源越來越稀缺昂貴的時代,無疑是十分誘人的。
另外,嵌入式實時操作系統提高了系統的可靠性。這些都值得我們去做一個嵌入式車牌識別系統。
考慮到通常車牌以及車標識別演算法的運算量大,同時又要滿足實時性要求。因此,我們准備採用32位ARM嵌入式微處理器作為核心單元,以CPLD作為時序控制單元,採用基於ARM 9 S3C 241 C的嵌入式圖像採集處理系統,在內嵌Linux操作系統的草礎上,充分利用了ARM器件體積小、能力強以及功耗低的特點,實現並行數據匯流排/USB日介面圖像接入、圖像快速處理、圖像信息的本地壓縮存儲和IP化數數據傳輸。該系統可使整個系統簡化電路並且減少佔用資源。
系統設計構成
整個系統由USB圖像採集子系統,ARM處理子系統和網路數據傳輸子系統成攝像頭採集現場視頻數據通過U SB傳輸至ARM處理板;ARM處理板內嵌Linux操作系統,採用快速圖像演算法對圖像序列進行處理,並根據處理結果採取相應的措施;網路傳輸子系統可以處理數據上傳監控中心做進一步後續處理,系統結構下圖所示。
ARM圖像處理子系統擬採用S3C 2410處理器,能滿足圖像處理速度的要求;USB圖像接入,可以保證圖像傳輸速度;擴展64M SD RAM與64M Flash,大容量的RAM能夠保存多幅圖像,便於圖像的分析與處理;無線網路介面實現了數據信息的網路化管理。
當然,以上只是我們的初步設想這些設想都將在我們以後的大量實驗過程中得到論證和優化!
附錄三:計劃進度與安排
計劃進度安排:
1.用約15天時間買一些實驗所需的基本用品。
2.利用課余時間學習所需知識。
3.用約七個月時間完成編程,解決軟體方面問題。
4.用約一年完成硬體方面,並製作樣機。
5.初步檢查,花費約一個月。
6.以六個月時間調試樣機,發現缺陷並修正。反復試驗,直至達到一個令人滿意的水平。
綜上,我們是計劃用兩年左右的時間拿下這個項目。當然,以上只是大體計劃,以後會隨實驗的實際進度進行適當調整。
❹ 這個小米移動電源主板是軟體板還是硬體板,為什麼充電電流才0.7a,放電放到3.5伏就停了
這個當然是硬體版,主要是由充、放電小板上的電源主控制晶元管理的,正常充電到回4.2V左右,就會停止,充電電流是由答控制晶元決定的,放電到3.5V或者其它電壓後停止也是由控制晶元決定的,防止低電壓造成電池損壞。
❺ 各位哥哥姐姐幫忙下!求幾道特別特別簡單的物理題~!
光學測驗
姓名 分數
一、填空。
1、夜晚,某同學在放學回家的途中,從一路燈下遠離時,他看到自己影子的長度變 ,這種現象可以用光的 來解釋。
2、實像和虛像: 像可以用光屏承接, 像不能用光屏承接。
3、光在真空中的傳播速度為 m/s,它是真正的世界冠軍。但從太陽發出的光以這么大的速度也要經過8min才能到達地球,那麼,太陽到地球的距離大約 是 m。
3、太陽是由 等顏色組成的,在一定的條件下,可以將它們分開,這就是光的 現象,雨後放晴時在天空出現彩虹,就是這一現象所致。
4、實驗表明:透明物體的顏色是由 決定的。不透明的物體顏色是由 決定的。
5、在教室的屋子裡,把一支點燃的蠟燭放在一張白紙前面,在它們之間放一塊鑽有小孔的紙板。在白紙上就出現了燭焰 的像,這是 現象。這是由
於 產生的,向小孔方向移動白紙,則像的大小變 。
6、一束光線垂直射到一塊平面鏡上,反射角為 ,反射光線與入射光線夾角是 。
7、太陽光照在高樓玻璃牆上發生 ;電影院放電影時,銀幕上發生 。
8、平面鏡里成的像是 的 像。
9、一人立於平面鏡前2米處,人和像之間的距離是 。
10、光的反射光線、入射光線和法線在 內;反射光線和入射光線分別位
於 兩側;反射角 入射角,這就是光的反射定律。
11、在小型飯店的長方形房間里,主人一般在一面牆上裝一個與牆等大的平面鏡,這樣可使顧客感覺房間是實際大小的 倍。
12、平面鏡成像的原理是 平面鏡成的像是 像,平面鏡成像時,
像與物的大小 ,像與物到鏡面的距離 ,像與物的連線與鏡面 ,像與
物 顛倒。
13、當光線垂直射入到界面時, 不改變,這時入射角是 ,折射角是 。
14、.在我們身邊的下列現象,分別是什麼原因引起的「錯覺」:
A、筷子斜放在盛水的碗里看上去變彎了; B、水中撈月一場空;
C、用魚叉直接對著水中的魚卻叉不到; D、黑猩猩照鏡子,到鏡子後邊卻找不到自己的「雙胞胎」。 E、小剛在池塘邊看上去水的深度沒有自己的身高大,但下去一試卻站不到底,差點出了危險。 F、圓圓的太陽不知什麼原因缺少了一塊。
(1)由於光的反射產生的有 ;
(2)由於光的折射產生有 ;
(3)由於光的直線傳播產生的有 。(以上只需填相應的序號)
二、選擇題。
1、小明能從一面鏡子中看到小剛的眼睛,則小剛( )從鏡子中看到小明的眼睛。
A、一定能 B、不能 C、可能會 D、以上說法都不對
2、下列哪些情況下光速會發生改變( )
A、光從空氣透過玻璃 B、燈光變亮 C、溫度升高 D、有風時
3、晴天的時候,樹陰下的地面上,會出現圓形的的光斑,它是( )
A、太陽的實像 B、太陽的影子 C、樹葉的影子 D、以上說法都不對
3、下面不是光源的是( )
A、點燃的蠟燭 B、點亮的電燈 C、發光的螢火蟲 D、發光的月亮
4、平面鏡中的時間是2點35分,則當時的時間是( )
A、2點55分 B、2點25分 C、9點35分 D、9點25分
5、一束光線由空氣斜射入水中,當入射角增大時,折射角大小將( )
A、增大 B、減小 C、逐漸增大,但總小於入射角 D、逐漸增大,可能大於入射角
6、關於漫反射的說法,正確的是:( )
A、每一條光線都遵守光的反射定律
B、有的光線遵守反射定律,有的光線不遵守反射定律
C、所有光線不遵守光的反射定律
D、以上說法都不對
7、日常生活中很多自然現象都與光的反射或折射有關,對下列發生在我們身邊的現象說法正確的是( )
A、岸邊的建築物在水中的倒影是光的折射形成的虛像
B、岸邊的建築物在水中的倒影是光的折射形成的實像
C、釣魚的人看到水中魚的位置比實際位置淺,是光的反射形成的虛像
D、釣魚的人看到水中魚的位置比實際位置淺,是光的折射形成的虛像
8、我們在電影院各個座位上都能看到銀幕上的畫面,其原因是( )
A、光在銀幕上發生鏡面反射 B、銀幕向各個方向都發光
C、光在銀幕上發生了漫反射 D、以上說法都不對
9、在人向靠近平面鏡的方向移動時,他在鏡中像的大小將( )
A、逐漸變小 B、 逐漸變大 C、保持不變 D、.以上都有可能
10、下面四個選項中的哪一個「影」與其它三個不同( )
A、立竿見影 B、身正不怕影子歪 C、形影不離 D、杯弓蛇影
11、在光的折射中,下列說法中正確的是( )
A.折射光線一定向法線靠近 B.折射光線一定遠離法線
C.折射角一定大於入射角 D.折射角可能等於入射角
12、我國的潛水技術以達到世界先進水平,在潛水艇下潛行使時,為了能看到水面上的情況,必須有潛望鏡,通過這樣的潛望鏡看到物體的像是( )
A、倒立、等大的虛像 B、正立、等大的虛像
C、倒立、放大的實像 D、正立、縮小的實像
13、關於實像和虛像下列說法正確的是( )
A、實像能用光屏接收到,但不能用眼直接看
B、虛像是人的幻覺,實際沒有光線進入人眼
C、虛像能用人眼看到,但不能用光屏接收到
D、以上說法都不對
14、關於光的反射,下列說法正確的是( )
A、光的反射定律,只在射向光滑的平面時產生
B、光在兩種介質的界面上發生反射時,光的反射定率不成立
C、 光在漫反射時,不遵守光的反射定律
D、光在所有的物體表面上反射時,都遵守光的反射定律
15、漁民在叉魚時,為了能叉到魚,應使魚叉對准( )
A、所看到的魚。B、所看到魚的下方 C、所看到魚的上方 D、以上選項都不對
16、如圖所示為光線從空氣斜射入水中的光路圖,其中正確的是( )
17、下列各成語所反映的情景中,能說明光反射的是( )
A、鏡花水月 B、坐井觀天 C、海市蜃樓 D、立桿見影
18、下列說法正確的是( )
A、老花鏡對光線有會聚作用 B、 凹透鏡有兩個實焦點
C、 近視眼鏡片中央比邊緣厚D 凸透鏡的兩個焦點之間的距離叫焦距
19、要讓一支鉛筆跟它在平面鏡中的像在一條直線上,這支鉛筆跟平面鏡的夾角應是:( )
A、10° B、30°
C、45° D、90°
20、一束光線由空氣斜射入水中,當入射角增大時,折射角大小將( )
A. 不變
B. 逐漸減小
C. 逐漸增大,但總小於入射角
D. 逐漸增大,可能大於入射角
三、作圖。
1、根據平面鏡成像規律,畫出圖中AB在平面鏡中的像A′B′。
2、在圖中,已知入射光線AO和反射光線OB,畫圖確定平面鏡的位置MN。
3、畫出折射光線的大致方向。
四、簡答題。
1、請你用所學知識解釋「潭清疑水淺」。
2、為什麼汽車前面的擋風玻璃一般是傾斜安裝的?