结合轻量化YOLOv5s的动态视觉SLAM算法

针对视觉SLAM在真实环境中易受车辆、行人等运动物体影响而导致位姿估计降低的问题,提出一种结合轻量化YOLOv5s的动态视觉SLAM算法,将改进的轻量级YOLOv5s作为目标检测算法用于判断运动物体;结合提出的动态特征点剔除方法,剔除动态特征点,仅采用静态特征点进行位姿估计和地图跟踪。在TUM数据集进行实验,相较于ORB-SLAM3算法,改进后的算法在高动态序列上的位姿估计精度分别提升了89.29%、65.34%、94.42%,结果表明改进后的算法能够有效剔除动态特征点,提高了视觉SLAM算法在动态环境下的位姿估计精度和定位精度。

航拍绝缘子自爆缺陷的轻量化检测方法

为了精准识别、定位架空输电线路中航拍绝缘子串的自爆缺陷,提出一种轻量化检测方法MDD-YOLOv3。首先将YOLOv3主干网络残差单元中的普通卷积替换为深度可分离卷积,设计主干网络D-Darknet53,在网络检测精度微降的情况下,大幅提升网络的检测速度。特征挖掘模块中,设计了Dense-SPP模块,Dense-SPP和它前后串联的卷积特征提取层能充分挖掘自爆缺陷的全局和局部特征,提高网络对自爆缺陷的特征表达能力。最后构建了四维度预测层,能充分提取自爆缺陷的位置、纹理和语义等信息,提高网络的小目标检测性能。仿真实验表明,MDD-YOLOv3对绝缘子的检测精确度达到96.1%,检测速度达到36帧/s,相比YOLOv3,检测精确度和速度分别提升了4.0%和28.6%。研究结果证明所提方法可以在复杂背景下快速且精准的识别和定位绝缘子缺陷。

基于OPC UA的数字孪生矿井提升系统信息模型研究

针对矿井提升系统中子系统种类多、设备类型繁杂、数据多源异构,具有语义不同且碎片化的特点,提出了一种基于OPC UA的数字孪生矿井提升系统信息模型构建方法。首先建立了基于OPC UA的数字孪生数据集成体系架构,根据OPC UA建模规则构建矿井提升机系统信息模型,然后通过建模工具UaModeler生成XML描述文件,通过搭建OPC UA服务器将信息模型结构数据与属性集映射在OPC UA地址空间。最后利用OPC UA客户端工具UaExpert连接服务器对信息模型进行测试。结果表明:基于OPC UA的数字孪生矿井提升系统信息模型可以实现多源异构数据的虚实映射,获取信息模型结构与对象数据,实时在数字孪生可视化平台上显示,验证了信息模型的有效性,为矿井提升数字孪生系统提供数据交互服务,实现矿井提升系统的状态监控,故障预警等。

中国可降水量时空分布及其变化趋势分析

为了探究2003—2021年中国可降水量时空分布及其变化趋势特点,采用美国国家航空航天局地球观测系统卫星Aqua上AIRS探测仪反演的AIRS3STM中可降水量数据,通过线性拟合、Mann-Kendall检验和经验正交函数分析法,分析其时空变化影响因素。结果表明:(1)中国日间、夜间年际可降水量呈上升趋势,日间上升速率为0.044 (kg/m^(2))/a,夜间上升速率为0.062 (kg/m^(2))/a,并得出日间、夜间突变点发生时间分别是2014年和2008年。(2)中国日间、夜间四季变化均为上升趋势,夏季变化速率最大,春季、冬季变化速率较低,仅日间夏季和夜间的夏、秋和冬季通过了α=0.05的显著性检验。(3)中国日间可降水量和地表温度空间分布与纬度呈负相关,纬度越低,可降水量、地表温度越高,华南地区可降水量较高,西北地区偏低,利用EOF分析法选取部分典型区域也验证了以上规律。(4)可降水量与地表温度呈正相关,地表温度越高,其上升趋势越明显。研究成果对中国的气候、地形分布以及自然灾害预警均有一定参考意义。

光纤二次套塑车间数字孪生系统的构建与应用

为解决目前光纤二次套塑车间智能化、数字化程度低的问题,提出基于数字孪生(digital twin,DT)的光纤二次套塑车间三维可视化监控与故障诊断的方法。面向光纤二次套塑车间设备,结合车间生产工艺和设备运行机理,对光纤二次套塑车间进行全物理属性的数字化建模,构建虚拟孪生场景。通过数据的交互传递实现虚拟车间和物理车间的实时映射,虚实交互可以实现对光纤二次套塑车间设备可视化、智能化操控。通过建立Unity3D与MySQL数据库的连接,对孪生数据进行存储。以某光纤二次套塑车间为应用对象,设计并开发了光纤二次套塑车间数字孪生系统,验证了所提方法的有效性。

基于多任务判别器的图像阴影去除算法

针对现实生活中存在的阴影对于计算机视觉任务产生不利影响,现有图像阴影去除算法有效性与准确性低的问题,提出了一种基于生成对抗网络的阴影去除方法.该方法主要包括两个部分,采用了U-Net网络结构作为生成器部分的网络,用来提取图像中的有效信息,同时在生成器网络中引入自注意力机制,提高网络对阴影区域特征的关注度;采用多任务网络结构的判别器,通过对生成器生成图像的整体区域、局部区域以及与约束条件的匹配程度,进行多方面的鉴别,用来提升判别器鉴别能力,进而督促生成器,生成更加符合真实情况的无阴影图像.该方法在公开数据集ISTD上进行实验,实验结果表明所提方法在图像的结构相似性上以及峰值信噪比方面均有所提升.

2001―2021年东亚地区CTP时空模态特征分析

基于2001年1月至2021年12月期间MODIS和AIRS遥感反演数据,利用经验正交函数(EOF)、MK趋势分析、最小二乘法等方法研究了东亚地区近21年的云顶气压(CTP)时空模态特征及变化趋势。结果表明:东亚地区CTP从东北到西南呈逐渐递减趋势;四季变化差异性较大,呈现“√”字型变化,表现为冬季气压值最高、夏季最低;受地理位置和纬度带影响,CTP的高值区在一年四季均分布在东北地区上空,低值区始终位于青藏高原地区。在中国的广西、广东和缅甸、印度等地属于热带季风区,在冬季受干冷气流的影响,容易形成CTP高值区。东亚地区主要以中云分布为主,低云区主要集中在中国东北、京津冀、朝鲜半岛和中纬度海洋地区,在中国中原地区、南方地区(广西、广东和长江中下游各省地区)以及新疆部分地区以中云为主,高云主要出现在中国青藏高原和塔克拉玛干沙漠。通过趋势分析发现,在2001年至2021年间,CTP在中国的新疆、印度半岛、缅甸、蒙古和贝加尔湖等区域呈现较高的增长趋势,而在中国的青藏高原、南部沿海等部分区域以及东部海域均呈较明显的下降趋势。东亚地区部分区域的CTP与地表温度、湿度、水汽和云量均呈现较为显著的相关性,因此CTP的变化可以在一定程度上反应区域性天气变化情况。

基于数字孪生的煤矿机器人锂电池SOC评估方法

针对煤矿机器人锂电池的荷电状态(SOC)实时监控困难和安全管理问题,提出了一种基于数字孪生的煤矿机器人锂电池SOC估计模型.首先,搭建了基于数字孪生的煤矿机器人锂电池SOC估计模型;其次,将锂电池充电时的电压、电流作为数字孪生模型的模拟参数,利用遗传算法优化BP神经网络模型,建立并优化锂电池充电时的电压、电流与SOC之间的关系,实现对数字孪生模型的更新及煤矿机器人锂电池数字孪生模型的SOC估计;最后,对两种不同的锂电池进行SOC估计实验,同时对比传统BP神经网络与基于GA-BP的数字孪生模型实验结果,发现所提模型模拟得到的SOC估计值明显优于传统BP神经网络,实验结果误差小,表明了该方法的有效性,对于煤矿机器人锂电池的科学管理具有重要意义.

无线传感器网络二阶一致性时间同步

考虑到在无线传感器网络中,新节点的加入或老节点的死亡均会导致拓扑呈动态变化,该文研究一种完全分布式二阶一致性时间同步(Second-Order Consensus Time Synchronization,SOCTS)算法。将节点的时钟特性建模成二阶状态方程,按照伪同步周期广播节点的本地虚拟时间,根据邻居节点的本地虚拟时间的不一致来构造同步控制输入;通过坐标变换将网络的一致性时间同步问题转化为变换系统的稳定性问题,理论分析了SOCTS算法的收敛性和收敛条件,并研究了影响SOCTS算法收敛速度的因素。通过数值仿真实验验证了所提方法的有效性。

基于膜计算的煤矿井下机器人路径规划算法

现有煤矿井下机器人路径规划算法采用固定步长和串行方式生成路径,存在成功率低、实时性差、效率低下等问题。将膜计算(MC)与Informed RRT*算法相结合,提出了一种煤矿井下机器人路径规划算法,即MC-IRRT*算法。该算法分为快速连通和路径寻优2个阶段。在快速连通阶段,构建多步长细胞型膜结构,根据空间区域的大小来调整步长:在可行空间较大的区域采用大步长搜索,加快搜索速度;在狭小的空间使用小步长搜索,使搜索空间更加精细,提高狭小空间路径搜索成功率。在路径寻优阶段,构建多采样点细胞型膜结构,通过多个基本膜并行计算,同时在多个椭圆区域内并行搜索最短可行路径,以节省时间,提高路径优化效率。简单场景实验结果表明,与Informed RRT*算法相比,MC-IRRT*算法在快速连通阶段和路径寻优阶段的搜索效率分别提高了76%,40%。复杂场景实验结果表明:RRT*算法和Informed RRT*算法路径规划失败,PQ-RRT*算法和MC-IRRT*算法均能成功寻得可行路径;与PQ-RRT*算法相比,MC-IRRT*算法的速率提高了12.79%,规划的路径长度缩短了8.18%;MC-IRRT*算法不仅可以迅速通过较窄可行区域,而且在路径转折处可以选择使用较小步长,使路径更加平滑。

基于PROFIBUS-DP总线的压风机监控系统

为了保证矿用压风机系统安全高效地运行,对矿用压风机进行了监视与控制。提出了基于PROFIBUS-DP现场总线的监控系统结构,采用3层网络结构对矿用压风机进行监视与控制。详细介绍了监控系统的软、硬件设计和实现。

矿井提升机远程监控系统的设计与实现

矿井提升机远程监控是煤矿信息化管理中的一个重要分支,目前大部分矿井提升机都具有现场通信接口,通信协议多数采用PROFIBUS协议。针对这类矿井提升机,文章给出了基于以太网的矿井提升机远程监控系统的设计过程,利用地面现有的网络线路,在调度室通过工业控制计算机和组态软件实现对矿井提升机的远程监控和自动化管理的目标。

物联网技术下带式输送机多机功率平衡控制

针对目前煤矿多电动机驱动带式输送机对多机功率平衡控制的需求,结合变频调速和物联网技术,提出了一种带式输送机多机功率平衡控制方法,研究了控制系统结构及控制原理。该方法采用变频器调节电动机转速,通过执行器/传感器节点检测电动机转速和定子转矩电流T轴分量,并将检测数据以无线通信方式传输给邻居节点;执行器/传感器节点基于电动机转速和定子转矩电流T轴分量的不一致性来构造控制输入,用于调节变频器给定转速,并通过转速微调实现电动机转速或转矩不一致情况下的多机功率平衡。试验结果验证了该方法可在负载不平衡和负载突变情况下实现多机功率平衡。

一种基于簇策略的物联网6LoWPAN报头压缩技术

针对物联网基于IPv6的低功耗无线个域网6LoWPAN报头压缩技术中的LoWPAN_HC1和LoWPAN_HC2对于全局地址和多播地址的作用非常有限,而LoWPAN_IPHC存在广播通信无方向性、冗余的网络通信消耗等问题,提出了一种基于簇策略的物联网6LoWPAN报头压缩方法 LoWPAN_CIPHC。该方法采用簇的策略细化报头压缩目的地址与源地址,既可以使内部网络通信路径最优,又方便控制广播区域。测试结果表明,与LoWPAN_IPHC相比,LoWPAN_CIPHC能够在不增加运算的情况下,减少网络通信消耗。

基于Vague集理论的课堂教学评价研究

Vague集理论是经典模糊集理论的推广,它完备地描述了模糊信息。针对大学课堂教学评价的必要性和主观模糊性,利用Vague集理论优势,定义了优势指标、加权优势函数概念,提出了科学合理的基于Vague集理论的大学教学评价方法,阐述了基于Vague集理论的课堂教学评价。

新型直流PWM传动系统

介绍了新型直流PWM传动系统的设计 ,系统主要由 87cl96MC单片机和智能功率模块PM2 5RSB12 0构成。实践证明该系统具有高可靠性和良好性能。

智能功率模块PM25RSB120在变频调速中的应用

介绍智能功率模块PM25RSB120的特性和内部结构。

井下带式输送机集中监视与控制系统

为了保证井下带式运输系统安全高效地运行 ,对井下带式输送机进行了集中监视与控制。集中监视与控制系统由 2级计算机组成 ,上位机是工业控制计算机 ,主要完成智能化的后台管理和实时显示运行信息等功能 ,下位机是可编程控制器 ,主要完成现场信号和数据的采集及实时控制。

带PROFIBUS-DP接口的智能变频器开发

采用模块化设计思想 ,设计并实现了一个带 PROFIBU S- DP接口的智能变频器。该变频器中采用新型专用通讯接口芯片 SPC4 ,构成 PROFIBU S- DP总线中的一个智能从站 ,使用 Intel公司专门为三相交流电机控制开发的 80 c196 MC单片机作为变频部分的控制核心 ,使用智能功率模块 PM10 0 CSA12 0作为逆变器 。

《模拟电子技术》课程教学质量的改革与实践

随着教学改革的不断深入,各高校在《模拟电子技术》课程教学中进行了不同程度的改革。结合本校实际情况,按照教育部提出的素质教育改革的要求,从教学内容、教学方法、教学手段、考试方式等方面进行了改革。通过实施多种教学改革,全面提高了《模拟电子技术》课程教学质量。