基于改进的变分水平集和区域生长的图像分割方法的研究

针对水平集和区域生长方法都存在对噪声和初始边界敏感以及容易从弱边缘处泄露等不稳定的问题,提出了结合待分割目标灰度统计信息和图像梯度信息的水平集演化函数对水平集方法进行改进,并利用区域生长方法解决水平集方法对初始边界敏感的问题.分别用传统区域生长方法、阈值方法、GAC模型、C-V模型、Snake模型以及本文方法进行从腹部CT图像分割肝脏区域的实验比较,实验结果表明:本文方法不仅可以减少图像分割的时间,而且显著地提高了分割质量.

基于ARM的全数字多功能方波逆变焊机

研制了一种基于ARM(advanced RISC machines)全数字多功能方波逆变焊机,主电路采用双逆变结构,前级逆变电路选用全桥拓扑,后级逆变电路采用双半桥并联结构;以基于Cortex-M3内核的LM3S8971 ARM微处理器为核心,设计了焊接过程数字化控制系统;通过电流闭环控制和数字PID调节,实现前级逆变电路的恒流特性输出,同时对后级逆变电路进行数字化低频调制,获得多种电流波形输出;设计了基于ARM+CPLD双芯结构的数字化面板,实现了人机交互的数字化.结果表明,研制的多功能逆变焊机动态性能好、控制灵活、操作便利、设计合理可行.

水下焊接机器人智能潜水送丝系统的研制

文中针对水下机器人焊接的特点,研制了一种可用于水下熔化极气体保护焊的全数字智能潜水送丝系统.以数字信号控制器(DSC)级ARM CortexTM-M4架构的STM32F405RGT6微处理器为控制核心开发了全数字控制系统;设计了基于电机电枢电压负反馈的脉宽调制型半桥可逆斩波的送丝驱动电路,以补偿负载转矩变化带来的送丝速度的变化;开发了基于电涡流式接近开关的焊丝状态检测模块,实现了焊丝状态的非接触、实时监测.实验结果表明,所研制的系统能可靠地监测焊丝状态,在送丝软管状态变化的情况下能够均匀、稳定地送丝,送丝速度变化率小于±3.5%,远低于国家标准规定的数值.

近井地带润湿调控型清洗体系的构筑与性能评价研究

针对致密砂岩油藏在水相圈闭、残留工作液、胶质沥青质沉积及油膜黏附等造成的近井壁污染问题,以脂肪醇聚氧乙烯醚和马来酸酐合成了一种新型润湿调控剂(GX),通过红外光谱仪、核磁共振仪对GX进行结构表征,并探究了其在亲油岩石的表面活性及吸附行为。以GX为核心构筑了润湿调控型清洗体系,对该体系的油膜剥离性能、降黏性能、解除水相圈闭伤害性能及储层保护性能进行了综合评价。结果表明,GX将油水界面张力降为0.11 mN/m,水滴接触角由130.45°降至70.01°,说明GX可将亲油/疏水的岩石表面调控为弱亲水/水下疏油状态。清洗体系可以有效促使油膜脱落。

可视化人机交互系统的研制

针对数字化焊接电源人机交互需求,研制了一款可视化的人机交互系统。以基于Cortex-M3内核的ARM微处理器LM3S9B96为主控制器,以17.78 cm(7英寸)触摸显示屏AT070TN92为可视化人机交互的媒介,采用双图层TFT-LCD控制芯片RA8875作为液晶驱动器,实现了所有焊接参数的输入和过程状态信息的实时显示;开发了SD卡接口,实现了数据的可靠存储;设计了多种标准的通信接口电路,确保人机交互系统具备良好的可移植性和可扩展性。整个系统的人机界面友好,操作简单,稳定可靠。

水下弧焊机器人焊丝状态检测技术的研究

针对水下焊接机器人自动化焊接需求,研制了一种基于电涡流式接近开关的非接触式焊丝状态检测装置,实现了焊丝状态的非接触、实时监测。以ARM微处理器STM32F405RGT6和NPN常闭型电涡流式接近开关TCO-3040BL为核心,设计了完善的数字化检测电路;采用算数平均滤波算法和限幅滤波算法来提高采样精度和抗干扰能力。试验结果表明,该装置反应灵敏,检测耗时少于4 ms,检测端电压波动小,结果稳定、可靠,适应性强,能满足水下弧焊机器人实际应用要求。