基于改进残差网络的空纱筒识别模型

针对纺织车间背景复杂、纱筒种类多导致利用传统机器视觉识别空纱筒准确率低、模型参数量大的问题,设计了一种基于改进残差网络的空纱筒识别模型。该模型借鉴ResNet系列的模型结构,进行卷积核轻量化,改进经典的残差模块并加入SENet注意力机制,以达到提高检测空纱筒的准确率,减少模型参数的目的。最后通过数据增强,创建了适合工厂实际生产的纱筒数据集。实验结果表明:在消融实验中,应用SENet注意力机制可以提高3.86%的准确率,利用优化残差模块不仅减少了650%的模型参数还提高了1.22%的准确率。在原数据集的验证集上,改进模型的准确率为99.6%比ResNet-18模型高4.46%,与VGG-16和AlexNet相比提高了7.05%~9.41%。在增强的数据集上,识别模型的准确率都有了较大的提升,但改进模型的准确率变化不大,说明该模型的鲁棒性较好,不易受到样本不足的影响。改进模型的参数数量缩小到原模型参数数量的1/10左右,为嵌入式设备部署空纱筒识别模型提供了思路。

基于关键点检测的坐姿识别方法

针对直接应用深度学习分类算法所得模型泛用性较差的问题,提出了一种分两个步骤完成人体坐姿识别的方法。所提方法首先提取图片中人体上身关键点的坐标信息,在关键点检测环节采用高分辨率主干网络,并进一步改进了模型结构,在下采样环节中引入SE(Squeeze-and-Excitation)注意力机制,加强了空间位置特征的表达,取得了更高的检测平均精准度;然后采用随机森林算法对关键点进行坐姿分类。实验结果表明:所提方法识别准确率可以达到94%以上,并且在陌生场景下有更好的泛用性,能适应实际应用中复杂的人物环境。

小面积阴影对太阳电池输出功率的影响

由于鸟的排泄物、灰尘、落叶等因素的影响,小面积阴影在光伏系统中普遍存在。为了研究自然条件下,这类阴影对太阳电池实际输出功率的影响,利用单晶硅和多晶硅太阳电池进行了阴影影响测试。实测数据及分析结果表明:当这类阴影面积小于5 cm2时,基本不会对太阳电池的输出功率造成明显影响;而当阴影面积大于10 cm2时,太阳电池的输出功率将会出现较大幅度的降低,而且下降的幅度基本与阴影面积成线性关系,因此在光伏系统中应避免此类阴影;另外,相同面积的阴影在太阳电池单体表面的分布位置对输出功率基本没有影响。

光照入射角对太阳能电池输出功率的影响

为了研究在自然条件下,光照入射角对太阳能电池实际输出功率的影响,对单晶硅、多晶硅和非晶硅太阳能电池进行了不同倾角和方位角的测试实验,得到了太阳能电池转换效率关于倾角和方位角的对应关系,并用转换效率的变化曲线分析和说明光照入射角对太阳能电池输出功率的影响.

不同负载对太阳能电池输出功率的影响

利用直流电子负载对太阳能电池进行了恒压、恒流和恒阻三种模式下的测试,得到了太阳能电池的输出功率响应曲线,又用陶瓷电阻进行了恒阻模式下的测试和对比.实验结果表明,太阳能电池的输出特性随不同类型的负载变化趋势基本一致.通过比较得出了在利用直流电子负载进行太阳能电池特性测试时,恒压、恒流模式下的测试结果比较可信,恒阻模式下的测试结果存在突变现象,输出响应存在问题,不推荐使用;而在纯电阻的恒阻模式下,太阳能电池的输出特性与恒压、恒流模式下的测试结果一样可信.

机械式打结机纱线捕获状态检测方法

为解决机械式打结机在纱架上完成纱线接头时无法检测头线、尾线捕获状态的问题,提出一种基于图像像素点测量的检测方法。该方法结合机械式打结机工作原理,将集安装盒、相机模组和光源于一体的纱线检测识别系统,固定在风机和吸嘴之间的透明吸管上,然后通过小型嵌入式模块采集图像、处理图像、统计像素点、输出信号等流程实现低成本的纱线捕获状态检测。同时顶部安装相机模组,左右两侧安装光源,底部设计纱线通道,内部底板设计为左右均分的黑白背景,结构小巧、图像采集环境稳定。系统搭建后,对白色等8种纱线进行了捕获状态测试。结果表明:该方法检测效果好、识别率高,实现了模块化纱线捕获状态检测,不仅准确度高、成本低,而且安装方便,可实现生产推广应用。

基于机器视觉的空纱筒口定位方法

为实现换筒桁架机器人空纱筒口定位功能,提出一种深度学习与传统图像处理相结合的定位方法。首先通过改进的Yolov5模型框定图片中纱筒口的位置;然后利用Sobel边缘检测、阈值分割、滤波、闭操作处理框定区域的图像,并通过最小二乘法拟合得到空筒口径及中心坐标;最后利用单目相机小孔成像原理完成纱筒口的定位。结果表明:改进后的模型在检测准确率上达到99.2%,检测速度可达54.3帧/s,同时模型参数量减小到3.71 M,X轴、Y轴、Z轴方向的定位误差分别控制在1.3、1.9、0.7 mm以内,本文研究结果可满足换筒桁架机器人空筒口定位功能需求。

基于图像处理的纱线检测识别系统

为实现圆纬机自动上下料系统中纱线吸取状态的判别,提出一种基于图像处理的纱线检测识别系统。该系统通过设计小尺寸盒子,与低成本相机模组、补光灯一起组成专用拍照盒。利用拍照盒内部稳定的光照环境,保证纱线图像高质量获取以及防止外部环境干扰影响识别效果。工控机对纱线吸取前后的图像进行处理,得到其像素值,最后根据两幅图像像素变化值大小,判断纱线是否成功吸取。系统搭建后,分别对8种不同颜色常用纱线进行测试,模拟头线识别情况,以及对黑色和白色纱线进行测试,模拟头线、尾线识别情况。结果表明:该方法能检测识别各类纱线吸取状态,可应用于圆纬机自动上下料系统。

新型水位尺设计及图像识别方法研究

水雨情监测系统中,利用图像识别水位尺刻度采集水位已成为发展趋势。但是目前大面积使用的常规标准水位尺,存在反光严重、图像采集效果差、水位尺刻度不易识别以及对处理器配置要求高等问题,导致图像识别水位尺刻度采集水位的成本居高不下,至今无法实现大面积推广应用。利用圆形、正方形和三角形易识别的特点设计新型水位尺,并进行理论计算分析以及图像识别水位算法研究、测试。试验结果表明:新型水位尺的抗干扰能力强,图像识别效果好,处理速度快,成本大幅降低,具有推广价值。

插管式机器人空管状态检测方法

针对利用插管式机器人在巡视络筒机设备时,存在无法检测储管纱圆盘均匀排布孔内是否存在管纱的问题,提出了一种基于图像识别的空管状态检测方法。结合络筒机及插管式机器人工作机制,将集嵌入式控制系统、相机模组于一体的空管检测机构固定在竖直机械立柱上,并随插管式机器人做水平往复直线运动。嵌入式控制系统通过捕获插管式机器人发送的锭位信号,实现该锭位储管纱圆盘图像采集,通过学习、调节、分块定域、矫正等准备环节及分级处理环节进行图像处理,并将处理后各均匀排布孔内管纱的实时情况经由通信接口传输至插管式机器人。最后搭建实验平台,进行空管状态检测稳定性测试。结果表明,本文方法检测效果稳定、准确度高,且成本低、安装简单,便于实际工程应用。

纬编针织机编织过程中三角振动响应特性

纬编针织机编织过程中工作状态及故障的实时检测对提高其编织性能和稳定性具有重要意义,为解决单一品种执行器工作状态实时检测通用性差,无法保证纬编针织机终端控制环节准确等问题,结合纬编针织机编织过程中织针与三角的动作工艺,搭建其编织过程三角振动响应特性测试平台,得到在不同转速和不同针法下三角振动响应特性(振幅、频率)与转速、出针方式的数学关系。结果表明,测试平台可适用于各品种纬编设备,且可从设备的控制终端——织针的出针方式实现其编织过程中工作状态及故障的实时检测,对从振动层面提高纬编针织机稳定性具有一定借鉴意义。

针织智能车间自动换筒任务调度技术

在圆型纬编针织智能车间中,为实现针织换筒机器人自动换筒的合理调度,保证纱筒更换效率,提出一种考虑纱筒余纱量的针织换筒机器人换筒任务调度方法。基于纱筒余纱量、换筒任务响应时间、换筒任务总路径和圆机生产连续性等约束结合纱筒更换时序要求和换筒机器人运行速度,建立了以改进遗传算法为核心的针织换筒机器人自动换筒任务调度模型。基于换筒工序改进启发规则,对针织自动换筒任务进行选择排序,优化算法在排序生产和换筒路径规划中的合理性,提升换筒效率。实验测试表明,基于纱筒余纱量约束改进的遗传算法换筒效率优于单纯按空纱筒时间依次排序的算法,效率提升40%左右,且算法前期的收敛速度优于传统遗传算法,提升50%左右,对促进针织生产全流程自动化、换筒工序智能化发展具有实际的参考价值。

基于轻量化网络和知识蒸馏的纱线状态检测

为准确识别导纱管内纱线数量与种类,保证纱线打结有序进行,提出一种基于卷积神经网络的纱线分类方法。首先,将采集到的3500张图片分为训练集2800张和测试集700张,再从训练集中划出560张作为验证集;其次采用叠加深度可分离卷积构建轻量化的自搭建学生网络。为克服学生网络准确率低、泛化性能弱等缺陷,采用迁移学习与知识蒸馏的组合训练方式对自搭建网络进行训练,将最终训练得到的学生网络权重进行移动端部署应用。实验结果表明:在PC端上对自搭建学生网络采取组合训练方式有效,在移动端上单根纱线识别概率在70%以上、双根纱线为80%以且纱线检测平均准确率达98.86%。为针织行业有关纱线的检测与识别提供了新思路。

圆纬机自动割布机械手的设计与研究

对圆纬机自动割布机械手进行设计与研究,自主研发一种以SCARA机器人为基础的水平关节机械手。在SolidWorks软件中对机械手进行设计建模和优化,利用ANSYS软件对大臂进行静力学分析;采用D-H算法建立割布机械手运动学方程,得出末端位置正反解;利用SolidWorks软件生成二维图纸进行加工装配,搭建圆纬机割布机械手装置;根据割布工作要求,设计自动割布机械手控制系统;进行割布成功率与切口质量试验。结果表明:在一条布或两条布工况下,该圆纬机割布机械手割布成功率达100%,割布时间缩小到6 s,切口质量相比手工更平整,成本更低,自动化程度高,完全可以替代人工,具有良好应用价值。

基于COMSOL的圆纬机电磁选针器特性分析

针对现有电磁选针器长时间工作存在发热及电磁力降低等问题,提出一种基于COMSOL的电磁热耦合仿真方案。通过COMSOL多物理场耦合能力对短时间内电磁热耦合进行仿真,得出电磁选针器各发热部分平均时间损耗并将其作为热源,然后利用温度场进行单物理场仿真,得到长时间工作状态下电磁选针器温升曲线。最后通过对脉冲电压脉宽、塑料骨架结构、线圈匝数、外部冷却条件等参数进行调整,优化电磁选针器发热状况,并增强选针器电磁力等性能。仿真结果表明,磁保持电磁选针器正常工作下饱和温升约20.00℃,经优化后,温升下降约5.81%,同时电磁力也有一定提升。

替格瑞洛治疗冠心病的效果及导致消化道出血的情况研究

目的:探讨用替格瑞洛治疗冠心病的效果及导致患者发生消化道出血的情况。方法:选取沭阳县中医院心内科在2018年5月至2019年6月期间收治的80例冠心病患者作为研究对象。将其随机分为替格瑞洛组和氯吡格雷组(40例/组)。为替格瑞洛组患者采用替格瑞洛进行治疗,为氯吡格雷组患者采用氯吡格雷进行治疗。然后比较两组患者治疗的有效率和消化道出血等不良反应的发生率。结果:替格瑞洛组患者治疗的有效率高于氯吡格雷组患者,其消化道出血等不良反应的发生率低于氯吡格雷组患者,P<0.05。结论:用替格瑞洛治疗冠心病可取得较好的临床疗效,能够显著改善患者的临床症状,且不易导致其发生消化道出血,安全性较高。

垃圾桶提升机结构改进与控制系统设计

为了满足厨余垃圾处理设备的工作需求,对厨余垃圾处理设备中垃圾桶提升机进行结构优化与控制系统设计,设计了基于三菱控制器的垃圾桶提升机。通过SolidWorks软件对提升机结构进行设计、建模和改进;进行受力分析和液压缸的选型计算;通过ANSYS Workbench软件对液压缸进行静力学分析;设计提升机的电气与液压控制系统;最后对改进前后的提升机进行对比实验。结果表明:改进后的提升机经过计算和安全校核,与厨余垃圾处理设备集成到一个控制器上进行控制,工作稳定、可靠;单人操作平均耗时较改进前减少9 s左右,大大提高了厨余垃圾处理设备的工作效率。

雷达流量站在线监测系统的设计与实现

随着水利部门对河流、渠道水文监测的要求不断提高,流量在线监测已经成为急需解决的问题,因此设计了一种基于RG30雷达流速仪的流量在线监测系统。可以利用太阳能电池和市电作为供电电源,通过遥测终端定时采集流速、水位数据并根据流量模型计算流量数据,然后将流速、水位、流量数据通过无线传输模块上传至监控中心数据库,通过软件平台显示数据。在象山县隔溪张水库渠道进行安装,试验表明系统运行稳定,数据测量准确。

农村饮用水安全监测系统的研究与应用

为了解决农村饮用水管理难的问题,根据农村供水站的现场环境、配套设施以及管理需求,研究开发了一套农村饮用水安全监测系统。利用信息化手段采集供水站的日常运行情况,并将数据实时上传至监控中心服务器,利用农村饮用水管理平台进行数据显示、统计、导出等。在浙江省余姚市进行了大量试点,监测系统运行稳定可靠,管理效率提高。

农村供水站管理中图像抓拍装置的设计与实现

针对农村供水站标准化建设试点中,无线图像抓拍时存在的使用移动侦测功能图像抓拍数量过多造成用户查看数据不方便以及大大增加流量成本的现象,以及使用定时抓拍功能经常拍不到管理人员进门导致抓拍效果不佳的情况,提出并设计了一种基于门磁开关的图像抓拍装置,同时通过计算分析得出门扇开度为60.00°,支架尺寸为50.00 cm的最佳安装条件,最后通过现场测试证明该装置能够实现一次开门或关门仅抓拍一次图像,有效解决之前存在的问题,结构合理、成本低、安装方便、运行稳定,抓拍效果良好,能够很好地满足用户需求,在农村供水站的标准化建设和安全管理中具有推广价值。