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基于激光雷达的隧道轮廓拟合方法研究
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作者 贺小琼 肖世德 +2 位作者 赖焕杰 田怀文 熊鹰 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2023年第7期70-74,共5页
针对电气化铁路隧道轮廓顶部打孔和安装吊柱的作业需求,提出了一种基于激光雷达的铁路隧道轮廓拟合方法。采用激光雷达实时扫描隧道顶部轮廓,获得轮廓的点云数据,设计了以正交函数作基函数的最小二乘拟合算法与点云滤波算法,完成了隧道... 针对电气化铁路隧道轮廓顶部打孔和安装吊柱的作业需求,提出了一种基于激光雷达的铁路隧道轮廓拟合方法。采用激光雷达实时扫描隧道顶部轮廓,获得轮廓的点云数据,设计了以正交函数作基函数的最小二乘拟合算法与点云滤波算法,完成了隧道轮廓点云数据的拟合,得到了隧道轮廓的拟合曲线方程,对拟合误差进行了初步分析,并将拟合轮廓与真实轮廓进行对比。实验结果表明:该方法能较好地拟合出隧道轮廓,为电气化铁路隧道自动化施工作业提供一种新的方法。 展开更多
关键词 隧道轮廓 激光雷达 曲线拟合 点云数据
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改进的EfficientDet及直方图均衡化的工件检测算法研究
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作者 石林坤 田怀文 杨玉洁 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2023年第9期1445-1454,共10页
针对流水线加工作业环境下工业机器人对工件检测及定位率较低,速度慢等问题,提出基于改进的EfficientDet工件检测神经网络模型。采用EfficientNet作为主干特征提取网络,利用Triplet Attention注意力机制代替原始的SE Attention机制,同... 针对流水线加工作业环境下工业机器人对工件检测及定位率较低,速度慢等问题,提出基于改进的EfficientDet工件检测神经网络模型。采用EfficientNet作为主干特征提取网络,利用Triplet Attention注意力机制代替原始的SE Attention机制,同时借鉴循环特征融合思想,采用Recursive-BiFPN循环特征融合网络结构。针对正负样本不均等问题,采用generalized focal loss改进原始focal loss损失函数。考虑到机械加工特定生产环境,采用直方图均衡化思想对数据进行对比度提高。最后利用工业相机建立自制数据集并进行模型训练,在复杂工业生产情况下,改进后的EfficientDet在mAP上较原始网络提高6.1%,同时速度提高到72帧/s。最后实验结果表明,该算法在生产环境下能快速准确地对工件进行定位检测,为实际生产需要提供新的解决思路。 展开更多
关键词 工件检测 EfficientDet模型 Triplet Attention generalized focal loss
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基于YOLOv3的雾天道路目标检测
3
作者 蒲虹林 田怀文 乐思显 《计算机与数字工程》 2023年第9期2119-2124,共6页
目前道路目标检测算法研究多基于正常天气,对雾天场景下道路目标检测研究较少,故提出一种基于YOLOv3的雾天道路目标检测算法。为提高检测设备在恶劣天气下对道路目标的检测能力和检测速度,利用改进后的金字塔池化结构构建去雾模块,并将... 目前道路目标检测算法研究多基于正常天气,对雾天场景下道路目标检测研究较少,故提出一种基于YOLOv3的雾天道路目标检测算法。为提高检测设备在恶劣天气下对道路目标的检测能力和检测速度,利用改进后的金字塔池化结构构建去雾模块,并将其嵌入至YOLOv3目标检测网络中;引入通道注意力机制,提高DarkNet53的图像特征信息提取能力;增加一层检测层提高小目标物体检测能力,实现了一种去雾网络和检测网络联合优化的道路目标检测网络A-YOLOv3。利用大气散射模型和图像景深信息自制雾天道路数据集S-KITTI并将其用于实验验证,实验结果表明:通过改进优化使得模型检测精度从65.22%提升至72.5%。 展开更多
关键词 YOLOv3 金字塔池化 雾天 联合优化
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盾构刀盘数字化集成设计研究 被引量:2
4
作者 田怀文 梁铃 布申申 《华东交通大学学报》 2020年第3期127-134,共8页
传统方式对复杂的盾构刀盘参数化模型进行结构分析与优化时,需要大量的手动干预,整个分析过程冗繁且效率低下。针对这一缺陷,提出刀盘结构参数化设计和自动分析与优化的方法。基于参数化盾构刀盘建模系统,通过建立简化规则和评判标准,... 传统方式对复杂的盾构刀盘参数化模型进行结构分析与优化时,需要大量的手动干预,整个分析过程冗繁且效率低下。针对这一缺陷,提出刀盘结构参数化设计和自动分析与优化的方法。基于参数化盾构刀盘建模系统,通过建立简化规则和评判标准,自动实现盾构刀盘参数化模型简化;应用二次开发原理与数据库技术,开发SolidWorks与ANSYS之间的通用化信息接口,实现参数化设计和有限元分析一体化的功能。算例运行表明:通过输入关键参数,所开发的试验系统不仅可完成整个盾构刀盘的结构设计,而且还能实现其模型的结构分析与结构优化,极大地减少了产品设计和优化的工作量,缩短了其研发周期。 展开更多
关键词 盾构刀盘 参数化设计 结构分析 结构优化
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基于ANSYS Workbench的停车顶检测车底架优化设计 被引量:5
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作者 布申申 田怀文 周杰 《计算机与数字工程》 2021年第4期822-827,共6页
运用三维设计软件SolidWorks建立了停车顶检测车底架的参数化模型,利用ANSYS Workbench软件对原有底架进行了静力学分析和形状优化设计,然后建立尺寸优化设计数学模型,对底架进行了响应面分析和灵敏度分析,运用多目标遗传算法(MOGA)对... 运用三维设计软件SolidWorks建立了停车顶检测车底架的参数化模型,利用ANSYS Workbench软件对原有底架进行了静力学分析和形状优化设计,然后建立尺寸优化设计数学模型,对底架进行了响应面分析和灵敏度分析,运用多目标遗传算法(MOGA)对形状优化后的模型进行了尺寸优化设计,两次优化设计后的底架,质量降低了34%,实现了检测车底架结构的轻量化设计,节约了搬运过程中的人力物力,降低了工程造价,同时为以后类似结构的设计提供了参考依据。 展开更多
关键词 参数化模型 ANSYS Workbench 多目标遗传算法(MOGA) 优化设计
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电机定子自动上料检测系统设计 被引量:1
6
作者 郝晓东 田怀文 王佰辉 《机械》 2018年第6期70-74,共5页
为降低工人劳动强度、改善工作环境、避免工人生产事故,同时提高生产效率和产品质量,研发电机定子自动上料检测系统,以实现电机定子的自动上料以及检测。在分析现有工作流程的基础上,设计出一套结合PLC、触摸屏、工业机器人为一体的系... 为降低工人劳动强度、改善工作环境、避免工人生产事故,同时提高生产效率和产品质量,研发电机定子自动上料检测系统,以实现电机定子的自动上料以及检测。在分析现有工作流程的基础上,设计出一套结合PLC、触摸屏、工业机器人为一体的系统。通过分析工作流程以及现有的电机定子检测方法,利用西门子SIMATIC Manager,雅马哈VIP+编写SFC控制程序和工业机器人控制程序,用威纶Easy Builder Pro设计人机界面,结合现有插纸装置,实现电机定子的自动上料和检测。 展开更多
关键词 PLC 触摸屏 电机定子 工业机器人 SFC
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基于Hough变换及卷积神经网络的工程图图线识别技术及应用研究
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作者 石林坤 田怀文 蒲虹林 《科技创新与应用》 2022年第16期9-16,共8页
针对手绘工程图与设计自动化之间的矛盾、工程图图线语义较为丰富难以识别等问题,提出一种基于Hough变换及卷积神经网络的工程图图线识别技术。对扫描设备采集到的工程图预处理后,利用Hough变换检测工程图中直线,结合RANSAC(Random Samp... 针对手绘工程图与设计自动化之间的矛盾、工程图图线语义较为丰富难以识别等问题,提出一种基于Hough变换及卷积神经网络的工程图图线识别技术。对扫描设备采集到的工程图预处理后,利用Hough变换检测工程图中直线,结合RANSAC(Random Sample Consensus)算法及最小二乘法进行直线拟合,检测出正确直线。根据曲线特征,使用形态学开闭运算及漫水填充算法检测并分离图像中的曲线。采用卷积神经网络对各工程图生成的图线ROI进行图线线型分类,其分类准确率达到98.96%。最后结合工程制图类课程试卷自动评阅需求,在图线识别算法的基础上添加坐标转换算法及曲线一致性判断,对30份试题答案进行自动评分。其评分结果与人工评分结果差距在10%以内,证明文章算法的可行性。 展开更多
关键词 工程图 图线识别 HOUGH变换 RANSAC算法 卷积神经网络 自动评分
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盾构刀盘参数化有限元分析模型的自动构建
8
作者 梁铃 田怀文 张明尧 《计算机与数字工程》 2020年第5期1065-1071,共7页
传统方式对复杂的盾构刀盘参数化模型进行有限元分析时,需要大量的手动干预,整个分析过程冗繁且效率低下。针对这一缺陷,提出有限元分析模型自动构建的方法,即简化盾构刀盘模型并对其进行模型评价后可自动生成有限元分析模型。基于盾构... 传统方式对复杂的盾构刀盘参数化模型进行有限元分析时,需要大量的手动干预,整个分析过程冗繁且效率低下。针对这一缺陷,提出有限元分析模型自动构建的方法,即简化盾构刀盘模型并对其进行模型评价后可自动生成有限元分析模型。基于盾构刀盘参数化设计系统,应用二次开发原理与数据库技术,增添了SolidWorks与ANSYS之间通用化的自动接口,实现了参数化设计和有限元分析一体化的功能。通过有限元模型的构建实例表明:只需在交互式界面输入关键参数,不仅可完成整个盾构刀盘的设计,而且还能实现有限元分析模型的自动构建,极大地减少了产品设计和优化的工作量,缩短了其研发周期。 展开更多
关键词 盾构刀盘 有限元分析 模型简化 二次开发
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基于手绘工程图离线识别的预处理研究
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作者 李春晓 田怀文 +1 位作者 刘奇 陈俊光 《机电工程技术》 2020年第11期96-99,共4页
在进行手绘工程图预处理研究时,发现图像获取过程中主要存在干扰噪声、透视变形和光照不均等3个主要问题。通过分析问题来源及产生的影响,详细阐述解决方案,比较不同算法处理效果,最终选择中值滤波、透视校正和基于HSV空间转换方法解决... 在进行手绘工程图预处理研究时,发现图像获取过程中主要存在干扰噪声、透视变形和光照不均等3个主要问题。通过分析问题来源及产生的影响,详细阐述解决方案,比较不同算法处理效果,最终选择中值滤波、透视校正和基于HSV空间转换方法解决上述问题,同时采用局部阈值法消除光照阴影对二值化过程的影响,并进行实验分析,从而实现最优预处理流程的设计。 展开更多
关键词 预处理 中值滤波 透视校正 HSV空间 局部阈值法
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Exploring Local Regularities for 3D Object Recognition
10
作者 tian huaiwen QIN Shengfeng 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第6期1104-1113,共10页
In order to find better simplicity measurements for 3D object recognition, a new set of local regularities is developed and tested in a stepwise 3D reconstruction method, including localized minimizing standard deviat... In order to find better simplicity measurements for 3D object recognition, a new set of local regularities is developed and tested in a stepwise 3D reconstruction method, including localized minimizing standard deviation of angles(L-MSDA), localized minimizing standard deviation of segment magnitudes(L-MSDSM), localized minimum standard deviation of areas of child faces(L-MSDAF), localized minimum sum of segment magnitudes of common edges(L-MSSM), and localized minimum sum of areas of child face(L-MSAF). Based on their effectiveness measurements in terms of form and size distortions, it is found that when two local regularities: L-MSDA and L-MSDSM are combined together, they can produce better performance. In addition, the best weightings for them to work together are identified as 10% for L-MSDSM and 90% for L-MSDA. The test results show that the combined usage of L-MSDA and L-MSDSM with identified weightings has a potential to be applied in other optimization based 3D recognition methods to improve their efficacy and robustness. 展开更多
关键词 stepwise 3D reconstruction localized regularities 3D object recognition polyhedral objects line drawing
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慕课与项目式教学相结合的工科类课程教学模式探索 被引量:51
11
作者 罗大兵 张祖涛 +1 位作者 潘亚嘉 田怀文 《高等工程教育研究》 CSSCI 北大核心 2020年第2期164-168,共5页
慕课等在线课程的快速发展给高校课堂教学带来了巨大冲击和挑战,基于慕课的混合式教学改革被不断尝试,然而多数工科类课程改革没有摆脱偏重理论知识传授的弊端。针对慕课快速发展的时代背景和传统工科类课程对实践教学重视不足,在欧美... 慕课等在线课程的快速发展给高校课堂教学带来了巨大冲击和挑战,基于慕课的混合式教学改革被不断尝试,然而多数工科类课程改革没有摆脱偏重理论知识传授的弊端。针对慕课快速发展的时代背景和传统工科类课程对实践教学重视不足,在欧美项目式教学启发下,提出慕课线上学习与项目式教学相结合的工科类课程教学模式。"机械设计"课程教学实践显示,该模式既可弥补传统工科类课程教学中学生创新实践能力培养的缺乏,又可避免项目式教学中学生知识体系不完善的问题。 展开更多
关键词 慕课 项目式教学 工科课程 实践能力 教学模式
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可量化的知识与能力融合的教学体系探索 被引量:1
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作者 丁国富 马术文 +1 位作者 张剑 田怀文 《高等工程教育研究》 CSSCI 北大核心 2022年第6期62-69,共8页
基于产出导向的教学评价是当前专业评估的核心理念,学生的能力是教学的主要产出成果,但教学的实施主要是针对教学环节的知识点展开的。本文针对能力和知识缺乏精确对应关系及精确的教学评价体系的问题,提出基于元知识点聚类并与能力点... 基于产出导向的教学评价是当前专业评估的核心理念,学生的能力是教学的主要产出成果,但教学的实施主要是针对教学环节的知识点展开的。本文针对能力和知识缺乏精确对应关系及精确的教学评价体系的问题,提出基于元知识点聚类并与能力点融合的精细教学体系,通过构建精细化的各个教学环节的知识点图谱以及能力点图谱,研究知识点与能力图谱之间的融合映射关系,构建基于知识和能力融合评价的教学体系,记录学生的全生命周期教育知识点图谱和能力图谱,并全程跟踪,从而使得教学效果可评价、可追踪、可分析、可改进。 展开更多
关键词 知识点结构 能力图谱 教学体系 能力评价体系
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真空预冷压力对杏鲍菇采后贮藏品质的影响 被引量:3
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作者 梁豪 刘圣春 +1 位作者 田怀文 杨文哲 《食品工业》 CAS 2021年第5期45-48,共4页
为获得真空预冷对杏鲍菇品质及其后续贮藏的影响规律,通过7组不同的预冷压力及对照组,观察真空预冷过程中压力及温度的变化趋势。在贮藏后期,测定失重率、呼吸速率、质构、电导率等指标,水分快速蒸发导致的失重率增大,与杏鲍菇自身呼吸... 为获得真空预冷对杏鲍菇品质及其后续贮藏的影响规律,通过7组不同的预冷压力及对照组,观察真空预冷过程中压力及温度的变化趋势。在贮藏后期,测定失重率、呼吸速率、质构、电导率等指标,水分快速蒸发导致的失重率增大,与杏鲍菇自身呼吸速度减弱导致的失重率减小共同作用,得出真空预冷压力1000 Pa时对杏鲍菇保鲜和延长贮藏时间起到较好作用。研究不同预冷压力对果蔬贮藏品质的影响,提出真空预冷的优化配置方案,提高杏鲍菇鲜度及贮藏时间。 展开更多
关键词 真空预冷 预冷压力 杏鲍菇 贮藏品质
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