基于振动光纤与相机联动的铁路异物入侵监测研究

针对重载铁路沿线列车行驶时存在边坡落石、隧道口塌方等线路环境灾害和人员违规上道、非法破坏或穿越铁路栅栏等人为因素的隐患问题,提出了一种基于振动光纤与相机联动的铁路异物入侵监测技术,对该技术进行了详细论述,相关测试结果表明,该技术对于重载铁路沿线和隧道口上方的高陡边坡复杂的自然环境以及一些人为违规产生的隐患问题可有效监测,及时报告,以尽快解决相关问题。同时,系统可实现长距离、全天候工作,为智慧铁路提供新技术和新思路。

航空光电载荷串级动态复合限幅分幅步进控制

在某型面阵分幅步进成像的航空光电载荷中,俯角分幅步进控制系统存在位置给定突变以及电机启停导致机身整体微晃动的问题,使系统调整时间延长超过时序控制并影响成像效果。提出了串级动态复合限幅控制方法,在带有Anti-Windup的主副回路串级控制基础上,根据“一周拍照开始信号”和“位置/速度控制信号”动态规划电压限幅和速度限幅的幅值,实现对步进给定突变的自适应以及根据需要减小机身整体微晃动影响,最终满足载荷时序控制要求。控制实验测试及动态成像实验表明:在该航空光电载荷俯角分幅步进控制系统采用串级动态复合限幅控制后,实现了拍照段步进位置和返程段回位控制的快速性和稳态性能,拍照段位置步进控制的稳态调整时间缩短了26.56%,返程段位置回位控制的稳态调整时间缩短了18.47%。该方法满足载荷时序控制要求,提高了动态成像的横向像移补偿效果。

基于摄像法的运动卵石观测技术研究

为观测卵砾石推移质输移现象并研究其输移规律,研发了一种新的卵砾石输移观测设备。采用加入摄像系统的卵砾石输移实时观测系统,分析了设备对卵砾石推移质输移观测效果,提供了推移质输移观测新思路。从卵石参数识别效果出发,定量分析了设备对天然卵石的识别准确度和观测精度。研究结果表明,摄像法可准确捕捉运动卵石位置信息和运动路径,经过图像处理后的卵石粒径等参数平均识别误差均在15%以内,能够为卵石推移质观测提供设备和技术支撑。

送端调相机站用变容量计算及站用电接线研究

根据国家电网公司“研究部署调相机在电网中应用工作会议”精神,为提高电网安全稳定水平,规划在国家电网公司骨干电网中建设一批调相机组。按照换流站的设置情况可分为送端调相机和受端调相机。文章主要针对已设计的调相机站用电负荷进行归纳总结,参考火力发电厂用电负荷特性研究的方法,对调相机本体及辅助系统、励磁系统、启动系统(SFC)、外冷系统、供化水系统等部分,根据其运行方式及负荷特性进行分析,对之后的调相机站用变容量选择及站用电接线型式设计、研究具有指导意义。

浅谈预制楼梯载荷试验要点

预制楼梯载荷试验如按照工作状态进行加载,需设置专用加载支墩,且沿斜向堆载亦增加工作难度及试验费用。本文采用梯板水平放置的方式加载,同时编制电子计算表格进行两种状态荷载等效;试验挠度值统计考虑支座影响并叠加自重产生的挠度;采用观测到的开裂荷载及荷载-挠度曲线第一弯转段两端点切线交点荷载值作为开裂荷载分别计算自重挠度的影响;裂缝采用仪器自带摄像法自动识别照片中裂缝边界,提取裂缝宽度。通过具体试验案例表明:水平加载方式便于加载;考虑支座和构件自重变形后,可提高挠度检测的准确性;采用荷载-挠度曲线计算得到的开裂荷载与观测的开裂荷载较为接近。

无人机载荷航拍控制系统设计

针对无人机(UAV)遥感航拍过程中相机载荷参数自动化控制与飞行航迹实时跟踪的问题,提出一种能自动完成相机载荷控制与航拍控制的设计方案。首先,系统根据实验要求实时获取所在地理位置信息及环境预判信息,再根据相机控制参数表进行参数编码;然后,通过通信口发送自定义协议指令集给硬件控制电路,完成相机载荷参数设置并进行拍摄,同时航迹规划软件实时记录飞行轨迹地理坐标信息。系统设计使硬件控制平台和软件数据处理相结合,实现软硬协同控制。经无人机飞行验证,与单一参数航拍控制模式相比,该系统能根据不同的拍摄环境和拍摄场景进行相机参数的自动化控制与飞行轨迹实施跟踪。

小卫星模拟系统中多路串行通信系统设计

针对小卫星模拟系统中星载计算机与相机载荷通信及控制问题,研发多路串行通信控制系统。系统设计采用Host-Target模式,在星载计算机(Host)端软件实现多路通信管理子系统,设计基于现场可编程门阵列(FPGA)的相机载荷分控单元(Target);同时,在RS-232通信协议基础上提出一种多路串行通信协议,完成星载计算机与相机载荷分控单元的通信控制。用SignalTapⅡ逻辑分析工具捕捉FPGA内部实时信号对系统性能进行验证,结果表明该系统可对单一或者多路相机载荷进行灵活控制与管理。

基于智能相机的箱缺条在线检测系统研究

针对烟草企业对封箱机缺条精确检测的需要,综合目前香烟装箱缺条检测系统主要检测方式的缺陷与不足,提出了基于智能相机的在线检测系统设计的关键技术。系统以工业智能相机为核心,设计并实现了封箱机精密在线视觉检测的软、硬件平台。利用智能相机对视频图像进行采集并结合相应的智能图像处理与模式识别算法,使系统实现精确的缺条在线检测,而且能准确的判断缺陷类型。实际系统证明,基于智能相机的视觉在线系统的扩展和适用性强,应用前景广泛。

水下高速摄像与照明系统

高清晰、紧凑的水下高速摄像系统具有良好的应用和发展前景。本文研究的水下高速摄像与照明系统包括大深度的水下高速摄像机与水下新型照明灯,可在水下1 000 m深度或同等压力实现对水下高速运动目标的拍摄,获得高清晰的水下高速运动图像。着重论述水下高速摄像系统与照明系统的承压防水设计以及配光处理等相关设计内容。

无人侦察机光电载荷发展研究

作为一种传统的侦察手段,光电侦察具有图像直观、分辨率高的优点。首先阐述了无人机载光电侦察装备的优势与技术特征,然后分析总结了国外无人侦察机机载光电载荷的发展现状以及未来的发展趋势,总结出了制约中国海军无人机载光电载荷发展的关键技术,最后结合军事需求和工业技术水平,提出中中国机载光电侦察装备发展的一些建议。

培训系统中虚拟相机运动规划

在仿真培训系统的开发过程中,虚拟相机是观察教学场景的工具,将虚拟相机的运动控制中融入认知负荷理论相关知识,可以有助于提高学习者对知识的获取率。通过对虚拟相机运动方式的分析,结合认知负荷理论及机器人学中的路径规划算法,提出一种新的虚拟相机规划方式,从而使学习者获得更好的学习效果。

基于LabVIEW的电视和红外摄像机控制软件设计

为了控制电视和红外摄像机的工作模式和探测图像的采集处理,在光电探测系统开发中采用LabVIEW 2009设计了摄像机控制软件。根据摄像机串行通信控制的特点设计摄像机设置子程序,通过发送不同的命令码实现摄像机工作模式的设置。采用图像采集处理子程序对探测的图像进行采集和处理,使视频图像经采集、消旋和显示处理后实时输出显示。应用结果表明,程序对摄像机的工作控制灵活,输出视频图像的效果满足要求。

丝阵内爆实验条件重复性控制

在丝阵负载Z箍缩实验中实施了电流加载前真空下负载初始状态的监测,并分别采用新旧结构的电极进行了对比性实验研究,利用十分幅纳秒分幅相机成功获取了不同内爆阶段的实验图像。通过对实验结果的分析,讨论了电极结构和负载初始状态对实验结果的影响程度。实验结果表明:采用新装配方式的负载电极结构具有安装时间短、同轴性容易控制、负载现场安装就位精度高等优点;新研制电极和实施真空下负载状态的检测,有效减少了实验数据分散性,为实验负载参数优化设计提供了技术支持。

智能交通摄像机工作热负荷实验评价

利用红外热像技术,对某新型智能交通摄像机工作热负荷状况进行实验研究,并针对相机核心功耗元件DSP(数字信号处理器)和FPGA(现场可编程门阵列)开展了模拟芯片实验。原机实验结果表明,相机工作热负荷对芯片性能的影响不容忽视,即便处于只进行图像采集而不做图像处理的较低功耗模式下,不加散热器时DSP芯片表面温度已接近设计上限,因而有必要进行相机散热结构优化设计。模拟芯片实验证实,芯片功率对其表面温度有显著影响,功率越高,芯片温度呈近似线性增长,同时散热器瞬时储热能力有所减弱,因此合理控制芯片功率可有效降低相机工作热负荷。对比分析相机辅助散热器热阻可知,该散热器效率较低,存在进一步优化潜力。

三维编织复合材料的冲击压缩和裂纹分布

在不同应变率(500~800s^-1)条件下,对三维四向和五向编织复合材料进行面外动态压缩试验,获得其压缩力学性能。通过高速摄影仪记录了三维编织复合材料的动态冲击损伤过程。对试样进行光学显微镜观察,获得不同加载应变率下截面形态,分析编织结构和加载条件对截面裂纹分布以及扩展的影响。结果表明:三维五向编织复合材料对应变率更敏感;应变率对不同结构三维编织复合材料的裂纹分布的影响具有一定的相似性;编织结构对截面裂纹分布具有显著影响。

瞬态冲击加载金属板的变形过程

本文给出了研究抛体大变形的实验测试方法.用该方法测定了金属板变形的Lagrangian位移和Lagrangian速度,得到了金属板变形过程的真实位移场.讨论了实验结果,并与前人的工作作了比较,实验效果较佳.

基于交通影像的非接触式桥梁动态称重系统

提出一种基于交通影像的非接触式桥梁动态称重方法。以桥上已有交通监控摄像头为非接触式传感器获取桥梁位移动态响应,进而计算过桥车辆荷载。以倾斜摄影获取多种工况下简支梁试验桥动力响应视频;通过平均绝对差算法追踪特征点,获得测点位移影响线;最后基于影响线面积计算过桥车辆荷载。试验结果表明:获得的试验桥位移响应与传统接触式测量结果吻合较好,在实验室条件下,能够识别模型桥上不同速度(0.09~0.3 m/s)与质量(4.15~8.15 kg)的过桥车辆荷载,最大误差为9.5%。所提出的非接触式桥梁动态称重系统为中小桥梁过桥车辆荷载的识别提供一种新的解决思路。

飞行器电视摄像稳定平台收放机构的研制

介绍了对某飞行器电视摄像稳定平台收放机构的优化设计思想和可靠性分析 ,与国内外同类产品进行比较 ,说明了该机构设计思想的先进性 ,并介绍了研制的难点及其解决方案。飞行器在恶劣的环境温度 ,以及冲击和振动的工况下 ,影响工作的可靠度的因素十分复杂 ,因此 ,分析影响可靠性的主要因素是十分必要。合理的采用薄壁结构和同步带使得机构获得了较大的收重比。经过例行实验结果和科研试飞和定型试飞表明 ,设计方案达到了预期目标。

基于摄像头定标的无人机位置和姿态的检测

近年来,无人机技术发展十分迅速,已经被广泛的应用于军事和民用等领域。无人机的回收是无人机整个控制过程中的重中之重。无人机相对机场的方位和三维姿态信息是反映其飞行状态的重要指标,只有精确得到了这些数据信息,才能实现对其正确的稳定的控制,保证无人机安全着陆。随着计算机视觉相关算法性能和可靠性不断提高,完善的实时算法的广泛应用,针对无人机的特点,文章设计了一种基于单目视觉的无人机自主着陆法,完成了无人机空中位姿的判断。实验证明,该方法是可靠和有效的。

基于三维数字照相量测技术的风荷载作用下玻璃幕墙变形量测研究

针对玻璃幕墙在风荷载作用下变形量测方法不能解决全场、复杂节点变形的问题,提出一种基于三维数字照相变形量测技术的光学方法。通过使用双摄像机的三维数字照相量测技术,测定玻璃幕墙在不同风荷载作用下的应变和挠度,然后通过与传统方法应变片和百分表测量以及有限元数值模拟所得的数据进行比较,来验证三维数字量测方法在玻璃幕墙变形量测的可行性。试验结果表明:在相同的风荷载作用下,通过3种方法所测得的应变-位置和挠度-位置的比较,说明三维数字照相量测试验测量得到的玻璃幕墙表面变形数据是准确的,数字照相量测方法可以应用于玻璃幕墙表面变形量测。