基于双目视觉与ToF结合的海洋吊装定位研究

在海洋环境进行吊装补给作业时,由于海浪及海风等外界环境的影响,导致被吊物与船舶之间产生难以预测的相对运动,需要补偿系统对于货物的位姿进行实时调整。研究一种基于双目视觉及ToF测距结合的方法对海洋吊装进行定位,以提升定位精度。将ToF相机的深度图与双目相机的视差图进行结合,通过深度补全、深度稠密重建求取结合视差。通过实验表明:该方法能够准确定位被吊物的空间位置,为海洋吊装精确作业提供检测方法,提升海洋吊装作业效率。

基于自适应几何约束ORB的红外双目测距方法

针对传统特征匹配算法计算效率低、误匹配率高和双目视觉测量精度不足等问题,提出了一种基于自适应几何约束和随机抽样一致性方法的ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)红外双目测距方法。首先,通过FAST(Features from Accelerated Segment Test)算法与BRIEF(Binary Robust Independent Elementary Features)算法检测并描述关键点,采用快速最近邻搜索的算法完成特征点初始匹配。然后,根据初始匹配点对的斜率与距离选择相应的阈值,构建基于斜率与距离的几何约束,剔除明显错误匹配点对。最后利用随机抽样一致性方法去除异常点完成精匹配,结合热像仪标定参数计算出目标物体的距离。实验结果表明,改进的ORB算法与传统算法相比,具有较好的特征点质量和较高的测量精度,测距平均绝对误差为1.64%,具有较好的实用价值。

基于首尾冗余的列控车载设备测速测距系统

测速测距系统主要任务是向列车控制系统提供实时的速度和位移信息,常见的测速测距系统主要采用多传感器(如速度传感器、雷达传感器、加速度计、卫星等)融合的方式。从系统的角度提出一种基于多种传感器融合的首尾冗余测速测距系统设计方案,既能有效地降低因单点故障导致的测速测距系统故障,又能避免因测速测距系统故障而导致的信号系统故障,从而实现了车头、车尾测速测距系统的安全冗余。

能力导向的课程融合教学改革实践

针对高素质专业化新型人才培养的迫切需求,在梳理分析院校课程实战化教学现状的基础上,以测试类课程群为研究对象,立足能力导向,从教学内容设计、案例教学模式应用、教学条件建设、考核方式改革等方面开展了课程融合教学改革研究实践,并在测控工程专业教学实践中进行了应用,为院校本科专业课程改革创新研究提供了借鉴与参考。

隐性知识外显案例匹配双维改进

隐性知识对知识应用与创新意义重大,为此设计一套隐性知识外显案例匹配算法。基于RS-PSO算法对案例匹配空间进行纵向压缩,得到最优条件属性集;采用聚合距离参数改进FCM算法,增强聚类效果并对案例匹配空间实施横向压缩;融合条件属性间关联特性以及知识用户主观偏好,引入Choquet模糊积分通过非线性规划模型求解案例视图;在此基础之上,考虑直觉模糊数自有信息量,兼顾相似度与关联度以确定匹配结果。算例结果表明,相较于传统匹配算法,其具有比较优势。

基于时域可区分特征的双飞秒激光多目标绝对距离测量

伴随当前航空、航天、大型科学仪器智能制造场景下多环节、多过程、多装备制造工艺与制造信息不断融合优化,正推动长度测量需求从传统局部、单参数、离线、分时测量快速转变为全局、多目标的在线、实时、同步测量,现有激光测距方法受到原理限制,在精度、实时性与并行能力等方面面临瓶颈。本文提出了一种基于飞行时间法的双飞秒激光多目标绝对距离测量系统,设计特定的光纤分束方案,使飞秒激光光源同时到达多个目标,并构造时域可区分特征匹配多组脉冲,携带距离信息的脉冲经强度互相关模块后进入FPGA数据处理单元,实现多路绝对距离的实时解算,并完成系统的集成化设计。实验表明系统在2 kHz的更新速度下阿伦偏差评定的测量精度优于10^(-5)m,与干涉仪对比的测距偏差小于4μm,在此基础上,搭建平行光路结构实现多自由度的同时测量,测量偏差优于5″。

徐光启天文计量思想探析

徐光启为解决明末时间计量的统一问题,明确了以恒星定时作为计时基准校正其他计时系统的定时原则;将计时与定向结合参验,并引入多种仪器复合定向,以提升定向的准确度;通过引介西方计量概念如地球经纬度、里差和时差等,促成了中国天文计量与西方的接轨;通过对传统里差概念进行重新定义和调整,使其顺利地与西方地球观念相适应。徐光启对天文计量原理的阐释,为中国传统天文计量向近代天文计量的转变奠定了基础。

基于μPMU的智能配电网预想故障集组合筛选方法

智能配电网预想故障集筛选是系统安全态势评估的重要基础。为了全面精准感知智能配电网的安全风险,引入具有实时性、同步性、准确性和量测数据全面性的微型同步相量测量单元(μPMU),提出一种基于其高密集采样数据的融合类内与类间距离的加权K-means聚类方法(KICIC)和云理论的预想故障集组合筛选排序方法。首先遍历智能配电网各节点发生各故障类型的场景构建故障数据集;然后采用KICIC算法进行故障数据集聚类分析,进而基于云模型的云数字特征客观量化评估故障类严重度不确定性的危害并输出预想故障集;最后算例结果表明:融合KICIC聚类和云模型的预想故障集组合筛选排序方法从数据挖掘层面实现高风险预想故障集的可靠筛选。

舰载POS MV数据采集与处理技术的水上定位性能

为提高水运工程复杂作业环境舰载水下声学设备的定位能力,研究了舰载POS MV系统组成单元及搭载的Applanix IN-Fusion GNSS INS组合定位基本原理。基于POSPac MMS构建了4种POS数据后处理模式选择策略及方法流程,形成了舰载POS数据采集与处理核心技术体系。依托温岭航道疏浚工程扫测项目开展离岸35 km持续2.17 h的POS MV WaveMaster数据采集及处理工程实践。研究结果表明:1)POS MV在非星站差分情况下,其实时定位平面、高程精度均为米级,横纵摇、艏向平均精度分别为0.026°、0.029°。2)在POSPac MMS的PP-RTX和SingleBase后处理模式下,平面、高程定位精度提高至2~3 cm,横摇、艏向平均精度分别提高至0.012°、0.015°,真垂荡数据中误差稳定在0.01 m。3)POS MV可以实时获取稳定、有效的惯导数据,辅助后处理技术能够为水运工程提供准确的位置和姿态信息。

天然气长输管道安全风险评估及本质安全优化措施

由于天然气长输管道自身存在的复杂性,容易受到各种安全风险因素的影响,为进一步提升天然气长输管道的完整性和本质安全,应用层次分析法(AHP)构建了某企业能源化工基地天然气长输管道的安全风险评估体系,确定了评估体系中各项工作的指标权重,明确了需要重点开展的工作内容,在此基础上,实施了确保天然气长输管道完整性及本质安全的多项优化措施,并通过实际测试检验了优化措施的有效性,以期为今后类似工作提供参考借鉴。

一种基于超声波与红外线探测技术的测距定位系统

为了研制出性能较好、精度较高、结构较简、成本较低的测距定位装置, 特采用超声波传感器和红外线传感器组成新型测距定位系统, 实现了超声波传感器和红外线传感器的功能互补, 克服了单一传感器探测系统的不足, 使系统的测距精度和定向精度有了明显提高。同时, 系统还采用了单片机控制技术, 使其具有良好的扩展性, 从而增进了该测距定位系统在工程领域的实用性。

GYROMAT 2000陀螺经纬仪定向程序探讨

本文对Gyromat 2000高精度自动陀螺经纬仪的定向程序进行了初步的探讨。首先介绍了自动陀螺仪定向的关键技术,如三点法和积分法观测原理,图解了步进测量的原理,这是分析定向程序的理论基础。接着对三个定向程序相关步骤的用时和精度进行了实测,并以测试结果为参照,对各定向程序进行了合理的猜测。本文的成果将对国产陀螺经纬仪的自动化进程起到一定的参考作用。

基于道路几何模型的单目测距算法

在研究前方障碍物识别及高速公路几何模型基础上 ,对其左右边缘线的几何约束关系进行了讨论 ,分析了常用的多目测距算法的不足 ,提出了一种实时、有效地利用计算机视觉原理实现单目测距的求解高速公路上障碍物距离测算方法。实验证明 ,系统的实时性好 ,精度高 ,达到了实用要求。

鲁棒式融合型光纤距离方位集成传感机理

提出一种鲁棒式信息融合型的光纤接近觉距离方位集成的传感新技术 ,通过多发射光纤及分时顺序工作 ,该传感器实现光纤传感网络补偿的方法。

陀螺定向和红外测距在大型贯通测量中的应用

张庄煤矿二水平东大巷贯通导线全长9500m,其中水平方向的长度约为7000m,且巷道拐弯多,测边短,对测量误差影响大;贯通相遇点位于双轨大巷中,精度要求高。为了保证贯通工程的顺利实施,采用了陀螺定向和红外测距导线相结合的方法,以陀螺定向边作为坚强边传递经纬仪导线;以甲乙两人独立测量的方法施测红外测距导线。贯通后,中线实际偏差为0.270m,实际的闭合差为23",导线的相对精度为1/31570,满足了工程的要求。在井下大巷贯通测量中,以陀螺定向边作为坚强边传递经纬仪导线是可行的,但加测的陀螺边的位置和数量要恰当;采用一个测量小组,两个主测交替进行独立观测,可以提高测量精度和工作效率。

基于综合距离指标的单船穿越冲突测量研究

为了监控单船穿越船舶流水域的交通风险,在考虑单船穿越动态过程和多关联对象影响的基础上,提出了运用综合距离指标测量单船穿越冲突,并根据综合距离指标与冲突之间的反比关系,建立了单船穿越冲突测量模型;将基于专家问卷数据85%位累计频率分析得出的综合距离指标判定标准与相应情形下综合距离指标实测数据的95%概率区间进行比较,得到了轻微、中等、严重3种单船穿越冲突程度的判定标准.研究结果表明:该测量模型准确反映了综合距离指标中3个参数对单船穿越冲突的影响,3个参数同时增大时交通冲突值减小,任意1个参数值减小时交通冲突值增大;本文的判定标准适用于内河水域能见度为0.8～6.0 n mile、船舶长度60～180 m、航速3～13 kn、忽略风流浪影响的情形.

基于混合多距离度量的多分类器加权集成研究

在机器学习领域,分类器加权在小样本数据集中的分类正确率较低。为此,提出一种基于混合距离度量的多分类器加权集成方法。结合欧氏距离、曼哈顿距离、切比雪夫距离,设计混合的距离度量加权方法,使用加权投票组合规则集成各分类器的输出结果。实验结果表明,该方法鲁棒性较好,分类正确率较高。

多载波无线电定位系统研究

研究了将多载波应用于传统扩频定位系统的方法,发射机将常规扩频信号分为若干个低速的窄带信号去分别调制相互正交的载波后发射出去,接收机通过重新组合,恢复出于原高速序列相同而有一时间差的高速序列,根据时间差确定接收机与发射机的距离。仿真结果表明,该方法在占用传统扩频定位系统带宽近一半情况下,达到和传统扩频定位系统相同的定位测距性能,提高了频谱利用率。

海岸带地形快速移动测量技术

为解决海岸带地形变化迅速、测量困难等现实问题,首先分析了移动测量系统的技术特点,介绍了移动测量系统的组成与涉及的关键技术,然后提出了基于移动测量技术的海空地一体海岸带机动测量方案,并根据海岸带地形测量的不同需求设计了适应作业的测量平台、作业模式及主要功能,为海岸带、海岛礁地理信息快速更新与应急保障提供了应用参考与技术支撑。

一种基于RRT技术的面向对象软件测试方法

针对目前面向对象软件的测试方法较少且效率不高的问题,提出将基于ART(adaptive ran-dom testing)思想的限制性随机测试RRT(restricted random testing)应用到面向对象程序中的方法.分析了面向对象软件测试用例的结构,提出了测试用例包含动态部分和静态部分.确定测试用例之间的距离为动态部分和静态部分的距离和,并分别给出了这2个距离的计算公式.设计了基于RRT的测试原型系统,该原型系统主要的功能模块有类图录入模块、测试用例距离度量模块、基于RRT测试用例生成模块、结果分析模块.通过试验对比了文中方法与随机测试方法.结果表明,文中提出面向对象的RRT方法在发现第1个程序错误的测试中比随机测试方法减少了约50%的测试用例数量,且在发现测试用例的质量上也几乎与随机测试相同.文中提出的测试用例度量机制能够有效地对面向对象软件中的测试用例进行区分,基于RRT的测试原型系统也能自动化地生成测试用例并自动测试从而大大提高了面向对象软件测试的效率.