基于Hessian矩阵的改进EDlines输电线识别算法

随着电力网络的飞速发展,采用无人机搭载高清摄像头来进行输电线巡检已成常态。为提高巡检的实时性和准确性,本研究提出了一种基于Hessian矩阵的改进EDlines输电线识别算法。首先,通过伽马变换对输电线图像进行预处理,利用Hessian矩阵特征值和特征向量以求取像素点主方向和主曲率,并获得输电线主体轮廓,从而摒弃了传统方法中梯度计算锚点和像素方向的繁琐步骤。接着,在主体轮廓基础上连接锚点以得到潜在直线线段像素链,并运用随机抽样一致性(RANSAC)算法来进行线段拟合。最后,根据直线间的距离和角度,迭代拟合以得到最终的输电线。实验结果表明,该方法能应对多种复杂环境下的输电线识别任务,抗干扰能力强,误检率显著降低,为高空输电线巡检提供了可靠的技术支持,具有重要的工程应用价值。

Influence of the Fitted Straight Line for Confidence Bands Algorithm in Q-Q Plots

Confidence bands in a Normal Q-Q Plot allow us to detect non-normality of a data set rigorously, and in such a way that the conclusion does not depend on the subjectivity of the observer of the graph. In the construction of the graph, it is usual to fit a straight line to the plotted points, which serves both to check the hypothesis of normality (linear configuration of the plotted points) and to produce estimates of the parameters of the distribution. We can opt for dif-ferent types of lines. In this paper, we study the influence of five types of fitted straight lines in a Normal Q-Q Plot used for construction the confidence bands based on the exact distribution of the order statistics.

基于线结构光扫描的烟支表面缺陷检测方法研究

在烟支表面缺陷检测时,为解决传统二维图像方法无法获得深度信息的问题,提出一种基于线结构光传感器旋转扫描的检测方法。烟支在两同向辊轮的旋转带动下实现自转,通过线结构光视觉传感器获取物体轴向轮廓线,使用随机采样一致性拟合轮廓线,通过计算原始点到拟合轮廓的距离判断缺陷点。选取某品牌烟支在检测过程中得到的原始数据,其中多组样本的Kappa值均达到0.97,重复性达到99.3%。研究为烟支缺陷检测提供参考。

基于先验知识辅助聚类的粗-精输电线路多金具检测

为了解决输电线路多金具检测任务中存在的小目标和密集遮挡问题并充分利用金具高分辨率航拍图像的信息优势,提出基于先验知识辅助聚类的粗-精输电线路多金具检测方法。首先,通过粗检测模块实现对输电线路高分辨率航拍图像的初步感知。接着,通过先验知识指导结构场景子区域选取模块中聚类算法半径的确定,以自适应聚类出合适的子区域。最后,设计精检测模块充分利用高分辨率航拍图像中的关键信息,进行金具的精确感知,并融合粗检测结果以实现由粗到精的金具识别。经实验证明,基于先验知识辅助聚类的粗-精输电线路多金具检测模型比之基线模型准确率提高了11.3%,对其中小目标金具和密集遮挡金具检测准确率的提高尤为明显。

点云加权迭代线拟合室内平面图自动生成方法

提出了一种基于三维激光点云加权迭代线拟合的室内平面图自动生成方法,根据线特征对三维点云沿高程方向的投影点云进行分割,采用加权迭代直线拟合方法进行分段直线拟合,并进一步对拟合直线进行融合和轮廓补全,实现室内平面图的自动生成。基于手持SLAM系统获取的典型室内场景激光点云自动生成室内平面图,结果表明,该方法能有效抑制室内点云噪声,结构提取完整性可达94.4%,制图精度优于3 cm,可快速生成室内平面结构图。

基于机器视觉的电芯绝缘介质定位算法

为保证电芯绝缘介质定位的准确性和时效性,文章提出一种基于双线性插值亚像素坐标结合改进随机抽样一致性(random sample consensus,RANSAC)算法的绝缘介质定位算法。对工业采集的图像进行空间滤波、阈值分割等预处理操作,分割出目标并增强特征;运用Canny边缘检测算子检测边缘,选取定位轮廓并根据最小外接矩形分离4条边缘直线,用双线性插值公式精确定位边缘直线亚像素坐标;采用部分点先验模型约束RANSAC算法提取4条边缘直线的高质量内点,再用最小二乘法分别拟合4条边缘直线并计算出相应偏移量。实验结果表明,该算法能有效保证绝缘介质的定位精度且具有一定的时效性,可以较好地满足实际生产应用的要求。

基于时间线性拟合的地缆架空混合线路的行波故障定位

目的研究n段地缆架空混合输电线路中行波故障定位问题,提出一种基于时间线性拟合的行波故障定位方法。方法首先对故障区域进行判断,确定故障所在的区域,其次再将不同波阻抗线路进行归一化处理,减少因波速不同而产生的测距误差,最后使用时间线性拟合的方法对故障进行精确定位。结果解决了初始行波波头识别困难的问题,也减小了行波速度随传输距离变化而变化带来的测距误差问题。结论在MATLAB/Simulink中搭建一个500 kV的地缆架空混合输电线路仿真模型,实验的验证结果表明此故障定位方法能够有效地解决因行波速度不同而导致的双端行波测距方法不适用问题,最终实现对故障点的精确定位。

基于轨迹线改进的临界多边形算法

在异形件的下料排样问题中,最为困难的就是求解裁片在板料中的位置以保证材料较高的利用率,算法复杂度随着料片数量和料片轮廓复杂度的增加迅速上升。临界多边形算法是计算异形件之间靠接位置和重叠关系的一种基础性几何工具,临界多边形算法的性能与下料排样算法效率密切相关。本文在基于轨迹线的求解临界多边形算法基础上,提出一种求解临界多边形(NFP)的改进算法。该算法有效地将移动碰撞算法和轨迹线算法相结合,充分发挥两类算法各自的优点,提高了临界多边形求解的计算速度。仿真实例验证了改进方法的正确性和有效性。

线接触弹流润滑摩擦副刚度阻尼拟合公式

弹流润滑油膜具有显著的弹簧阻尼作用,对齿轮、滚动轴承、凸轮等高副接触零件的动力学性能具有重要影响,然而目前关于弹流摩擦副刚度阻尼的认识还不统一。运用数值方法求解线接触弹流润滑摩擦副的摩擦学-动力学耦合模型,获得线接触弹流润滑摩擦副在简谐激励下的阻尼环,通过阻尼环识别出线接触弹流润滑摩擦副的刚度和阻尼;用变量控制的方法研究载荷、卷吸速度、材料参数等对线接触弹流润滑摩擦副刚度和阻尼的影响,并分析载荷、卷吸速度影响线接触弹流润滑摩擦副刚度阻尼的机制。结果表明,线接触弹流润滑摩擦副刚度阻尼随载荷增加而变大,随速度增加而减小。在数值解的基础上,拟合出线接触弹流润滑摩擦副刚度和阻尼公式,结果显示,载荷对弹流润滑摩擦副的刚度和阻尼影响最显著,而且弹流润滑摩擦副的刚度随载荷、速度和材料参数的变化幅度比阻尼的大。对拟合公式精度的检验表明,在很宽的参数范围内,拟合公式计算结果与数值解的相对误差小于10%,所提出的刚度和阻尼拟合公式具有很高的精确性。

基于3D激光雷达的鸡舍通道中心线检测方法

针对笼养鸡舍环境下光照强度弱、作业通道内狭小导致机器人巡检时通道中心线检测困难的问题,该研究利用3D激光雷达对鸡舍通道中心线进行获取。首先通过机器人搭载的3D激光雷达对鸡舍作业通道信息进行采集,利用直通滤波、地面点滤波、体素滤波、统计滤波和平面投影对获取的3D激光雷达点云数据进行预处理,获取XOY平面上的点云数据。通过改变K-means聚类初始点选择方式和聚类函数对预处理后的点云数据进行数据分类。利用改进RANSAC算法对分类后的数据进行处理,提取通道中心线。试验结果表明该研究提出的改进K-means聚类算法平均耗时6.98 ms,相较于传统的K-means聚类算法平均耗时减少了29.40 ms,准确率提高了82.41%。该研究提出的改进RANSAC算法中心线提取准确率为93.66%、平均误差角为0.89°、平均耗时为3.97 ms,比LSM算法得到的平均绝对误差角高0.14°,平均耗时减少6.15 ms。表明该研究提出的鸡舍通道中心线检测方法基本满足笼养鸡舍环境实时自主导航的需求,为巡检机器人在鸡舍作业通道内进行激光雷达导航提供了技术支撑。

非视距信号传播场强特性的分析与研究

为探索机场通信路径中障碍物造成非视距传播产生衍射损耗,对信号场强衰减特性进行了研究。首先,基于ITU-R P.1546中不同地形环境对信号传播的影响,结合Deygout模型构建信号场强组合模型。其次,按障碍物数量分析随障碍物高度变化的接收场强传播特性。仿真结果表明,单障碍物越高,占据0.6F1菲涅尔区越大,场强越小;双障碍物路径中,高度增加的障碍物经过由次要转为主要障碍物,直到只剩主要障碍物的过程,使场强逐渐衰减。再次,针对场强上升,分析了次要障碍物高度与0.6F1菲涅尔区的关系。最后,调整覆盖场强最小阈值,确定接收设备是否被障碍物遮挡,从而导致信号被屏蔽。上述研究结果可为未来模拟机场各场景下障碍物分布,预测接收机是否因障碍物受干扰或影响场强覆盖范围提供参考依据。

基于PCSA-YOLOv7 Former的输电线路连接金具及其锈蚀检测方法

输电线路分布情况复杂且故障难以有效检测,其中连接金具长期暴露于复杂环境下易受到恶劣环境的影响出现锈蚀等故障。针对输电线路连接金具部件具有尺度多样性和存在着锈蚀故障检测精度低的问题,提出了一种基于双重注意力嵌入重构和Swin Transformer的输电线路连接金具组件及其锈蚀故障检测方法:PCSA-YOLOv7 Former。实验结果表明:该方法在构建的TLCF数据集上的综合检测性能领先于12类当前先进的目标检测算法,其中在测试集上的mAP_(0.5)达到94.9%,该方法相比于基线模型YOLOv7,其F1和mAP0.5指标分别提升了2.6个百分点和2.2个百分点,说明该方法能够更全面地理解输电线路连接金具图像中的多尺度语义信息并学习到不易区分的微小细节表征。

基于计算机网络算法的智能采摘机器人设计

为了提高采摘机器人的路径规划能力,基于计算机网络算法设计了智能采摘系统。首先,采摘机器人采集农田图像时,基于PSPNet网络算法,设计改进型计算机网络算法,实现农田环境因素识别;其次,识别获得道路特征图,并进行图像处理,得到道路边缘,拾取道路两边缘中线离散点,进行引导线拟合;最后,采用双目视觉系统实现障碍物定位,进而建立路径规划函数,当路径规划函数取最小值时,道路规划最优。对引导线精度进行测试,结果表明:误差分布范围为-1.2%~5.3%。对障碍物测距进行测试,结果表明:机器人和行人之间的相对偏差分布区间为[-2.2%,2.8%],和车辆之间的相对误差分布区间为[-2.9%,3.4%]。

基于平行四边形对角线理论优化的直线拟合角点检测

在汉字图像识别的过程中,角点的检测有助于分析汉字的特征,反映出汉字图像的各个部分的重要信息。在以往的角点检测算法中通过曲率来判断角点的算法有不错的效果,但存在钝角点或者是圆弧处的角点检测不够精准。在自适应直线拟合角点检测的基础上通过对圆弧处的角点进行平行四边形对角线曲率估计来筛选出最终的角点集合。通过对比已有的角点检测算法,在兼顾时间效率的基础上,所提出的方法对于汉字的角点检测精确率更高,应用效果更好。

资源约束的模块化服装生产工序编排优化模型与算法

为适应“多品种、小批量、短周期”服装生产现状,考虑服装生产线工作站带有资源设备数量约束的作业平衡问题(RCALB-VRW),以资源设备总数和平滑系数(SI)的极小化建立双目标优化数学模型。针对RCALB-VRW的特点,提出基于合并工作站策略的装箱遗传算法。首先设计工序分配列表与资源设备列表的双层实数编码方式;其次基于传统资源约束的生产线平衡问题的资源配置算法,对工作站与资源设备进行装箱操作,优化工序编排方案,在混合服装生产线的设备资源投入数量最小化的前提下,实现各工作站平稳作业;最后以两款相近衬衫为算例进行测试,并与另外3种资源约束模型比较,结果表明装箱遗传算法能够更高效地求解有资源设备数量约束的服装生产工序编排。所提方法可为服装智能制造与精益生产的推进提供理论指导。

电动执行器铸铝箱体粗铣内孔的研究

铸造铝合金箱体内孔加工特点是其毛坯已经带有底孔,单边加工余量1.5 mm。针对毛坯特点,采用更为高效的涡状线径向扩张加工路径取代圆柱螺旋线层层下移加工路径。针对所用数控系统无涡状线直接编程指令的问题,借助离散化思想,创新地采用了多段半圆弧来拟合涡状线,以达成相应效果,并且从几何直观和解析式两个角度验证了拟合策略的可行性和准确性。

基于双三次插值和高斯拟合的光条中心亚像素提取方法

针对结构光三维测量的高精度要求,提出一种基于双三次插值和高斯拟合的激光线条亚像素提取方法。该方法首先对光条图像进行感兴趣区域提取、高斯滤波等前处理,其次用形态学方法细化激光线条得到初始中心点,然后使用五点拟合法得到光条法线方向,在光条法线方向上取亚像素的拟合点,利用双三次插值得到亚像素坐标的像素值,最后进行高斯拟合,到光条亚像素中心。实验结果表明,算法平均精度值为0.389147像素,消耗时间为0.056 2 s,具有较高的提取精度和稳定性。

改进EDLines算法暨在高空输电线识别与巡检中的应用

针对无人机高空输电线实时巡线识别速度慢、精度低等问题,提出基于图像特征检测识别EDLines算法,以去除背景干扰提高输电线识别精度。通过改进锚点判定的方式搜索锚节点,搜索邻域梯度最大值作为绘制边缘的路径,利用随机抽样一致性(RANSAC)算法拟合直线段,以亥姆霍兹原理对虚假线段进行滤波处理,采用K均值聚类筛选出输电线特征直线,设计方向模板二次滤波定位输电线的位置。实验结果表明:本文算法识别输电线准确率提高,抗干扰能力增强,运行效率高,具有工程实践意义。

产品匹配信息揭露与产品线设计

探究顾客对产品匹配信息不确定下,垄断企业的信息揭露策略与产品线的质量设计.首先分析企业对产品匹配信息的揭露策略如何影响产品线的质量设计,进而探讨企业在哪些情形下会揭露产品的匹配度信息.为探究这些研究问题,构建了一个垄断企业向高估值顾客和低估值顾客销售高端产品和低端产品的模型.研究发现,企业应根据产品匹配度信息的披露策略对应地调整产品线的质量设计.具体而言,相较于不揭露产品信息,如果只揭露高(低)端产品的匹配度信息,低端产品的质量设计应向上提升(向下扭曲),高端与低端产品的质量设计差异减少(增加);如果同时揭露高端和低端产品的匹配度信息,低端产品质量设计的扭曲程度取决于不同类型顾客认为产品合适的概率.另外,企业如何选择产品匹配度信息的揭露策略取决于市场特征.当低估值顾客对产品水平维度的认知价值较高时,企业倾向于只揭露低端产品的匹配度信息.本研究为广大电商的信息披露与产品线设计的联合决策提供重要的管理学启示.

车载激光点云斑马线提取方法研究

针对城市道路斑马线测量困难、既有基于点云数据识别提取斑马线方法存在较多弊端的问题,以车载激光扫描点云数据为基础,利用车载扫描系统点云扫描线对斑马线角点提取算法进行优化设计,通过OTSU算法分离斑马线点云,分别采用“扫描线数量-水平距离”频率分布直方图、移动判别窗口,结合RANSAC算法对斑马线长短边进行提取作业,通过斑马线长短边几何关系对斑马线角点坐标进行精确提取,依托实际工程项目对算法提取准确性进行分析验证,将斑马线角点提取结果与人工实测数据进行对比分析,通过中误差和距离均方根误差综合验证了斑马线角点提取算法的可靠性,为城市运营道路斑马线、标示线等道路特征线快速采集更新提供了新型技术方法。