跨模态特征融合模板驱动的盾构隧道管片孔缝智能识别

基于点云的隧道数据处理方法已逐步替代人工用于盾构管片接缝识别中。但常规点云处理算法提取螺栓孔和接缝时会存在因附属设施遮挡造成错误识别的问题,导致目标识别精度降低。针对此问题,以广州2003年开通的某地铁线路某段地铁隧道数据为例,提出一种跨模态特征融合模板驱动的盾构隧道孔缝识别方法。首先将隧道断面点云的几何中心作为视点,以扫描测线为单元进行逐测线投影生成隧道二维图像;然后通过Canny边缘检测和Hough变换缓冲识别纵缝,对二维图像进行环片分割,并基于双模板匹配实现盾构环分类,依据环片模板进行螺栓孔和横缝的粗定位;最后利用螺栓孔点云DBSCAN聚类后的中心坐标对环片模板进行精校正,实现盾构隧道管片孔缝智能识别。研究结果表明:该方法在附属设施遮挡干扰等情况下能较好地实现孔缝精确识别。其中,设计的基于局部形态特征双模版驱动的盾构环片分类方法,可实现盾构环片的精确分类;设计的顾及盾构管片空间位置关系的孔缝识别方法,可有效提升孔缝识别精度。在识别率与耗时相近的情况下,本方法比同类方法识别精度更高,平均偏差更少,具有更好的准确性和鲁棒性。该方法将盾构隧道三维点云和二维点云投影图像进行数据特征融合的同时,能够顾及局部形态特征凭借双模板实现盾构环片的精确分类以及依据盾构管片的空间位置关系进一步提高孔缝识别精度。研究结果为进一步自动化精准识别盾构隧道接缝和螺栓孔目标信息提供参考。

盾构隧道衬砌缺损移动扫描检测方法研究

研究目的:衬砌缺损病害状况是盾构隧道健康状态评估的重要参考依据。传统人工巡检方法受环境和人为因素影响大、检测效率低且易发生漏检。车载移动扫描技术已在隧道收敛和错台等结构病害检测中得到应用,本文充分发挥其“多方面应用”的特点,研究利用该技术获取的三维激光点云准确、快速地检测隧道衬砌缺损病害的方法,用以辅助运维管理部门及时掌握相关信息开展修缮工作。研究结论:(1)对盾构隧道激光点云采用圆柱模型建立投影关系可实现三维点云向二维图像的跨模态转换,有效提升数据处理效率;(2)将点云的位置信息和深度信息融合创建深度图像,能够突出衬砌缺损区域的视觉对比度,从而快速判识衬砌缺损病害;(3)经工程实例验证,本研究成果的检测准确率高于传统人工巡检方法,可应用于盾构隧道表观病害检测领域。

Terminal-Modality-Based Joint Call Admission Control Algorithm for Fair Radio Resource Allocation in Heterogeneous Cellular Networks

There is a problem of unfairness in allocation of radio resources among heterogeneous mobile terminals in heterogeneous wireless networks. Low-capability mobile terminals (such as single-mode terminals) suffer high call blocking probability whereas high-capability mobile terminals (such as quad-mode terminals) experience very low call blocking probability, in the same heterogeneous wireless network. This paper proposes a Terminal-Modality-Based Joint Call Admission Control (TJCAC) algorithm to reduce this problem of unfairness. The proposed TJCAC algorithm makes call admission decisions based on mobile terminal modality (capability), network load, and radio access technology (RAT) terminal support index. The objectives of the proposed TJCAC algorithm are to reduce call blocking/dropping probability, and ensure fairness in allocation of radio resources among heterogeneous mobile terminals in heterogeneous networks. An analytical model is developed to evaluate the performance of the proposed TJCAC scheme in terms of call blocking/dropping probability in a heterogeneous wireless network. The performance of the proposed TJCAC algorithm is compared with that of other JCAC algorithms. Results show that the proposed algorithm reduces call blocking/dropping probability in the networks, and ensure fairness in allocation of radio resources among heterogeneous terminals.

浅海移动平台履带行走机构设计与分析

浅海移动平台作为浅海地域施工的工程装备,其行走机构性能决定了施工平台的可作业范围。为提高浅海移动平台在浅海地域的适应性和通过性,设计了一种具有2自由度铰接轴的履带式行走机构,使其具备良好的地面适应能力和越障能力。基于虚拟样机技术对行走机构核心部件进行了机械结构有限元静力学分析和模态分析,发现极限工况下履带主梁最大应力和最大形变均在设计范围以内,其强度和刚度均满足要求;行走时地面冲击频率远小于主梁的1阶固有频率,不会引起主梁的共振。对施工平台行走机构作业性能进行试验分析,结果表明:浅海移动平台履带式行走机构在地面适应性和越障方面有着良好的性能表现。

基于多模态融合的室内人体跟踪技术研究

传统的室内人体跟踪一般基于单独的相机或者二维激光雷达进行,基于二维点云的人腿检测在面对桌/椅腿较多的环境时准确度明显不足,而基于图像的人体检测在室内光线较暗时也会出现鲁棒性不足的问题,这些单模态的方法往往难以在干扰嘈杂的环境工作。因此,该文提出了一种基于多模态融合的室内人体跟踪方法,训练一个Adaboost分类器将点云段分为人腿/非人腿,使用成熟的YOLOv3网络对图像中的人体进行检测,结合点云段分类结果和视觉人体边界框完成基于概率数据关联的模态融合,最后使用扩展卡尔曼滤波器完成人体跟踪。对该方法在嘈杂的实验室环境下和晦暗的走廊环境下进行测试,结果表明多模态融合的室内人体检测取得了优于单模态的效果,验证了该系统的鲁棒性和有效性,适用于移动机器人的室内人体跟踪任务。

基于移动传感的桥梁自动模态参数识别

提出一种基于移动传感的桥梁自动模态参数识别方法。移动传感单元包括一个动力车和一个刚性小拖车,动力车搭载了数据采集和传输设备以及北斗授时模块,刚性拖车搭载加速度拾振器,动力车与拖车的连接具有良好的隔振效果,有效获取桥梁结构本身不同位置的振动信号。模态试验时,移动传感单元依次自动获取不同测点的结构振动信息,通过北斗授时模块实现与固定参考单元获取的振动信息相位时间同步。基于随机子空间的自动模态参数识别方法可以快速从固定参考单元与移动传感单元获取的振动信息中提取结构模态信息。该方法可以获取较高的空间分辨率结构振动信息,进而获取准确的结构振型信息。将移动传感应用于一座下承式系杆拱桥,取得了优良的模态识别效果。

基于变分模态分解法的行人步频检测

提升步频检测精度是提升行人航迹推算精度的手段之一,使用变分模态分析方法,针对采集到的行人在运动过程中的手机加速信息进行降噪处理,可实现步频检测精度的提升。为了验证该方法的有效性,用变分模态分解法对智能手机采集的加速度信息进行降噪,然后用峰值检测法检测降噪后的行人步频,通过对比分析的方法证明变分模态分解法降噪的优点,准确率可达到99.17%。

小型机动平台车体动态特性分析与减振优化

车架挂发动机(即车体)是机动平台的关键部件,其动态特性直接影响整个平台的振动舒适性。利用UG4.0对某国产机动平台进行三维建模,用Hypermesh建立车架、车体的有限元模型,并导入到MSC.Nastran中进行了自由模态分析,通过试验分析了车架及车体的振动特性并验证了有限元模型的准确性。结合模态分析结果,讨论了路面激励和发动机激励对车体动态特性的影响,发现车体结构设计有不足之处——发动机1阶往复惯性力的频率会导致车体共振。提出了通过修改车体头部左右两边上管及下管的管径、管壁厚和在其夹角处设置加强管等3种改进方案。分析表明,增大车体头部左右上管和下管的管径可明显改善车体的结构动态特性,大大提高了整车的振动舒适性。

低阻尼板结构模态密度测试方法

导纳实部平均值法是主要的模态密度测试方法,理论上导纳实部是在连续频率上进行平均的,实际测试中通常是在离散频率点上近似平均的,但低阻尼结构各模态半功率点带宽较窄,模态重叠因子不高,若测试分析仪谱线间隔过大,则无法测得完整的导纳曲线,因此这种近似精度也不高。就低阻尼板结构模态密度测量中,用离散频率点导纳平均实部代替连续频域平均和有限测量点的平均值代替连续空间平均的精度分别进行了探讨,着重分析了实验测量精度与导纳分析仪谱线分辨率和测量点数之间的关系,并应用导纳分析仪的频谱细化功能成功测得了一块低阻尼板的模态密度。

复摆颚式破碎机动颚有限元优化设计

利用有限元软件ANSYS建立了某型号颚式破碎机动颚的参数化模型,将有关结构参数变量指定为优化设计变量,以结构在已知工况下的应力为状态变量,在此基础上采用有限元数值方法,对动颚进行优化设计以减少其重量;同时对优化前后的模型进行了模态分析,以检验优化对结构动特性的影响,从而为实际生产设计部门进行优化结构、节省材料用量提供理论依据。

桥梁结构模型试验教学平台设计与开发

针对桥梁结构跨度大、结构形式多样、同时承受静、动载以及节点构造复杂等特点,利用桥梁工程、机械设计、结构力学以及结构试验等技术开发了一种用于模拟桥梁工程结构试验的教学实验平台,平台主要由5种典型桥梁模型、导轨、牵引机构、移动加载小车、模态测试分析系统组成。可对桁架桥、上承式拱桥、中承式拱桥、斜拉桥、悬索桥等桥梁模型开展教学实验。平台可直观展示各种桥梁的结构组成与结构内力传递特点,进行桥梁在静、动载作用下的力学响应测试,对桥梁的结构模态进行分析。平台实现了桥梁结构力学概念的可视化,激发了学生探索解决桥梁工程实际问题的兴趣。

两端剪力薄膜支撑圆柱壳体的点导纳特性

针对两端剪力薄膜支撑各向同性圆柱壳体的动力响应问题,基于多种经典薄壳理论及模态叠加原理,考虑到非径向振动惯性项的贡献,同时计入正余弦模态的响应,推导了圆柱壳体同时受简谐集中力与力矩激励下的力导纳、力矩导纳以及耦合导纳的完整解析表达式。算例表明,圆柱壳体运动方程中的非径向振动惯性项对各阶模态及导纳幅频的预估精度影响显著;耦合导纳实部具有可负性规律,对输入壳体的振动能量起着重要作用。旨在为两端剪力薄膜支撑圆柱壳体结构的减振降噪和以其为支承基础的主被动隔振系统的设计提供理论指导。

移动互联网产品情感体验设计层次模型建构

目的在当前互联网技术成熟发展,移动互联网产品数量异军突起,导致产品同质化现象显著的背景下,研究如何通过情感体验设计提高产品的核心竞争力。方法基于DonaldNorman的情感化设计层次,分析用户使用手机应用客户端(以下简称APP)的情感体验流程,探讨情感体验的关键立足点,进一步结合加涅信息加工学习理论,构建有助于提高产品竞争力的情感体验设计方法,并通过实际设计案例阐述模型的应用。结论提出交互行为是用户情感体验的关键立足点,建构了移动互联网产品情感体验设计三层次模型,即情境构造、多通道交互、用户习惯捕捉。

战略群组的存在性及其对企业绩效的影响——基于中国上市公司的研究

在探讨了战略群组的本质之后,提出行业内存在战略群组的前提条件与判断准则,并进一步应用层次分析模型同时验证了企业个体、战略群组和行业3个层面对企业长期和短期绩效的影响。以中国上市公司公开信息为依据,通过对2001-2007年12个行业820家上市公司的实证研究,证明了这3个层次对企业绩效均有显著影响。其中,企业个体的影响最大,而在一些指标上,战略群组对企业绩效的影响甚至超过了行业的影响。研究结论有效地支持了战略群组这一竞争层次是决定企业绩效的重要因素的论断。

重型机动车辆车架振动特性分析

重型机动车辆的振动大小影响装置在车上的武器的攻击精度,严重时更会导致武器装备损坏。车架是承载、传递整车振动的关键性部件,非常有必要分析其振动特性。采用Hypermesh软件对某重型机动车辆车架进行有限元前处理,利用MSC.PATRAN/NASTRAN软件对其进行了计算机仿真模态分析,并通过LMS(Learning Management System)测试系统对该重型机动车辆的车架进行了试验模态验证分析。结果表明,对该车架的几何模型处理正确,仿真精度较高。结合仿真和试验模态分析结果,发现该重型机动车辆车架的第一阶自由模态较高,且悬架位置布置在一阶上下弯曲模态节点位置,其结构设计合理。

基于多植被指数组合的BAS-ELM粳稻冠层氮含量反演方法

粳稻氮素含量的快速、无损、准确反演,可以反映和诊断作物的氮营养状况,为施肥决策提供依据。基于田间试验采集的粳稻分蘖期无人机光谱影像数据与对应氮素含量数据,采用无信息变量消除法(uninformation variable elimination,UVE)筛选得到的特征波段光谱反射率两两组合构建NDVI、DSI、RVI、RDVI、TVI、NRVI、WDRVI、LogR指数变量,根据与粳稻叶片氮素含量的决定系数等势图挑选出9组不同的植被指数组合(8种植被指数的组合共1组,每一种植被指数的组合共8组)分别作为模型的输入量,构建极限学习机(extreme learning machine,ELM)、天牛须搜索算法优化极限学习机(tenniu shall optimize-extreme learning machine,BAS-ELM)粳稻冠层叶片氮素含量反演模型并验证分析。UVE算法较好地剔除了无用及冗余信息波段,得到266个光谱特征波段;在构建植被指数过程中,各指数与粳稻冠层叶片氮含量的决定系数R^(2)分布在0.7283~0.7580之间,构建的植被指数均与氮含量呈现显著相关关系。从预测结果来看,9组不同输入量建立的BAS-ELM反演建模效果均较好,训练集与验证集的R^(2)均在0.646以上,RMSE均低于0.564mg·g^(-1);其中以8种植被指数的组合为输入量建立的BAS-ELM预测效果最好,训练集与验证集的R^(2)分别为0.756和0.753,均方根误差(RMSE)分别为0.431mg·g^(-1)和0.466mg·g^(-1),优于单一结构的植被指数组合;通过对比,BASELM在预测能力、稳定性和泛化性上比ELM的预测模型有明显提高。综上研究,基于无人机获取的分蘖期水稻冠层光谱数据,以依特征波段构建的多种植被指数的组合作为输入量结合BAS-ELM建模方法在快速无损反演粳稻叶片氮素含量中具有优势,可为粳稻精准施肥提供参考。

线激励下船舶混合构型加筋板的振动特性

文章对某船发电机舱纵向混合构型加筋板的导纳特性进行了研究,运用模态叠加法求解了结构在线激励作用下各特征线上的等效导纳。计算结果显示,根据振动能量在结构上的分布,可按频段将导纳特性分为输入主控区和传递主控区。输入主控区导纳呈现带通特性,三个通频带与相应的筋条结构对应。通过改变筋条的参数可以单独控制加筋板某个频段的导纳特性。

自走式秸秆制粒机捡拾装置设计与试验

自走式秸秆制粒机通过一次进地作业,可对田间散铺的秸秆,或经还田机构初步粉碎的秸秆进行捡拾、再粉碎、输送、除尘,经致密成型机构压制成颗粒形态,输送至集料箱后实现秸秆离田收集。其捡拾装置的工作性能对秸秆颗粒质量及整机工作效率具有显著影响。为解决目前玉米秸秆捡拾制粒机的捡拾率低、捡拾秸秆的含土率高、整机功耗大等问题,设计了一种适用于玉米秸秆捡拾制粒机的锤爪式捡拾装置。对比分析现有的秸秆捡拾装置并设计适用于自走式秸秆制粒机的锤爪式捡拾装置;通过SolidWorks进行三维建模,对捡拾装置各参数进行设计。通过Ansys-Workbench对装置进行模态仿真表明:装置工作频率23.3~33Hz远低于自身固有频率120.08Hz,确定捡拾刀轴的稳定性。单因素与多因素试验结果表明:影响捡拾损失率与含土率的最主要因素为锤爪刀尖离地高度,影响粉碎长度合格率与比能耗的最主要因素为捡拾刀轴转速。利用Design-Expert得出各个试验指标的回归模型,优化出最佳工作参数组合:捡拾刀轴转速1941r·min^(-1),捡拾刀尖离地高度93mm,捡拾损失率3.17%,秸秆含土率12.4%,比能耗463.47kJ·kg^(-1),粉碎长度合格率97.3%。通过田间试验验证,各项指标都满足自走式秸秆制粒机捡拾装置的作业性能要求。

基于O2O的手机逆向供应链回收模式研究

在废旧手机回收与逆向供应链研究现状的基础上,运用互联网思维,基于O2O方式构建了以手机制造商为回收主体、多方参与的手机逆向供应链回收模式,并对该模式下线上评估、确认支付、回收处理等三个子系统进行了流程设计。以某款国产手机为例,综合考虑各流程活动与回收再制造成本-收益、废旧手机回收与电子废弃物之间的相互关系,运用系统动力学理论及Vensim软件,对基于O2O的手机逆向供应链回收模式构建SD模型并进行仿真,探究这一模式下回收价格与回收量、回收量与利润及回收率与电子废弃物数量之间的关系。最后,根据仿真结果提出建议。

基于用户使用移动设备习惯的隐式认证初探

在移动设备(特别是手机)上输入密码是非常麻烦的。随着越来越多的人使用移动设备访问Internet服务,或者从事移动商务活动,人们希望能够简化身份认证操作。为此,提出一种新的身份认证方法——隐式认证,它直接利用用户使用设备的习惯来认证用户,免除了用户输入密码的麻烦;给出了可用于隐式认证的数据及其来源,探讨了可用于隐式认证的具体方法和隐式认证的系统体系结构。所述技术对于隐式认证的进一步研究和应用具有实际意义。