塔机吊钩可视化系统的视频稳像算法

针对施工现场工况复杂,塔机吊钩视频稳像效果差的问题,本文提出了一种改进ORB特征匹配与固定滞后Kalman滤波相结合的吊钩视频稳像算法.在图像运动估计中,对经典ORB算法进行改进,采用了图像分块与自适应阈值的特征点提取,并引入图像四叉树算法提高图像特征点分布均匀性;在此基础上,采用背景补偿结合帧间差分法,快速识别局部运动目标并进行剔除,提高了全局运动参数估计的准确性;在运动滤波和补偿阶段,采用固定滞后Kalman滤波算法去除随机抖动分量,以获得视频去抖动的运动补偿参数,进而实现塔机吊钩可视化系统监控视频的稳像处理.实验结果表明:与经典ORB加Kalman滤波的稳像算法相比,本文所提出的稳像算法帧间变换保真度ITF提升了约9.12%,结构相似度平均值SSIM提升了约2.75%,获得了更好的稳像效果,且帧处理速率FPS达到了29.65 f/s,满足塔机实时监控要求.

直升机桨叶摆振量的全场景视觉测量及分析

直升机旋翼桨叶在高速旋转时,进行全场景桨叶摆振测量和分析,对直升机桨叶载荷设计和旋翼结构设计具有重要意义。本文设计了桨叶摆振量立体视觉测量系统,并进行摆振模式拟合分析。首先,对课题组已有立体视觉测量系统进行改进,并在风洞试验中完成不同总距及周期变距下的旋转桨叶标记点三维坐标测量;其次,解算桨毂坐标系下的桨叶摆振量;最后,采用一阶多项式对桨叶在特定时刻下的摆振模式进行拟合分析,采用复合正弦函数对桨叶旋转过程中的摆振规律进行拟合分析。风洞测量实验结果表明,在4.6 m×4.6 m场景中测量的摆振量均方根误差小于1 mm;桨叶摆振模式和规律模型拟合度好,其均方根误差小于1 mm,为直升机桨叶设计提供了数据支撑。

基于输出误差模型优化的甲板运动预报算法研究

本文提出了一种适用于多种复杂海况的大型舰船甲板运动预报方法,目的在于提高算法对不同海域复杂海况的适用性,以及对甲板运动模型的辨识精度与预报精度。该方法通过将量测数据的时间滞后处理引入输出误差模型来描述甲板运动的动力学模型,引入定阶准则确定了模型最优阶数数对。在此基础上应用了辅助模型递推最小二乘算法进行系统参数辨识并估计输出误差模型中的状态变量。实验结果表明,本文所提出的预报方法在系统参数辨识阶段可以将递推最小二乘算法的辨识精度提高5.13%,并且在预报阶段可以有效地将甲板运动的幅值与相位预测精度提高3.17%。该方法在复杂海况下具备良好的预测性能,适用于大型舰船甲板运动预报。

虚拟现实系统中人的头部运动与跟踪研究

为了克服虚拟现实系统中的视觉延迟现象,在对各种头部运动规律测试结果分析研究的基础上,提出人的头部运动是具有高斯-马尔可夫特性的随机过程,建立了头部运动的随机数学模型,设计了基于卡尔曼滤波和测量数据预处理技术的头部未来位置预测算法。理论分析和仿真检验都表明,该算法明显地提高了预测精度,减缓了图像的抖动和对操作者头部运动的限制,有效地减少了视觉延迟。

截止频率的取值对地震动空间相干函数统计结果的影响

以SMART-1台阵第45号地震的南北分量加速度作为研究对象,计算截止频率fcut分别为8,16和24 Hz,台站间距分别为200,1 000和2 000 m这9种工况的相干系数,并进行曲线拟合,再根据9组拟合参数计算相应的相干系数并进行比较。结果表明:(1)截止频率fcut的取值对相干函数统计模型参数和相干系数拟合曲线有很大影响;(2)根据较小的截止频率fcut得到的拟合参数计算出的相干系数随频率的衰减很快,反之,根据较大的截止频率fcut得到的拟合参数计算出的相干系数随频率的衰减较慢;(3)当使用由确定的截止频率fcut得到的相干系数拟合参数计算超出截止频率fcut范围的相干系数时,将产生很大的误差。

直升机旋翼红外测试系统

本文首先从理论上探讨了利用非接触测量技术实时监测直升机旋翼的测试方法，系统地介绍了实现该测试方法的测量系统。该系统包括：红外光学系统、测试电路和计算机系统以及计算机软件等。文章的最后还对该系统的误差作了一个简要的分析。

基于交互式多模型的VR系统头部运动预测算法与仿真

虚拟现实系统中的视觉延迟会严重破坏其沉浸感,是导致仿真病的重要原因之一。针对此问题,栽分析头部运动特点基础上,采用常速模型和"当前"统计模型构成的模型集合描述头部运动,建立了交互式多模型预测滤波器对头部位置进行预测,并对预测效果进行了仿真验证。仿真结果表明,相比以往采用单一、固定模型描述头部运动的预测器,该预测器提高了头部位置预测精度,从而更加有效地补偿了VR系统中的视觉延迟。

摇摆条件下一体化反应堆模拟回路冷态流动特性研究

对一体化全功率自然循环反应堆实验回路进行冷态摇摆实验,并应用非惯性参考系流动模型进行理论分析。结果表明,摇摆引起回路各段流体波动,波动周期与摇摆周期相同,加热段内的流体没有通过上升段进入换热器,未形成类似自然循环的流动;冷态摇摆时流量波动大小取决于回路结构、阻力大小、摇摆轴位置和摇摆角加速度,减小分流段长度能有效抑制波动;流量波动与摇摆角度间的相位差与回路的结构参数相关,其大小正比于摇摆频率,反比于回路阻力系数。

翼型非定常来流下复合运动动态失速仿真

针对直升机前飞时的动态失速问题,本文采用转捩修正的SST k-ω湍流模型和嵌套网格技术对雷诺数Re为3. 92×10~6时的直升机二维翼型SC1095进行数值仿真。以非定常来流条件下的纯俯仰运动为基础,对比分析了在耦合挥舞、摆振运动时,相位差、振幅对动态失速的影响;比较挥舞、摆振二者运动对于动态失速角的作用大小。结果表明:固定振幅条件下,挥舞和摆振运动相位差的增加会使动态失速角提前,升力系数峰值提高;固定相位角条件下,挥舞和摆振运动振幅的增加会使动态失速角延迟,升力系数峰值减小。挥舞运动对于非定常来流下俯仰运动翼型动态失速角的影响要大于摆振运动。本文计算方法和研究结果为翼型多自由度耦合运动下的动态失速行为预测提供参考。

滞后摆的稳定运动研究

对"滞后的摆"的运动进行了理论分析,运用动力学方程得到摆球做稳定小半径圆周运动的条件。并制做了实验装置,对悬点运动频率与摆球转动频率的关系、相位差以及摆球运动半径与转动频率的关系等进行了测量。实验结果与理论推导结果完全相符。

基于相关多点人工合成方法的地震动时程拟合

在现有研究基础上,给出一种空间相关多点地震动加速度时程拟合方法。通过对互功率谱密度矩阵进行转化得到实对称正定矩阵,对该实对称正定矩阵进行乔里斯基进行分解,利用分解结果来表达地震动时程合成公式的幅值和相位角,从而拟合地震动时程。由于整个过程只需要对实对称正定矩阵分解,避免了复数矩阵的乔里斯基分解,大大减小了运算量。通过MATLAB编制相关程序验证了该方法的可行性。

沿岸流不稳定运动传播特性的小波相干谱分析

沿岸流不稳定运动属于超低频运动,研究它的传播特性,有助于深入理解其对岸滩演变、污染物、鱼卵等输移、迁移的影响。本文基于小波相干谱对所选实验波况进行了研究,分析了规则波、随机波入射情况下沿岸流不稳定运动传播特性,并讨论了入射波高、周期、坡度等对其的影响。结果表明,不规则波更易诱导出沿岸流不稳定运动,且在不规则波情况下,不稳定运动在沿岸方向相距4 m的两个断面上产生的相位差都约为±30°,与波浪入射角相近;随着入射波高的增加,非线性随之增强,更易诱导出不稳定运动,生成的沿岸流不稳定运动周期范围将增大;入射波周期对沿岸流不稳定运动的传播特性影响较小;坡度越陡越易诱导出超低频的不稳定运动。

城市道路跟驰车辆驾驶员视觉感知滞后效应的研究

根据驾驶员的视觉感知阈及城市道路交通特点,分别建立了城市道路中直道、弯道以及超车3种情况下跟驰车辆驾驶员视觉滞后时间的计算公式。从城市交通具体参数计算结果表明,跟驰车辆驾驶员总反应时间中视觉感知滞后时间是不可忽视的。

自闭特质个体生物运动信息感知能力研究

为评价自闭特质个体生物运动信息感知能力,采用自闭特质问卷(AQ)筛查出自闭特质组和对照组各35人,进行时距判断任务的生物运动信息感知能力测试。结果表明,在包含社会性线索的完整生物运动序列实验中,对照组主观相等点(PSE)值为-0.095±0.336,自闭特质组PSE值为0.104±0.252,两组PSE值差异有统计学意义(t=-2.796,P<0.05)。自闭特质组PSE值为正值,与"0"比较差异有统计学意义(t=2.434,P<0.05),即具有时距压缩效应。在去除社会性线索的杂乱生物运动序列实验中:对照组PSE值为-0.079±0.250,自闭特质组PSE值为-0.083±0.306,两组之间PSE值差异无统计学意义(t=0.061,P=0.951)。自闭特质个体对完整生物运动信息感知存在缺陷,表明自闭特质影响个体对于完整生物运动信息的加工。

闪光滞后效应的机制:时间错觉与空间错觉

闪光滞后效应(flash-lag effect,FLE)是指在与某运动物体相同的位置上呈现的闪光(flash)知觉上滞后于该运动物体的视错觉。本文简要介绍了有关闪光滞后效应机制的理论模型。笔者认为,目前各种理论的争议可归结为时间错觉假说与空间错觉假说之争,并在此基础上就今后进一步研究的方向提出了建议。

D维Brown运动增量的几个结果

讨论了d -维Brown运动的滞后增量 。

基于曲柄滑槽机构的扑翼飞行器设计

针对传统扑翼飞行器机翼拍打存在相位差的问题,设计了一种使用曲柄滑槽机构传动的扑翼飞行器,对其进行建模和仿真分析,制作样机并进行了实际飞行测试。制作的样机质量为26 g,翼展为340 mm,最高拍打频率为17 Hz。对曲柄滑槽机构进行理论分析,推导出该机构的运动学方程;利用SolidWorks软件对曲柄滑槽机构进行运动学仿真分析,研究了不同曲柄长度和不同拍打频率下扑翼飞行器的运动特性,确定了一个合适的曲柄长度;测试了不同电机型号和减速比下扑翼飞行器的功率消耗,确定一组低功耗的动力装置。研究结果表明,曲柄滑槽传动机构能够实现机翼无相差对称拍打,降低升力不平衡对机身的影响;在曲柄长度为4.5 mm时,机翼的上冲程角和下冲程角分别为45°和-15°,扑翼飞行器能够实现在空中稳定飞行。

微型雷达多柔体系统滞后特性

针对某微型雷达反射镜伺服系统,将影响微型雷达精度的关键部件设为柔性体,并根据实际要求添加约束和运动关系,利用MSC Adams和MSC Nastran软件对其进行多体动力学仿真,以研究正弦角位移运动函数和梯形角速度运动函数作用下电动机轴与译码器轴两端的滞后角度特性规律.研究表明,柔性体弹性振动的存在使第1电动机轴与第1译码器轴之间产生滞后现象;滞后角度的最大值与运动函数的周期和幅值均有关,并呈现非线性规律;在函数周期和幅值相同的情况下,梯形角速度运动函数所产生滞后角度的最大值明显小于正弦角位移运动函数;由于梯形角速度运动函数在加速段、匀速段和减速段频率不一致,因此会引发运动中的多谐波干扰和多模态振动等问题.

多点地震动合成简化方法研究

本文在前人研究的基础上给出了一种合成考虑空间相关性多点地震动时程的方法,该方法通过对互功率谱密度矩阵简化,只需要对迟滞相干函数矩阵分解,不需要对互功率谱矩阵进行Cholesky分解,避免了算数矩阵运算,提高了合成的效率。用该方法编制了相应的程序,给出了合成的算例。

二阶运动条件下闪现滞后现象的研究

闪现滞后现象(flash-lag effect)是指运动物体旁闪现的物体在知觉中物体落后于运动物体的现象。对这个现象,有一种解释认为视网膜上对运动刺激的外推机制对闪现滞后现象有相当的贡献。用视网膜外推机制不再有效的二阶运动刺激取代前人实验中的一阶运动刺激来研究闪现滞后现象,发现在视网膜推断机制失效的情况下,闪现滞后现象并没有减小,而是和一阶运动刺激条件下的量相当。结果表明,视网膜上的加工机制并不是闪现滞后现象的主要原因,并提示闪现滞后现象的机制可能位于一、二阶运动加工通道的汇合阶段以上。