基于激光雷达回波信号的雾天车道线快速检测

当前主要通过深度神经网络模型提取路面车道线,并设计能见度检测网络,根据车道线可见长度检测路面车道线。但是,在雾天,基于深度分割神经网络设计编码解码结构非相关因素过多,无法通过其提取车道线特征图,无法准确检测图像坐标系下可见车道线的高度。针对雾天驾驶时的视觉障碍问题,以激光雷达技术为支撑,提出雾天车道线快速检测方法。根据激光雷达回波信号中每个回波脉冲宽度级的扫描点数,采用最小类内方差算法,阈值分割路面与车道线扫描点,由3σ准则分离出车道线的种子点后,基于高斯核函数加权搜索的生长准则,经区域生长得到完整的车道线种子点集。基于密度的空间聚类算法二次聚类获取的车道线种子点集,得到车道线的识别结果。以识别结果为基础,建立抛物线模型,结合随机采样一致性算法和最小二乘法,依据拟合分值迭代取得最优模型,通过拟合完成车道线检测。实验结果表明:该方法屏蔽雾天干扰引起的非相关因素,清晰检测出雾天环境中的多种车道线。在雾天环境车道线检测中,交并比高于0.95,F1值高于96%,可以满足准确性和实时性需求,为雾天驾驶提供有效的解决方案。

基于抛物线插值的正弦波拟合算法

为了合理利用原始采集数据并提高正弦波形数据拟合重构的精度,在最小二乘法原理的基础上,提出了抛物线拟合细分最小二乘法拟合正弦波形的方法。根据所采集数据点的特点,将数据进行分段抛物线插值细分。按照数据间抛物线变化趋势增加拟合数据量,然后对细分后的数据进行最小二乘拟合得到正弦曲线的参数。通过软件算法仿真并进行了实验数据处理,结果表明,该算法合理利用了所采集的数据,可使正弦波形参数的相位估计重复精度从最小二乘的-4.555×10-4提高到1.367×10-4。

精确的互相关算法在超声波流速测量中的应用

互相关算法能够比较准确地计算出声波在流速正反2个方向上的传播时间,进而得出时间差,并根据时间差求出流体的流速。但离散的互相关函数峰值的精度取决于采样间隔的大小,间隔减小精度会相应提高,但在实际的应用中计算量也会大幅度提高。在以单片机为核心的测量仪表中,这种规模的计算通常是不会被采用的,找到一种更简便的计算方法是解决问题的关键。在离散的互相关函数峰值附近,利用抛物线算法可以得出更精确的互相关函数峰值。这种方法允许采样间隔较大,计算时间可大幅度缩短,使同一测量精度的计算时间从3.7 s缩短到0.9 s左右。

预应力锚杆复合土钉支护边坡稳定性分析

以极限平衡理论和土钉支护结构稳定性计算的条分法为基础,根据复合土钉支护结构和稳定性安全系数的关系假定滑动面为抛物线形,利用几何关系和积分法建立了最危险滑移面搜索模型和推导了稳定性系数的求解公式,并确定了滑移面几何控制参数与稳定性安全系数之间的函数关系。运用遗传算法对兰州某基坑的预应力锚杆复合土钉支护结构最危险滑移面进行动态搜索,并算出其稳定系数,最后与基于圆弧滑动面破坏模式计算的稳定性安全系数进行对比分析,结果表明,该方法在优化设计中能避免陷入局部最小值,同时证明了该方法进行计算的效率性和一定的准确性。

索道的悬链线算法研究

本文导出以下支点为原点的索道线形曲线——悬链线的方程，讨论了索道的悬链线精确算法，并以实例比较了在一个荷重下悬链线算法与抛物线算法的差异．

高重合度人字齿轮传动动态性能优化设计

对人字齿轮传动进行高重合度设计的分析,基于人字齿轮副承载接触分析技术,针对人字齿轮传动中主动小齿轮轴向浮动安装的特点,综合考虑齿轮时变啮合刚度、啮合冲击激励及误差激励等因素的影响,采用集中质量法建立了考虑修形的人字齿轮副弯-扭-轴耦合非线性振动模型,推导了系统无量纲运动微分方程,求解得到齿轮传动系统的振动加速度。以齿轮的振动加速度均方根值为优化的目标函数,针对该类复杂实际工程优化设计中适应值计算费时的缺点,提出了一种改进的具有适应值预测机制的遗传算法,优化得到了人字齿轮的基本设计参数及修形参数,提高了计算效率,通过实例分析验证了该优化方法的有效性。对加工的人字齿轮在减振降噪试验台上进行带载试验,对比优化前后的噪音分贝值,进一步验证了该优化方法对齿轮副减振降噪具有一定作用。

基于二维最大熵原理和改进遗传算法的图像阈值分割

传统的最佳直方图熵法对低信噪比图像的分割效果不理想,而二维最大熵法充分利用了像素的灰度分布信息和像素间的空间相关信息,提高了阈值分割的抗噪性能。本文对二维最大熵法进行了详细阐述和推导,对遗传算法进行了一系列改进,提出了一种新的类抛物线型变异算子。实验结果表明,二维最大熵法具有较强的鲁棒性,同时改进的遗传算法能够快速收敛到最佳分割阈值,其优化效果十分明显。

高重合度人字齿轮轮齿最佳修形优化设计

基于斜齿轮轮齿接触分析技术,建立了考虑人字齿轮典型安装误差的抛物线人字齿轮轮齿接触分析方法。综合考虑人字齿轮的传动误差与啮合特性,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法对高重合度人字齿轮的传动性能进行了多目标优化设计,该算法克服了优化结果的局部收敛,获得了人字齿轮最佳的齿廓、齿向抛物线修形参数。通过实例表明,修形优化后的齿面啮合印痕与传动误差较优化之前得到了明显的改善,有效地改善了高重合度人字齿轮的齿面偏载现象,降低了齿轮传动过程中的啮合冲击。对加工的人字齿轮在减振降噪试验台上进行带载试验,对比优化前后的噪音分贝值,进一步验证了该优化方法对人字齿轮副减振降噪具有一定作用。

承载索悬链方程求解的研究

导出在荷重下承载索的悬链线形方程 ,介绍如何应用两分法精确求解悬链线弹性伸长方程的方法 ,并以实例比较了在高程控制条件下抛物线法。

直扩/跳频测控信号捕获算法研究

指出了将直扩/跳频用于航天测控在信号捕获时的特殊性,针对这些特殊问题提出了混合扩频测控的捕获方案,并对其中的2个方面进行了改进。采用基于凯泽窗PMF-FFT方法来实现对频谱幅值的扇形衰减进行改进,采用抛物线插值法对多普勒估计时产生的栅栏效应进行改进。理论分析和仿真结果表明,与原有算法相比较,在相同积分时间内,凯泽窗PMF-FFT方法比直接PMF-FFT能够有效降低FFT输出的峰值衰减,减小频谱泄漏;抛物线插值测频能够有效减少频谱估计误差,从而利于后继跟踪的快速建立。

静电喷枪喷涂模型的数值模拟与试验研究

为了获得静电喷涂漆膜厚度分布沉积模型,对空气场-静电场耦合作用下的涂料粒子在平面涂敷件上的厚度分布进行了数值模拟分析,得到了空间静电场电势及场强分布。模拟了喷雾粒子的运动轨迹,得出喷雾粒子速度分布图,并分析电场对喷雾颗粒的沉积作用,分析结果显示在研究的范围内电场越强,沉积在工件上的喷雾粒子越多。通过试验验证了数值模拟结果,采用遗传算法对试验数据进行分析,得出漆膜厚度符合4阶多项式阶拟合曲线分布。

一个快速生成抛物线算法

基于Bresenham算法提出一个快速生成抛物线的新算法.该算法利用增量计算避免了乘方开方运算,从而减少了算法的运算量,同时利用拉格朗日中值定理从理论上将抛物线弧分成垂直线段、对角线段和水平线段,使得一次可以生成多个点,从而提高了算法的运行速度和绘制效率.

抛物样条算法在等值线平滑中的应用

在深入研究分段抛物样条算法的基础之上,采用Visual Basic. NET2005开发语言,最终设计并实现了基于该算法的闭合和不闭合的平滑抛物样条曲线绘制方法。并将该算法应用到雨量等值线的平滑中,取得了较为理想的效果。并采用均匀添加型值点的方式,使最终等值线的绘制更加科学化,避免相交情况的出现。

三种抛物线形断面收缩水深的直接计算公式

为了得到半立方、平方、立方抛物线形断面收缩水深的直接计算公式,通过对这3种抛物线形断面收缩水深的基本方程恒等变形,得到了一个无量纲收缩水深的高次方程。该方程无法直接求得其理论解,而继续推导得到了无量纲收缩水深的迭代公式。且利用1stopt软件,基于遗传算法,对给定非线性函数模型进行参数优化拟合,建立了半立方、平方、立方抛物线形渠道收缩水深的直接计算公式。误差分析和实例计算结果表明:在工程常用范围λ∈[0.01,0.6]内,半立方、平方、立方抛物线形渠道收缩水深的最大相对误差分别仅为0.064%,-0.091%,0.136%,直接计算公式形式简捷、精度高、使用范围广。

基于FPGA的步进电动机加减速控制器

为解决步进电动机加减速控制问题,给出了基于抛物线算法的FPGA实现方案,并在一片常用的可编程门阵列Cyclone I FPGA得到了具体验证。该方案综合运用FPGA可编程的逻辑功能,针对步进电动机控制特点,采样HDL硬件描述语言实现了SPI通讯模块、计数模块、ROM模块等功能。整个控制系统精度高、调节快,运行效果表明,在加减速过程中加速度与速度的平稳性有了较大的改善,并且占用很少的逻辑单元。

基于接触强度的最小尺寸凸轮机构设计

本文从凸轮副接触应力σＨ（ｒ，φ）的表达式出发，构造起其相当函数Ｊ（ｒ，φ）的三维立体图象，并借助此立体图象对最佳滚子半径ｒ＊的客观存在性给予了清晰、直观的几何解释和论证，最后给出了求解最佳滚子半径ｒ＊的通用有效算法。

频率域拉东变换加权约束反演压制层间多次波

松辽盆地拗陷期地层的多个强反射界面产生大量层间多次波,降低了地震成像的振幅保真度和垂向分辨率,影响中深层目标储层的预测精度。有效压制多次波是提高地震成像品质的重要环节,本文研究应用频率域拉东变换加权约束反演方法,实现层间多次波的叠前压制。"两宽一高"地震数据和测井资料的多次波分析表明,研究区多次波的数量多、阶次高、周期不同、能量各异,且多次波之间以及多次波与一次波干涉叠加,致使多次波的叠前时距特征不明显,有效压制难度大。在动校正后的CDP道集上,采用频率域抛物线拉东变换实现多次波与一次波快速分离;加权约束反演重构多次波,解决小炮检距多次波重构及有限炮检距引起的拉东域能量模糊现象;由实际地震道自适应减去重构的多次波,避免损伤有效信号。叠前压制层间多次波提高了研究区地震成像的振幅保真度和垂向分辨率,有利于薄层砂体预测。

利用实码加速遗传算法优化抛物线沉降预测模型

软土路基在外荷载作用下的沉降在时序上常表现复杂的非线性,采用抛物线模型可以较好地预测软基的沉降趋势,然而抛物线模型是一个复杂非线性方程。为此,基于位移反分析思想,提出利用实数编码加速遗传算法(RAGA)来推算抛物线模型参数的方法,基于Borland JBuilder9 Enterprise软件环境下编写了RAGA的计算程序,并将其应用于沪宁高速公路2个典型断面的优化拟合计算中。结果表明,RAGA能够更好地拟合实测数据,且RAGA具有求解速度快、计算精度高、算法控制参数设置简便、通用性强等优点。

适宜盐渍土地基的二次抛物线形渠道断面智能优化设计

新疆维吾尔自治区南疆地区盐渍化程度严重,盐渍土地基的冻胀、盐胀破坏对渠道边坡稳定造成极大危害。为了避免采用迭代计算法进行二次抛物线形渠道断面优化设计存在计算量冗杂、累计误差大及计算精度低等问题,建立了基于人工原子算法的盐渍土地基抛物线形渠道断面优化设计数学模型。以二次抛物线形状参数为自变量,在已知渠道底坡和糙率条件下,以设计流速和宽深比为约束条件,根据中小型渠道水力最佳断面与实用经济断面的倍比系数,采用人工原子算法优化形状参数,以确定渠道实用经济断面。将该数学模型应用于新疆塔里木灌区小四支渠,验证其有效性。结果表明:与试算法相比,该方法在中小渠道的断面优化设计中,计算流量误差仅为试算法误差的0.85%;采用该方法得到的抛物线形优化断面混凝土工程量较原矩形断面减少3.34%。

一种随机干扰数据的快速抛物线拟合算法

提供一种干扰数据的抛物线波形拟合方法,利用该方法在对接收的数据进行抛物线波形拟合的过程中,无需进行复杂的逆矩阵计算,因而可以提高信号处理的效率,满足探测器对数据处理的实时性要求。