融合黎曼流量子学习ChOA算法的三维航迹规划

针对传统方法的不足,提出一种融合黎曼流量子学习黑猩猩优化算法的三维航迹规划方法。为提高黑猩猩算法的寻优精度,引入非线性收敛因子均衡算法全局搜索与局部开发,设计自适应惯性权重提升算法全局搜索能力,融入黎曼流量子学习提高种群活跃度,避免生成局部最优解。建立三维航迹规划的约束模型和多目标代价函数,将航迹规划转化为多维函数优化问题,利用改进黑猩猩算法进行求解。实验结果表明,改进算法搜索精度更高,规划航迹能够规避所有威胁,具有更小的航迹代价。

基于亚像素定位的图像边缘检测策略研究

针对图像处理与计算机视觉技术中低对比度、边缘模糊图像的边缘检测问题,参考局部极值与梯度方向两种因素,并结合图像边缘方向趋势,提出了一种单像素边缘跟踪策略。相较于应用广泛的Canny算法,该跟踪策略无需设置全局阈值,实现方式更为简洁、高效;提取的图像边缘连续、平滑、完整,并有效地减少了图像边缘的冗余像素,进而提升了图像后续处理的效率;边缘跟踪方向抗干扰性强,具有较强的鲁棒性。为了减小检测的图像边缘与真实图像边缘之间的偏差、提高图像边缘检测的精度,参考边缘像素点的相邻区域灰度,以边缘像素点的梯度分布为依据对该像素点进行亚像素定位。经实验验证,经过亚像素优化的图像边缘检测策略可用于检测边缘模糊、对比度低的图像,检测的图像边缘完整、连续且平滑。该策略有效地消除了程序运算中引入的截断误差,提升了图像边缘检测精度,且适用于亮度5~100000 lx的高动态成像场景中。

基于机器视觉的闸坝表面位移非接触式监测方法

针对闸坝表面位移常规监测方法劳动密度高、监测频次低,且难以实现长期稳定监测等问题,提出一种融合时空特征的闸坝表面位移非接触式智能监测方法。该方法采用人工靶标作为标志物,以摄像机为采集设备,通过无线传输图像信息,利用加权分布的自适应伽马修正(AGCWD)与边缘感知因子改进的加权引导滤波(WGIF)增强低照度图像的特征表达能力,通过计算机搭载基于贝叶斯框架的时空上下文信息(STC)算法深度挖掘靶标图像上下文时空信息,进一步地,引入曲面拟合获取靶标的亚像素级位移时程信息,实现闸坝水平和垂直双向表面位移的亚像素级非接触式监测。实验室与现场试验结果表明,不同实验场景下位移监测数据与校验数据高度一致,误差小于0.05 mm;相比于图像优化处理方法,基于AGCWD与WGIF的图像优化处理方法的峰值信噪比提升2.70%,信息熵增加4.91%,标准差降低2.63%;相比于目标追踪算法,基于曲面拟合的STC目标追踪算法的现场监测数据较同类目标追踪算法精度提升48%,可为闸坝表面位移监测提供高精度的解决方案。

多频段共口径遥感信号接收天伺馈系统设计

针对多频段遥感信号接收系统对S/C/X/Ku/Ka五频段信号共口径接收、高精度指向和全空域过顶稳定跟踪需求,研制了一种多频段遥感信号接收天伺馈系统,解决了天线多频段共口径接收和波束窄、信号难捕获跟踪的技术难题。提出并采用“频率选择副面+旋转”换馈方式、高精度筋开槽微应力胶粘面板、时间最优的非线性多模自适应跟踪控制技术,实现了多频段信号高可靠共口径接收和高精度指向及稳定过顶跟踪。对塔测试结果表明,所设计的多频段共口径接收天伺馈系统具有优良的性能,天线增益、第一旁瓣电平、差波束零深、跟踪精度和指向精度等各项指标均满足指标要求;对星动态跟踪测试表明,Ka频段指向均方根误差优于0.0136°,Ka频段跟踪方位均方根误差优于0.0056°,俯仰均方根误差优于0.0045°。验证了所提天伺馈系统设计的有效性,可用于指导多频段大口径遥感接收天伺馈系统设计。

北黄海东部次盆地构造热机制与成烃效应

北黄海东部次盆地属于中新生代小型叠合断陷盆地,是我国海域勘探程度较低的一个盆地,对其经历的复杂构造-热演化史尚未有相关研究。本文利用镜质体反射率(R_o)和磷灰石裂变径迹(AFT)两种古温标进行多方法的热史模拟,获得了盆地中新生界的热流史及地温梯度的变化,并恢复了盆地的剥蚀量及抬升剥蚀过程,在此基础上研究了盆地内烃源岩的热演化历史。结果表明,东部次盆地从中侏罗世至今,经历了古热流由高(75~90 mW/m^(2),120~100 Ma)到低(60 mW/m^(2),40 Ma),然后再升高至现今(70 mW/m^(2))的过程,且早期(100~70 Ma)降温缓慢,后期(70~40 Ma)降温快速。古地温梯度相应地呈现由高(34~36℃/km)到低(23℃/km),再升高(28℃/km)的变化趋势。东部次盆地晚白垩世之前的古地温梯度和古热流高于现今的地温梯度和热流,这与盆地由断陷阶段-坳陷阶段的演化过程一致。东部次盆地晚白垩世—始新世经历了较强的抬升剥蚀,地层的剥蚀厚度为1.0~1.5 km,在100~90 Ma地层沉积开始缓慢或停止,明显的剥蚀过程发生在85~40 Ma,其中70~40 Ma为快速剥蚀阶段。东部次盆地的构造热演化史影响了盆地内烃源岩的生烃过程。中上侏罗统两套烃源岩都存在早期(晚侏罗世—早白垩世)生烃过程,在中部坳陷内的主体生烃坳陷,晚白垩世—始新世地层剥蚀厚度较小,且渐新世之后地层沉积厚度较大,现今能够达到的地温也越高,有利于烃源岩晚期生烃,证实了该盆地具有一定的勘探潜力,应围绕主体生烃坳陷寻找有利成藏区。

基于马尔可夫残差修正灰色模型的轨道质量指数及其分项预测

为研究轨道质量指数(Track Quality Index,TQI)及各分项值的变化趋势,本文考虑动检数据的非等时距特征,构建了关于TQI及各分项值的一阶灰色模型。原始数据经过累加变换后,利用最小二乘法求解模型的灰参数,并引入马尔可夫残差修正方法对灰色模型进行修正。通过对比修正前后灰色模型TQI及各分项的输出值(拟合值和预测值)与实测值,验证残差修正对提升模型预测精度和降低预测误差的改善效果。结果表明:经马尔可夫残差修正后,灰色模型TQI及各分项输出值可以较好反映其波动情况;与修正前灰色模型相比,修正后灰色模型TQI预测值与实测值的平均误差由1.59%降至0.89%,整体预测精度由2级提升到1级;TQI各分项预测值与实测值的平均误差由3.18%降至1.42%,整体精度由2~4级提升到1~2级。从降低误差和提升预测精度两方面看,修正后灰色模型的预测效果明显提升。

差异化导向下江苏高校高质量发展综合考核的实施路径分析

自2019年以来,江苏省率先在省属高等院校实施综合考核,既检验了各高校办学实效,也进一步推动了各高校内涵建设发展。江苏高校综合考核历经四年的实践探索,取得了明显的成效,但也存在着诸如高校在凝练办学特色方面欠缺、目标定位模糊、核心内涵建设主观能动性较差等问题。本文对差异化导向下江苏高校高质量发展综合考核实施路径进行分析,充分考虑各校办学差异、特色,旨在打造“共性+差异性”考核体系,开展差异性、针对性考核,最大限度地激发高校实现自身内涵建设和特色发展,获得良好的考核结果。

基于机器视觉的齿轮中心定位算法

齿轮加工精度影响因素复杂,精度测量要求高,齿轮中心(基圆圆心)的定位精度在检测过程中至关重要。为降低工业视觉检测中缺陷与噪声对齿轮中心定位精度的影响,文章提出一种齿顶圆弧分割结合改进随机抽样一致性(random sample consensus,RANSAC)算法定位齿轮中心。对采集的齿轮图像采用Canny算子检测边缘,使用Freeman码进行边缘跟踪;以最小二乘法拟合得到圆心粗基准,通过比较轮廓点到粗基准的距离快速分割出齿顶圆弧;采用亚像素边缘与更精确的阈值对圆弧进行精分割,并结合随机抽样一致性算法对圆弧进行拟合,得到齿轮中心。实验结果表明该算法具有较高的定位精度和较强的实用性。

重载铁路18号道岔聚氨酯固化道床力学特性

针对重载铁路道岔区枕下道床受力及轨下道床位移不均匀的问题,基于多体动力学和有限元方法,建立列车-道岔-路基模型,在全固化断面及轨下梯形固化断面道床的基础上,根据道岔区道床各位置的受力分布,提出了一种新的聚氨酯固化形式。对比分析列车直向和侧向过岔工况下,采用三种固化道床及碎石道床时道岔区关键断面的枕下道床应力和左右侧轨下道床位移差。根据各区域枕下道床受力特性,转辙部分采用轨下梯形断面固化方式,连接部分采用全断面固化方式,辙叉部分采用全断面多级固化设计。结果表明:设计的聚氨酯固化道床应力分布更均匀,左右侧轨下位移差较小;对辙叉区改善最显著,与碎石道床相比,直向与侧向过岔时道床应力分别降低41.11%、39.57%,左右侧轨下道床位移差分别降低28.43%、90.73%。

面向复杂环境的圆形标志高精度定位方法

标志定位精度影响着视觉测量的精度,针对复杂环境测量标志自动定位精度不高的问题,本文提出一种基于亚像素弧段法的圆形标志中心定位方法。该方法首先对预处理图像进行边缘检测与跟踪,提取亚像素边缘序列,再利用边缘显著点与弧段几何特性对边缘序列进行中心约束,有效剔除伪圆弧特征,然后用更高效的相对位置约束与内接三角形约束对边缘弧段进行重组,最后对弧段组进行最小二乘拟合实现标志中心精确定位。本文通过提取亚像素弧段序列与更高效的弧段重组方法,提高了定位精度的同时,减少了弧段重组的时间。实验表明,在模拟图像的定位精度达到0.007 pixel,动态位移实验中精度达到0.05 mm,在光照变化、噪声、遮挡等不良条件下均能够满足视觉测量实时定位的需求。

电缆次周期扰动电压特征提取方法

电缆发生绝缘缺陷时会引发次周期扰动电压现象,提取扰动电压特征对及时检测绝缘缺陷、保障电缆安全运行具有重要意义。对此,提出了一种电缆次周期扰动电压特征提取方法。首先,通过试验获取电缆次周期扰动电压波形并定义扰动波形的时间和幅值两个特征参数。然后,通过STKF(强跟踪卡尔曼滤波)快速跟踪电压幅值变化,设置自适应参数抑制GMM(高斯混合模型)的参数波动,结合STKF与GMM提取扰动电压特征参数。最后,通过试验获取的扰动电压数据进行算法测试,并分析高斯混合模型中自适应参数、采样频率、检测算法的死区对特征参数提取的影响。MATLAB仿真结果表明,电压采样频率在2.25 kHz及以上时计算结果相对稳定,验证了所提方法能够提取电缆次周期扰动电压特征参数。

星下点轨迹恒定的低轨星座构型设计方法

为探寻适用于低轨巨型星座的构型设计方法,提供了一种所有卫星共星下点轨迹,且该轨迹固定不变的低轨恒定轨迹星座构型解析设计方法。该构型用回归因子、卫星总数两个参数进行编码。首先,利用平均轨道根数思想,建立了地球非球形摄动带谐项阶数为J 4条件下的回归轨道设计解析模型。其次,根据卫星与地球相对运动规律,确立了满足共星下点轨迹条件的解析式。最后,结合回归轨道设计与共星下点轨迹设计思想,建立低轨恒定轨迹星座构型设计模型。最终仿真结果表明,该构型设计方法符合所有卫星共星下点轨迹、且轨迹固定不变的设计预期,验证了本构型设计方法的有效性。本星座构型具有形式简易、构型易维持、覆盖范围广的特点,确保了空间系统与地面系统的方位一致性,极大程度降低了星地系统协同的复杂度。

低轨道卫星重复周期的设计方法及其对重力场反演的影响

研究低轨卫星重复周期的设计原理,给出相应的计算公式。基于此对不同轨道高度卫星的重复周期进行数值仿真,并利用动力学方法分析不同重复周期轨道星下点轨迹的空间采样对重力场反演精度的影响。结果表明,卫星的重复周期与其轨道高度的变化并不成线性关系,并且在顾及重力场时间分辨率的情况下,长重复周期能够提高卫星地面轨迹的空间采样,为重力场解算提供较好的条件。

基于发布订阅结构的计算机视觉跟踪研究

文中报道了使用发布订阅中间件搭建的一个跟踪系统,通过单摄像头采集图像,经过分析处理,计算出运动物体的相对位置,同时控制摄像头转动,对运动物体进行实时追踪.整个系统主要包括4个方面,以发布/订阅为中心结构连接3个子系统、目标获取、目标跟踪、采集摄像头控制.文中为卡尔曼滤波定义了新的向量,预测目标运动趋势;根据物体的运动信息自行设计了摄像头控制程序.算法有充分的理论依据和实验验证.

时空数据库基态修正模型的扩展

本文分析了几种有代表性的时空数据模型的特点和存在的缺陷 ,认为在许多时态 GIS应用领域中 (如土地管理信息系统 ) ,采用扩展的基态修正模型较为适宜 ,提出了采用历史库、过程库和现实库对时空过程和时空关系进行描述的思路 。

遮挡环境下采用在线Boosting的目标跟踪

针对被跟踪目标在发生严重遮挡时采用基于自学习方法的在线Boosting算法易导致错误累积而产生"漂移"甚至目标丢失的问题,提出了一种基于子区域分类器的在线Boosting算法。首先,将特征池划分为多个子区域分类器对应的子区域特征池;然后,在跟踪过程中自适应地选取子区域分类器来组成强分类器以剔除被遮挡子区域对目标定位的影响;最后,采用对子区域特征池进行部分更新的方法有效解决了特征在线更新时的错误累积问题。对不同视频序列测试的结果表明,当目标大面积被遮挡时本算法能准确定位目标,目标大小为36pixel×40pixel时的处理帧率为15frame/s。与传统在线Boosting算法相比,本算法对发生严重遮挡的目标仍能进行准确跟踪。

视觉模型标定中的高精度图像特征提取算法

针对平面网状标定样板建立了一种获取图像特征的高精度提取算法经过亚像素边缘提取和边缘跟踪等步骤,区分开样板图像中的十字线与小方块,确定十字线的中心线与小方块的中心点,获得精确的图像特征对噪声仿真图像和真实图像进行处理。

基于SAR影像偏移量获取汶川地震二维形变场

本文以ALOS卫星PALSAR影像为数据源,采用强度图像偏移量方法获得的整个汶川地震地表二维形变场显示,整个映秀—北川地表破裂带全长约240km,从西南端的虹口往北东方向一直延伸到青川县附近,在虹口及北川县城所在地为两个形变量最大区域,偏移量可达4～6m,局部更是达到了6～8m.在高川乡附近出现一斜列拉分阶区,宽约8～10km.在映秀—北川断层的地表破裂迹线南侧约12km处还有一条汉旺—白鹿次级破裂带,从漩口镇一直延伸到秀水镇,长度大约100km,在白鹿附近形变量较大,可达3～4m.另外在小鱼洞附近可见一个NW走向、长宽约10×5km、形变幅度达3～4m的连接以上两条破裂带的地表破裂带,性质为逆冲兼具左旋走滑.研究表明,利用SAR影像偏移量法能够获取近场几米量级的大形变量及客观揭示断层破裂迹线的真实形态和分段特征,可以成为野外观测、InSAR等手段的有益补充,综合以上几种观测手段,优势互补,我们可以构建更为真实的断层模型,进而对汶川地震的复杂破裂过程有更深入的了解.

复合轴精密跟踪技术的应用与发展

复合轴是双通道控制的一种实现结构,可大幅度提高光电跟踪系统的跟踪精度和响应频率,在光电跟踪观测、激光通讯和光束稳定控制中有着广泛应用。在高精度跟踪控制领域,复合轴控制技术是实现微弧度角秒级甚至亚微弧度非常有效的手段。文中介绍了复合轴跟踪系统的基本原理和主要技术问题。在复合轴控制系统中,主轴、子轴的控制带宽匹配是实现复合轴控制技术的前提,子轴(快速反射镜)的精度是复合轴精度的制约。重点分析了复合轴跟踪系统近年的发展与技术进步,如多重复合轴、虚拟复合轴以及自适应光学和复合控制等技术在复合轴系统中的应用等。

减振轨道形式对地铁曲线上钢轨磨耗影响的仿真

针对地铁线路普遍存在的钢轨磨耗现象,运用Simpack数值模拟虚拟样机技术和有限元软件Abaqus,建立地铁车辆轨道耦合动力学模型,针对车辆行驶于4种减振轨道曲线线路时,对轮轨磨耗、减振器扣件地段加密措施、梯形轨枕枕下刚度和参振质量调整措施进行了仿真模拟计算分析.结果表明:对于抑制钢轨波磨,板下减振和枕下减振方式在小曲线半径曲线地段使用效果要优于既有刚度和间距条件下的减振器扣件和Vanguard扣件;对于抑制钢轨侧磨,板下减振和枕下减振方式的效果也相对较好;减振器扣件间距加密措施、梯形轨枕枕下刚度及参振质量的增加,对减磨有一定作用.