自适应卡尔曼滤波在杆塔作业智能防坠中的应用研究

目前输电线路杆塔作业存在高空坠落的安全隐患,为提高杆塔作业人员作业的安全系数,提出一种基于自适应卡尔曼滤波的杆塔作业目标跟踪方法。文章结合跟踪目标运动特点,采用匀速运动模型为研究模型,对系统离散模型进行自适应卡尔曼滤波理论推导;在不同噪声和异常数据下对比分析了传统卡尔曼与自适应卡尔曼的跟踪性能。分析结果表明,自适应卡尔曼滤波算法能够较好地跟踪预判目标轨迹,能够适应复杂的跟踪环境,可应用在杆塔作业智能防坠系统中。

基于改进YOLOv5s的塔机危险区域识别方法研究

提出了一种基于改进YOLOv5s的塔机作业中坠落危险区域识别方法。通过在目标检测网络中嵌入通道注意力模块、添加小目标检测层、更改边框损失函数改进优化YOLOv5s模型,利用改进YOLOv5s模型识别吊钩并确定坠物落点范围。结果表明,改进YOLOv5s模型检测效果得到提升,且模型占用计算机资源小。

基于集成YOLOv5算法的输电线路杆塔目标检测

杆塔是输电线路中的重要组成设施,其安全直接影响电网电力输送的安全稳定。根据遥感影像中杆塔小目标识别精度低等问题,研究基于YOLOv5s和YOLOv5x算法进行集成建模,并加入加权框融合(weighted boxes fusion,WBF)推理机制,借助高分辨率遥感杆塔影像数据集进行模型训练测试,并对数据集做测试时增强(test-time augmentation,TTA)。实验结果显示:与单模型识别结果相比较,集成YOLOv5模型识别精确度、召回率、mAP@.5显著提升,分别达到0.952、0.944、0.929;并且在一些复杂背景、不同光照环境和不同天气条件下模型都具有良好的识别效果,具有较强的鲁棒性。

机场目标可见性性能建模与分析

机场场面目标的可见性是塔台管制员监视和指挥机场场面活动的基础,是机场塔台选址和建设的首要参考指标。在描述机场目标可见性基础上,明确可见性概念,提出目标可见性评估过程;借鉴光电成像技术,建立机场目标可见性模型,包括目标鉴别方法、目标任务性能、人眼对比度阈值函数、大气调制传递函数等。以国内某新建机场为例,对提出的数学模型进行了仿真计算,并以此为基础设计了机场现场目标可见性测验方法,由15名管制员进行测验。结果证明,测验与模型仿真在目标可见性趋势上是一致的。表明仿真模型具有一定的参考意义,可作为机场目标可见性的定性参考。

凝汽器压力应达值的确定方法

以带有自然通风冷却塔的闭式循环供水机组为例 ,把凝汽器和冷却塔作为一个整体 。

海底沉管对接测量

提出了沉管几何形状的主要检测参数,建立了测量方案;给出了准确求取对接面法线方向和平整度的数学模型;论证了严密平差解算端面尺寸及中心坐标的理论;分析了安装棱镜塔前管段位移给其相对关系确定带来的影响,给出了测量方案和算法;分析了对接面与管段中心线夹角误差对沉放后线路位置的影响,提出了控制隧道轴线偏差的措施;建立了沉放过程中实时显示管段位置的测量方案与计算理论;结合某海底隧道工程,介绍了沉管隧道对接的测量理论和方法.

机载雷达图像目标识别模型仿真研究

机载视觉雷达对目标准确标识别,关系到航空领域的安全。机载视觉雷达的目标识别多是高空作业,识别的目标图像信息易受到飞机倾斜角度、高空外部噪声干扰、机身异常抖动、被测物体的抖动和采样速度过低等因素的干扰,使得识别目标区域模糊,可识别特征发生严重衰减。传统机载视觉雷达的目标识别方法中,在运动状态下对高空目标的图像衰减特征分割一直很困难,分割过程会出现过分割和欠分割的问题,导致目标识别结果不理想。提出采用机载视觉雷达倾斜状态下的目标识别方法,得到图像中对地目标的运行速度,通过雷达视场距离的标定成像几何原理,将地面目标三维场景投射到二维象平面中,并采用数据链驱动无缝集成模式来运算识别地面目标的实际数量,获取准确的塔机目标识别检测结果。实验结果说明,所提机载视觉雷达倾斜状态下的目标识别模型获取的地面目标识别更加准确,并且具有较高的检测效率和精度。

红外前视对一类特殊建筑目标识别技术研究

针对电厂冷凝塔一类具有建筑规范的特殊建筑物,尝试在缺少其它基础地理数据保障的条件下,通过对冷凝塔外形的参数建模生成不同视点的参考图。在此基础上,针对红外/可见光多模图像匹配的特点,对自动目标捕获方案中模板匹配的相似性测度计算方法进行了研究。提出了基于梯度矢量相关系数的计算方法,将梯度信息作为红外/可见光多模图像的共性特征,匹配方案中不仅利用了图像点的梯度值,还充分考虑了该点的梯度方向信息。大量试验结果表明,该方法在识别性能上优于传统的灰度或轮廓匹配算法,匹配性能有较大的提高。

阵形畸变对拖线阵三维探测性能的影响及补偿技术

针对拖曳阵阵形畸变导致的目标检测不准确问题,首先,分析了阵形畸变对拖线阵三维探测性能的影响,并论证了利用实际阵形在垂直方向形成的孔径实现对目标深度信息提取可行性;然后,依据拖线阵中姿态与深度传感器监测数据,提出一种基于阵形自动拟合的三维补偿技术;最后,通过三维补偿技术修正导向矢量,降低导向矢量与协方差矩阵之间不匹配度,解决阵形畸变所导致的目标检测不准确问题。数值仿真结果表明,对畸变阵形进行三维阵形估计和补偿,实现了对未知目标的三维探测,且避免了标校声源对拖线阵实时探测目标的影响,便于工程应用。

海底沉放结构物的位移监测

船坞内制作的大型结构物浮运沉放到海底的支撑基础上之后,受其自重及基础强度等因素的影响,在其初期会有一个明显沉降过程;为研究其沉降规律性,须对其进行监测。由于结构物在海水面以下,其底部位置靠测量设置的塔目标位置反求。通过对某电厂取水工程的海底取水头监测,介绍了监测方法及其沉降数据规律。

高分辨率SAR卫星监测特高压输电铁塔形变

针对灾害条件下特高压输电线路及铁塔广域监测应用的现状和需求,研究了利用高分辨率合成孔径雷达(SAR)卫星监测特高压输电铁塔及其形变的技术。首先,分析SAR成像的特点,研究高分辨率SAR图像中特高压铁塔的目标特性和目标识别技术,利用峰值检测算法对武汉特高压交流试验基地中的特高压铁塔进行识别。然后进行了特高压铁塔形变实验。结果表明,利用SAR目标识别技术可以提取特高压输电铁塔的主要结构,利用高分辨率SAR图像监测特高压铁塔较大形变的方法具有可行性。

视频差异化分析在输电线路杆塔防盗系统中的应用

针对当前电力输电线路杆塔塔材、导线等被盗现象频繁发生的问题,结合国内外研究现状,提出一种基于视频差异化分析技术的输电线路杆塔智能防盗监控技术。该技术采用基于Kalman滤波的背景差分法与Cam-shift相结合的目标检测跟踪方法,分析处理输电线路杆塔附近环境的视频图像并自动报警,实现智能监控。在山西省晋中供电分公司220 kV输电线路杆塔防盗系统的应用实践表明,该方法可为电力系统安全提供有力保障。

基于超声时序神经网络目标识别的塔机安全预警

为实现塔机失稳监测和防碰撞的安全预警功能,改善塔机被动安全模型存在的低成本、主动性、灵活性、快速性和及时性的不足,通过分析目标物特性与超声时序信号相关特征及测距值特征的关系,结合Elman、SOM网络,构建了基于超声时序神经网络目标识别的塔机安全预警系统,可以实现对扭转角和障碍物的信号采集、数据融合、主动预警功能,试验结果表明该系统可以达到预期的低成本、高速度、高精度的塔机工作要求。

一种塔式起重机顶升过程中视频特征实时识别方法

如何进行塔式起重机顶升过程中安全监控一直是研究热点之一,近来顶升过程中视频特征识别受到普遍的关注,其中实时可靠的算法研究是其重点之一.提出了一种塔机顶升过程中识别螺栓、销轴等视频特征目标的方法,通过实例验证了其可行性.该方法利用三帧差分法和背景差分法相结合,提高了复杂背景下识别目标的效率和准确度,为塔机顶升加节环节的智能辅助判断提供了有效方法.

基于高分辨率SAR影像的高压输电线路杆塔检测方法

高压输电杆塔是电力系统中最重要的基础设施之一,其运行状态决定着整个电网的运行稳定和安全,对其运行状态的监测是高压输电线路监测的重要部分.提出利用高分辨率合成孔径雷达图像检测高压输电线路杆塔目标.由于在高分辨率SAR图像中,输电杆塔目标表现出明显的轮廓信息,利用G0分布参数模型和自相似性特征对输电杆塔目标进行检测分类.实验结果表明,该方法能够很好地实现在复杂场景中输电杆塔的目标检测分类.

夜间塔影图像目标识别方法的仿真研究

对夜间塔影图像目标进行准确识别,可以提高夜间塔影图像的成像质量和夜间塔影图像识别性能。进行夜间塔影图像目标识别时,需要对夜间塔影图像特征点进行不断的匹配,依据匹配结果对夜间塔影图像目标进行识别,传统的角点提取和特征匹配的夜间塔影图像目标识别算法,在SIFT特征点匹配过程中容易出现信息丢失和失真,降低了夜间塔影图像目标识别效果。提出一种基于夜间塔影图像自适应匹配投影和塔形分解的夜间塔影图像目标识别方法。改进方法是建立在对模糊夜间塔影图像的特征提取和多层净化处理的基础上,用离散Dopplerlet变换对夜间塔影图像进行时频重构,对高频夜间塔影图像进行降嗓处理,运用夜间塔影图像自适应匹配投影塔形分解对夜间塔影图像的灰度像素值进行增强,完成夜间塔影图像目标识别方法的改进。仿真结果表明,改进算法能有效去除或减弱噪声的影响,有效避免信息失真,最终良好实现了夜间塔影图像目标识别。

基于Faster R-CNN的火电厂冷却塔检测及工作状态判定

针对目前火力发电厂检测研究较少、识别难度大、工作状态监测少等问题,提出一种以冷却塔为关键地物目标的火电厂冷却塔检测方法,并根据冷却塔是否排气判定电厂工作状态。基于Faster R-CNN深度学习网络,通过设计对比实验,对冷却塔及其工作状态特征进行精确提取,并对检测及判定结果进行验证。实验结果表明,该模型在目标工作状态检测中,选取8个不同区域验证,均取得理想效果。由此可见,Faster R-CNN模型能准确检测电厂冷却塔,可有效判定火力发电厂工作状态并具有多区域适用性。此外,该方法也可迁移至城市内具有排气现象的其他大型工业地物目标工作状态判定中。研究成果可有效服务于城建部门对局域环境的监管,具有较大的应用潜力。

分布式塔台模拟机中同步渲染算法的研究

基于分布式的塔台模拟机中,难点是多机渲染的同步问题。文中提出一种使用双网结构的塔台模拟机体系结构,并从渲染空间同步、动态数据同步、帧同步和输入控制同步四个层次对多机渲染同步的问题进行分析,同时给出了相应的解决方案。在解决帧同步问题时,提出一种结合网络流量控制以及运动目标线性预测算法的改进桶同步算法,解决了多机渲染同步和三维运动目标平滑跨越多机多屏等技术难题。

铁塔构件制孔尺寸机器视觉在线检测系统设计

针对目前铁塔构件制孔尺寸检测采用人工样板比对的方法而导致的误检和漏检现象,依据不同的铁塔构件有不同的制孔形位尺寸的特性和铁塔构件制孔加工的过程,设计了铁塔构件制孔尺寸机器视觉在线检测系统。通过对固定好的工业相机进行标定,确定铁塔构件制孔尺寸图像像素坐标和世界坐标的关系,并利用行程开关控制工业相机自动采集铁塔构件图像后,用LabVIEW软件对采集到的铁塔构件图像依次进行数字图像预处理、目标图像轮廓特征及区域特征的提取、铁塔构件制孔尺寸图像目标识别操作,从而实现铁塔构件制孔尺寸机器视觉在线检测。结果表明该检测系统能够检测出铁塔构件制孔的数目、位置并且检测直径为24mm的孔的误差在±0.1mm范围内,即可以完成铁塔构件制孔尺寸机器视觉在线检测工作。

CTST立体传质塔板在分子筛脱蜡装置上的应用

中国石油抚顺石化公司石油三厂分子筛脱蜡装置是生产液蜡的二次加工装置,该装置的V-403塔主要作用是分离C13和C14,在运行期间,V-403塔底C14组分中含有大量的C13,无法对目标产品迚行有效分离,至高效产品C13组分流失。装置负荷越大,分离效果越差,装置负荷无法提高。该塔采用CTST立体传质塔板后,分离效果大幅提高,达到预期效果。