基于Visual C++的单板表面缺陷图像检测软件开发与应用

针对单板中的死节与裂缝缺陷,利用VisualC++2017(VC++)与OpenCV编写缺陷图像检测程序。先将RGB图像进行分数阶主成份(principal component analysis,PCA)转换,再对得到的三通道灰度图像进行Chan-Vese (CV)分割;最后对二值图像面积滤波,根据长宽比检测出死节与裂缝。结果显示:此程序可去除大部分噪声,很好地实现单板表面死节和裂缝缺陷的提取和检测。

Visual Prolog在专家系统故障诊断中的应用

针对故障诊断的特点,利用Visual Prolog语言在知识表示及逻辑推理过程中的优势,以流程工业中易发生事故的催化裂化装置为例设计并实现了基于规则的故障诊断专家系统。用事实和规则这2种构成Visual Prolog语言的短语进行知识库和推理机的编写。通过在催化裂化生产装置的实际应用表明,该诊断系统效果良好,能够对出现的多数异常工况进行有效的推理及分析,及时查找出故障原因,并提供相应的故障处理措施。

结合视觉Transformer和CNN的道路裂缝检测方法

提出了一种结合视觉Transformer和CNN的道路裂缝检测方法。利用CNN来捕获局部的细节信息,同时利用视觉Transformer来捕获全局特征。通过设计的Fusion特征融合模块将两者提取的特征有机地结合在一起,从而解决了单独使用CNN或视觉Transformer方法存在的局限。最终将结果传递至交互式解码器,生成道路裂缝的检测结果。实验结果表明,无论是在公开的数据集上还是在自建的数据集上,相较于单独使用CNN或视觉Transformer的方法,所提出的方法在道路裂缝检测任务中有更好的效果。

基于眼动追踪的视觉交互式裂缝检测方法

定期检测混凝土表面的缺陷对延长基础设施的使用寿命能够起到重要的安全保障作用.针对人工检测混凝土效率不高,计算机视觉方法在复杂场景中易出现误判的问题,将基于眼动追踪的视觉交互方法引入损伤检测,提出一种智能裂缝检测方法.首先利用眼动跟踪技术提取人眼信息,实现对疑似裂缝特征信息的定位交互;然后结合训练的深度神经网络模型对疑似裂缝区域进行精细化识别和分割,实现复杂场景图像下裂缝识别和提取.在桥梁损伤数据集CODEBRIM中的裂缝类集上进行眼动交互定位实验和裂缝识别实验,结果表明,所提方法的定位精度为90.6%,判别精度为83.1%,与其他方法相比精度更高,且定位识别效率和准确率高,可用于结构健康监测.

超深层油气相态转化过程及其控制因素:来自原油可视化热模拟实验的启示

超深层油气相态转化过程及主控因素缺乏系统的实验研究,也缺少对转化过程的可视化直观呈现。为研究超深层油气相态转化过程及主控因素,以SHB7井正常原油为研究对象,开展了原油相态转化过程的在线及离线可视化观测实验。得出如下结果:(1)在热模拟实验温度达到原油发生裂解的起始温度之前,原油的红绿熵值(Q650/500)在升、降温过程中发生可逆变化,说明原油荧光不仅受油成分、密度的影响,还受到温度本身的影响。(2)在实验温度达到原油发生裂解的起始温度之后,原油的Q650/500发生不可逆的变化,指示油的成分受热裂解的影响发生了不可逆变化,并且随着模拟温度的增高原油中液态烃的含量呈减少的变化趋势,而沥青的含量呈增加的变化趋势,表明温度是控制原油热裂解及相态转化的关键因素。(3)对比0.1℃/min、0.7℃/min、5℃/min升温速率下原油的荧光演化,热解后残余油发生荧光(成分)分异的温度点依次升高,表明升温速率越小越有利于原油的热裂解,因此长期缓慢升温的地质条件下不利于液态烃的保存。(4)对比不同油充填度的样品实验结果,可知原油经历过Ro=1.89%的热演化后,压力增加促进了原油的热演化。所以,压力不一定抑制液态油裂解转化,反而有可能促进热裂解转化。综合原油热裂解的可视化分析结果,将原油热裂解过程划分三个阶段:第一阶段的Ro范围是0.80%~1.24%,重质饱和烃优先裂解,原油中的饱芳比下降,液态烃荧光颜色发生红移;第二阶段的Ro的范围是1.24%~1.55%,该阶段大量的芳烃缩合成固体-半固体沥青并在降温后附在管壁,导致残余油的饱和烃相对含量略微升高,液态烃荧光蓝移。第三阶段的Ro大于1.90%,芳烃继续缩合形成固体-半固体沥青,毛细管中的烃类在室温下出现明显荧光分异现象,其中发蓝色荧光的烃类为由非极性饱和烃为主要成分的轻质油,而发橙黄色荧光的烃类为由极性沥青质为主要成分的重质油。这种荧光分异现象或可为同一微域下不同荧光颜色的油包裹体共生提供解释。塔里木盆地顺北油气田的油气分布规律验证了实验结果中温度和压力对油裂解的控制作用。

基于Mask R-CNN模型的铁路隧道衬砌机制砂混凝土裂缝视觉检测

铁路隧道衬砌结构裂缝图像具有复杂的灰度分布和变化特征,局部和全局的多特征信息会干扰跟踪方向和边界跟踪参数,模型可扩展性受限,检测准确率较低。为此,提出基于Mask R-CNN模型的铁路隧道衬砌机制砂混凝土裂缝视觉检测方法。首先输入分段线性变换后的砂混凝土裂缝图像,抽取阈值,生成连通域标识,再以像素点为背景点,在Mask R-CNN模型中,同时检测裂缝区域的位置和标记像素级的边缘掩膜,判定裂缝边界起点与裂缝宽度;然后进行累加视觉检测方法设计,按照裂缝的几何特征以及排序结果,求解裂缝长度,获得完整的裂缝轮廓。试验结果表明,所提方法可以较为完整地检测所有关键位置,裂缝参数信息检测准确率较高;迭代次数升高后,检测结果受到的影响较小,可扩展性得到了改善,可适应任务需求,具有较好的应用价值。

基于视觉传感器的建筑墙体裂缝检测与修复技术研究

文章以实际工程为例,深入研究视觉传感器的技术特性,构建出系统的裂缝检测与修复方案。该方案首先利用视觉传感器对建筑墙体进行高精度裂缝检测,明确裂缝等级,然后根据裂缝等级制定相应的修复策略。文章详细分析了明确裂缝等级、加固施工操作、修复材料的制备以及封闭修复处理的关键步骤,为建筑墙体裂缝的精准检测与有效修复提供了理论支持和实践指导。

煤炭综采工程煤岩裂隙变形多尺度视觉特征提取算法

煤炭资源勘探与开采行业是国家稳定发展的支柱产业之一。随着浅部煤炭资源储量的逐渐枯竭,煤炭资源开采向深部区域发展,由于地质条件复杂性的增加,煤岩裂隙变形现象逐渐增多,威胁着煤炭综采工程的安全,提出煤炭综采工程煤岩裂隙变形多尺度视觉特征提取算法研究。预处理原始煤岩图像(灰度化处理、锐化增强处理及其去噪处理),以此为基础,基于C-V模型分割煤岩图像,获取煤岩裂隙变形目标图像,通过高斯核函数将其映射到空间范围,完成多尺度视觉空间的构建,应用MSRFE算法检测并确定煤岩裂隙变形多尺度视觉特征,从而实现煤岩裂隙变形多尺度视觉特征的提取。试验数据显示:应用本文提出的算法获得的煤岩裂隙变形目标确定结果非常清晰地标注出了全部裂隙变形的边界,多尺度视觉特征提取完整度最大值达到了99%,充分证实了所提出算法具备更加优质的应用性能。

船舶涡轮机叶片细小裂痕视觉显著性检测研究

为精准掌握涡轮机叶片的运行状态,判断其是否需要进行更换,提出船舶涡轮机叶片细小裂痕视觉显著性检测方法。利用改进同态滤波算法平滑叶片CCD图像,增强图像的对比度以及均衡度,基于谱残差视觉注意模型提取显著图,通过线性迭代聚类算法分割获取的显著图,设定判断阈值,确定最终的船舶涡轮机叶片微小裂痕区域,完成船舶涡轮机叶片细小裂痕检测。测试结果显示,该方法具备较好的应用效果,可显著提升图像整体均匀度;显著图的提取效果较好,平均绝对误差至均在0.021以下,可靠确定船舶涡轮机叶片微小裂痕区域。

基于“北斗+”监测系统的地质灾害预警研究

通过实地考察、现场测试、技术改进及各个环节的优化措施,利用北斗形变监测、地表裂缝监测、远程可视化监测等多种监测手段结合的方式,大大提高了陕西镇安抽水蓄能电站地质灾害监测的可靠性,提高了测量精度。结合陕西镇安抽水蓄能电站地质灾害实际情况,总结了建立完善的多种监测系统在施工、安装、调试中的一些经验,充分发挥了多种监测系统结合的优点。通过实测近半年的成果数据,较好的印证了多种监测系统在陕西镇安抽水蓄能电站地质灾害的成功应用,对实时准确监测陕西镇安抽水蓄能电站地质灾害变形状态、保障大坝及边坡安全具有重大意义。

一种新型半监督极限学习机及其在防震锤锈蚀检测中的应用

基于机器学习的视觉探伤技术已经被广泛地应用于包括锈蚀检测在内的工业领域。针对已有算法存在的复杂度高、依赖大量人工标注等问题,文中提出了一种新型半监督极限学习机HyLap-S3ELM,用于防震锤锈蚀缺陷检测。其具有以下优点:模型参数存在封闭解,因此可以直接计算得到,对运算资源的依赖性较小;引入了超图拉普拉斯矩阵,可以更好地描述数据的平滑性,以提升半监督分类的精度;引入了风险正则化项,当数据平滑性假设不准确或者有标注样本存在偏移时,能够提升半监督分类器的稳定性。最后,通过大量实验证明了所提方法的有效性与优越性。

交流电磁场检测数值仿真及其信号敏感性分析

基于开发交流电磁场检测 (ACFM )可视化技术的需要 ,采用数值模拟方法对ACFM技术进行了探讨。以ANSYS软件系统为工具 ,建立了ACFM数值仿真模型。该模型解决了利用裂纹物理参数和几何厚度建模以及裂纹导致的奇异性处理两方面的问题 ,能够精确获得任意形状裂纹的电磁场分布。分析了材料性质与提离两种因素对磁场分布影响的敏感性。仿真结果表明 ,ACFM对磁导率、电导率和提离的变化均不甚敏感 ,与涡流检测技术相比 ,更适合于低碳钢的裂纹检测。此研究为开发ACFM装备的数字化样机提供了理论依据。

基于Vega的可视化故障诊断实验平台设计

针对飞机水平尾翼故障诊断研究的具体需求,采用基于MFC的Vega软件开发了可视化故障诊断虚拟实验平台。根据不同飞行任务特征,对水平尾翼进行了载荷分析,利用概率断裂力学原理建立了水平尾翼疲劳裂纹的数学模型,实现了故障数据的动态获取和故障形成过程的可视化显示。实验结果表明,该实验平台能为研究人员提供可靠的诊断依据,还能提供直观的交互界面,基本满足水平尾翼故障诊断验证要求。

基于视觉模型的路面裂缝检测算法

采用多尺度轮廓结构元素的开运算和闭运算去除噪声,小尺度轮廓结构元素提取图像的梯度图像,根据仿生学原理,通过分析韦伯比曲线,将图像根据背景亮度划分为低暗区、中间区和高亮区,分别采用不同的公式计算边缘阈值来分割图像;采用提出的方法对不同特征图像进行了检测,并对几种常见的边缘检测方法做了对比。研究结果表明,与常见的几种方法相比较,提出的路面裂缝检测算法检测结果更好,可以有效地从路面图像中提取裂缝。

大规模地形实时可视化算法

提出一种实现大规模三维地形可视化的算法。该算法主要通过地形数据分块和多线程数据动态调度技术实现海量地形数据的实时动态调度,利用四叉树结构来简化地形网格,通过引入Y型基元的方法消除边界裂缝。实验结果表明,采用该方法可以实时生成大规模地形,提高地形漫游的效率与可视化效果。

基于无线智能示教和视觉跟踪技术的工程机械焊接机器人控制系统设计

针对工程机械焊接机器人作业特点,基于无线智能示教和视觉跟踪技术,设计了适用于工程机械焊接机器人的控制系统。该系统具有示教效率高、自适应能力增强、可靠性高等特点。

疲劳短裂纹评定方法新进展

回顾了疲劳短裂纹评定方法的近期进展 ,着重介绍了几种疲劳短裂纹的物理模拟方法 ,面形单裂纹蒙特卡罗法 ,群体裂纹损伤的蒙特卡罗法 ,复合因子损伤法 ,分形方法 ,统计分析法以及细观力学方法。

3D打印技术在岩石力学中的应用

3D打印技术是近30年快速发展的先进制造技术,不同于传统成型技术所采用的压制、锻造、铸造等方法,3D打印技术的原理是通过计算机构建三维数字模型后,用极薄的物理层将构件叠加打印出来。本文根据打印材料以及成型工艺的不同,对代表性3D打印技术进行了详细的分类,并阐明了不同种类的3D打印机工作原理,同时总结了3D打印技术的研究现状,并且结合已有的研究成果分类阐述了3D打印技术在岩石力学中的应用,其中包括基于3D打印技术的岩体物理模型研究、3D打印岩体各向异性特征研究、常温下3D打印岩体的力学性能研究、高温下3D打印岩体力学性能研究。最后总结了3D打印技术在岩石力学应用中的主要优势,并结合目前研究情况提出了3D打印技术在岩石力学中的应用的下一步研究。

在役实腹式臂架结构可视裂纹断裂安全分析

针对在役流动式起重机上实腹式臂架结构的试验研究困难以及相关数据采集的繁琐,建立相对准确的有限元仿真模型,以满足科学研究的需要。由于服役多年流动式起重机的臂架上某些位置出现一些典型形式的可视裂纹,利用Ansys子模型技术建立仿真分析模型,为在役臂架断裂安全状态评估提供基础环境。根据断裂力学相关理论,针对臂架上已有典型可视裂纹进行静力学状态下的安全状态评估,判断其几种典型工况、裂纹典型位置、形式及系列化尺寸下的安全状态,得出裂纹在各种典型裂纹工况下的最危险状态。最终发现,臂架在5种典型作业工况下的不同状态特征。

矿山开采覆岩应力拱演化规律研究

根据京西矿区木城涧煤矿井下开采条件,利用离散元方法模拟了煤层开采过程中上覆岩层应力拱的演化过程,并对覆岩的真实破坏和裂隙发育情况进行了可视探测。模拟表明,随着开采面积的增大,拱顶向上部空间不断扩展,最终可稳定在开采煤层厚度的8倍左右范围内。现场采用钻孔摄像技术探测结果表明,覆岩裂隙发育不均衡,呈现破裂区与完整区交替出现的情况,裂隙上限与离散元模拟的应力拱拱顶位置比较吻合。