基于辛几何提取变换的轴承故障诊断研究

针对旋转机械(轴承)振动信号噪声驳杂,其故障特征难以提取的问题,提出了一种基于辛几何特征提取的时频分析方法,并将其运用于滚动轴承的故障诊断中。首先利用辛几何相似变换,求解了Hamiltonian矩阵的特征值;然后用其重构了多个单分量信号,并选取了有效分量重构,将同步提取算子引入了重构信号,剔除了时频信号中的发散能量,得到了更清晰的时频信息;最后通过仿真与实验对该方法的有效性和适用性进行了验证,并将其与多种经典方法进行了比较,结果表明:(轴承)内外圈Renyi熵值分别为13.862、15.068,低于其他3种方法,且能有效诊断轴承故障频率及其一、二、三倍频;在有效降噪的同时,可得到更加清晰集中的时频能量表示,强噪声背景下鲁棒性增强。研究结果表明:该方法能够有效地对轴承故障振动信号进行降噪,并提取出其故障特征进行分析。

岩墙几何提取的典型图像分割算法研究

岩墙是岩浆沿地壳裂隙灌入围岩形成的板状侵入体,与岩浆活动和岩浆事件密切相关,具有重要的地质意义。无人机遥感技术的出现和发展,为高精度岩墙几何提取提供了新思路,但无人机影像上岩墙形态复杂,传统的岩墙几何提取方法大多依赖手动方式,受研究者主观因素影响大,严重制约了提取工作的效率和准确性。因此,本文选取了现有代表性的4种图像分割算法,并基于高精度无人机影像,对比各种算法的岩墙分割结果,探讨各种算法在岩墙几何提取方面的应用前景。结果表明OneCut算法的岩墙分割结果最为理想,准确率和召回率的均值可达96.45%和97.59%,且误差主要集中在颜色区域重叠严重的图像上,于是本文结合Mean-Shift算法对OneCut算法进行了改进,改进后的OneCut算法能达到更高的分割精度。

基于RPCA的激光点云道路标牌几何信息提取方法

道路标牌的位置、尺寸等几何参数普查是交通资产管理、无人驾驶等应用的关键环节。车载激光扫描三维点云中路牌不仅占比小,而且受周围树木干扰大,导致边缘点云缺失且包含大量噪声。为了准确提取点云中标牌杆和平面的位置和几何信息,提出了两阶段杆状物点云分割方法,由粗及细提取出标牌杆及其相连的标牌平面点云簇;进而通过鲁棒主成分分析(robust principal component analysis,RPCA)排除标牌周围噪声和杂点干扰,结合点云簇形态分析得到独立的主杆体和标牌平面2个部件;再引入环状域生长拟合圆柱体,法向量投影采样与定向包围盒(oriented bounding box,OBB)紧致拟合标牌平面,分别得到主杆体和标牌的准确几何信息。实验采集了湖北省武汉市洪山区、高新区和武昌区34个不同路口下的激光点云数据,在KPConv点云分割网络下进行训练与验证,准确率达到90.31%,标牌精确度达到91.07%,召回率达到了92.74%;并对上述数据中的20个路口的98个道路标牌进行几何信息提取,有效提取率达到89.80%,位置精度达到0.0621 m,几何误差达到8.07%。实验表明:该方法能有效排除点云噪声和杂点干扰,实现对点云缺失在20%以内的标牌的有效提取。

基于机器视觉的混凝土3D打印几何特征自动提取方法研究

近年来,随着混凝土3D打印技术的不断发展,打印成品的质量受到越来越多的关注。打印成品的几何特征已成为评估打印质量的重要指标。针对当前3D打印混凝土几何特征提取中存在的诸如流程复杂、精度有限及缺乏评价指标等问题,本文设计了基于机器视觉的混凝土3D打印几何特征自动提取方法。首先,采用摄像头阵列部署方法获取打印成品的原始图像,并对原图像正畸以提高图像质量;其次,通过语义分割模型U-Net提取打印成品的几何特征,并对得到的结果进行优化;最后,通过量化的指标值,对其进行了可视化并评价打印结果。实验证明,本文提出的几何特征自动提取方法具有速度快、精度高等显著优势;此外,系统化的打印评价指标可为混凝土3D打印质量评估提供借鉴参考。

装配式建筑点云模型几何特征自动化提取方法研究

针对传统检测方法无法满足装配式建筑质量精度检验要求的问题,本文提出了一种基于点云模型的装配式建筑预制构件几何尺寸自动化提取方法。首先利用建筑结构空间位置关系及几何特点将典型预制构件点云从整体建筑点云中分割;对构件点云进行特征提取实现尺寸信息的测量;通过求取拟合平面法向量与垂直方向单位向量的夹角检测墙体的垂直度;利用点云切片提取柱中轴线来检测柱体的垂直度;再通过各点到拟合平面的中误差来表示板面平整度。研究以某装配式建筑施工现场采集的点云数据为例,对预制构件点云数据进行离群点剔除与切分,实现点云数据特征自动化提取和测量,测量精度均在95%以上,验证了方法的可行性和有效性。为实现典型预制构件的自动分割、尺寸测量以及参数化管理提供基础。

高陡边坡几何特征快速提取研究

为了解决高陡边坡调查困难、效率低等问题,本文运用高分辨率遥感影像和ASTER GDEM数据,根据遥感影像纹理特征和地形信息,对研究区域高陡边坡进行人机交互解译,获取高陡边坡坡体范围;以数字高程模型为基础,运用地形分析方法快速提取坡体几何特征,并结合纵剖面反映坡面几何形态,为相关部门进行高陡边坡调查和数字化边坡构建提供参考。

飞机管路流动性能仿真几何信息自动提取方法

针对飞机管路零件中的导管与接头实体几何拓扑关系复杂,流动性能仿真几何信息自动提取方法不通用等现状,应用CAA技术在CATIA中实现了一种基于属性面边图的飞机管路流动性能仿真几何信息自动提取方法。实践证明,该方法通用有效,满足工程需求。

河狸门牙几何特征的提取及其生物力学性能分析

以河狸的门牙作为仿生设计的模拟对象,利用逆向工程方法获得河狸门牙的几何形状的点云数据及三维曲面模型,并使用逆向工程软件进行曲面重构,获得河狸门牙的三维曲面。通过提取所建曲面上的特征线和一系列特征线上点的坐标,得出其拟合曲线方程,并在此基础上进行了特征分析,所获得的结果为切削刀具的几何参数及力学性能的优化提供了仿生设计的基础。

圆柱型油罐SAR图像的多径散射特征和几何参数提取

结合多径散射理论和雷达成像原理,针对圆柱型固定顶油罐和浮动顶油罐的SAR图像的多径散射提出了一种预测模型,该预测模型建立了多径散射机制引起的图像上的近似聚焦位置、强度与油罐、雷达相关参数的关系.同时,结合仿真实验和Terra-SAR图像验证了该模型的有效性,分析了油罐目标的多径特征,并针对Terra-SAR图像利用基于模型的方法有效提取了油罐目标的几何参数.结果和分析表明,该方法比传统的方法在精度、稳定性上均有所提高.

高分辨率SAR图像舰船目标几何结构特征提取

随着SAR图像分辨率的提高,利用SAR图像进行舰船识别成为遥感卫星获取海洋情报的新途径。几何结构特征是对目标的直观描述,提取方法简单,成为对舰船目标进行初分类的重要依据。本文首先介绍了几种典型的几何结构特征及其计算方法,并分析了它们在舰船识别中的作用,然后提出了一种基于方位角估计的几何结构特征提取方法:对图像进行预处理抑制旁瓣,利用矩技术估计方位角,旋转目标至水平状态,采用逐步逼近的方法获得最小外接矩形,进而提取其他几何结构特征。实验结果证明本文方法提取的几何结构特征准确度高,算法稳定性好。

基于数学形态学的高空间分辨率遥感影像几何特征提取

本文结合高空间分辨率遥感影像的特点,利用数学形态学方法,选取具有不同尺度和包含全部方向的结构元素,设计了全方位结构元素多级加权滤波去噪算法和多尺度全方位形态学边缘检测算法,用于高空间分辨率遥感影像的处理;并通过图像边界追踪生成栅格数据对象和矢量数据对象,据此建立了高空间分辨率遥感影像的几何特征提取模型。结果表明:全方位结构元素多级加权滤波去噪算法很好地抑制了图像中的噪声,并保留了图像细节;多尺度全方位形态学边缘检测算法很好地解决了噪声抑制和精细边缘提取的矛盾,检测出的图像边缘比基本的边缘检测算子清晰,而且抗噪性能强。提取的几何特征信息可以结合遥感图像的光谱、纹理、统计等特征用于遥感图像地物识别与分类,也可以在GIS、摄影测量、计算机视觉等领域和气象、农林、地理、海洋、水利、国土资源和环保等行业使用。

二值图像中标定目标区域的几何特征提取

本文论述了采用标签处理对二值图像中感兴趣目标区域的标定方法 ,给出了几种常用几何形状特征的提取方法 ,提出了一种通用性较强、便于提取被选定目标区域的外边界轮廓和几何形状特征的边界跟踪算法。实验表明 ,该算法对含有内空洞的区域也是行之有效的。

Solid Edge零件特征的几何信息提取

介绍了SolidEdge中的实体特征分类和机械零件特征识别与提取的常规方法与过程,对如何提取Solidedge零件特征信息、几何信息及其处理程序进行了研究,提出了应用程序访问Solidedge特征库的两种模式;并以SolidEdge中的零件为例,通过VB语言设计应用程序,成功提取SolidEdge下零件的特征及几何信息,这些信息保存在数据库中,下游的CAPP、CAM系统可直接使用。

光学图像几何特征提取方法研究

针对光学图像几何特征提取问题,以塞曼效应中分裂谱线的处理为例,对几何特征的提取方法进行研究。在利用数字图像处理技术对原始图像预处理的基础上,比较了曲线拟合法、Hough变换法、光强分布法等不同方法的优劣。通过实验测试,指出利用Hough变换法可以高效率、高质量提取光学图像的几何特征。

帽贝牙齿几何特征的仿生刀具切削仿真

刀具作为切削加工的基础工具,如何提高它的性能是当前研究的热点。仿生学研究表明帽贝的牙齿具有优良的力学性能,这为刀具的优化设计提供了依据。运用仿生学原理,通过生物解剖的方法制备了帽贝的单颗牙齿,利用数据分析软件提取牙齿内外轮廓曲线,得出其拟合多项式,并以多项式曲线的曲率为基础,对牙齿轮廓特征进行了分析,最后依据该多项式设计出了仿生刀具模型。对刀具前角、进给量、切削速度设计了正交试验,通过有限元软件进行二维正交切削仿真,并运用极差分析法探讨这3个因素对切削力的影响。以切削力最小为设计目标,在试验参数范围内进给量为0.1 mm/r,前角为5°,切削速度为150 m/min是最优组合,同时与普通刀具仿真结果进行对比,发现仿生刀具有省力的优势。

基于形状先验的建筑物几何参数提取方法

基于单幅高分辨率遥感图像的建筑物几何参数提取结果的准确性,容易受图像背景、图像噪声以及灰度分布相似性的干扰,形成错误的提取结果。针对这一问题,该文提出一种新的基于形状先验的变分水平集提取方法,该方法同时使用图像边缘信息、区域灰度信息以及包含屋顶和侧立面的形状先验信息,实现单幅遥感图像中建筑物的几何参数的提取。实验结果表明,该方法能够更加准确地提取建筑物,最后得到的几何参数比较接近真值,并且由于更加充分地使用了全局形状信息该方法能更好地抵制侧立面的干扰,具有很强的鲁棒性。

高分辨率合成孔径雷达图像舰船目标几何特征提取方法

针对高分辨率合成孔径雷达图像设计了一种舰船目标几何特征提取算法.通过视觉注意机制检测目标区域的算法,通过频谱残差视觉显著计算模型求取显著图,完成显著区域的检测以实现舰船目标的初步定位,基于获得的视觉显著图采用最大熵算法完成阈值分割筛选出舰船区域.在提取的舰船切片的基础上,采用针对几何特征的提取算法,经图像预处理、方位角估计、旋转获取最佳表征舰船目标几何轮廓的外接矩形,相对有效准确地提取几何特征;最后,采用典型的TerraSAR-X数据进行仿真实验.结果表明,与传统方法相比,本文提出的频谱残差视觉模型完成合成孔径雷达图像舰船切片的区域分割能够有效降低虚警率,舰船目标的检测速度提高了25%~50%.该方法能够快速稳定地提取舰船目标的几何特征,也更加符合实际高分辨率图像舰船目标检测的应用需求.

超深亚微米集成电路互连线几何变异提取方法

硅片上互连线几何变异提取对于超深亚微米工艺节点下集成电路可制造性设计研究开发极其关键。这里基于电阻和电容等电学测试结构相应的数学计算公式,阐述进行互连线几何变异提取的方法,分析所采用的测试结构与计算公式的可行性,讨论误差来源,提出仿真工作与测试芯片设计原则。目的在于解决工艺建模与寄生参数建模过程中电阻和电容变异之间紧密的空间相关性,从而易于建立用于集成电路参数成品率评估计算的可制造性设计模型。

微细电解加工系统三维实体零件几何尺寸信息的提取研究

针对目前微细电解加工系统存在的零件信息输入直观性差、过程复杂等问题,提出利用SolidWorks进行零件三维建模并自动提取加工所需几何信息的方法。利用VB作为开发工具,调用SolidWorks API函数建立了零件几何尺寸信息提取与保存功能模块,实现了微细电解加工三维实体零件建模与工艺规划子系统的互联。研究表明:利用SolidWorks API开发的用户功能模块可以有效获得加工所需的几何信息,有助于建立微细电解加工系统设计模块与工艺模块互连模块之间的信息沟通。

三维场景几何特征提取算法研究现状与分析

三维场景局部几何特征提取是三维场景识别的关键算法。本文综合了目前主流、先进的三维点局部几何特征提取算法,比较了各种算法的提取特征及提取效果,分析了其优缺点与适用场景,提出了三维场景局部几何特征提取的一种新思路。