基于双平行平面相机模型的钢板尺寸视觉测量

提出基于双平行平面相机模型的视觉测量方法,用于测量生产线上运动钢板的尺寸。该方法采用数据驱动的方式计算像点在标定平面上投影点的世界坐标;采用k近邻(k-NN)方法生成目标在标定平面上的无畸变投影图像,并建立投影图像与世界坐标系的直接关联。提出了双平行平面模型下相机光心位置标定算法,利用线结构光进行板材厚度测量;在无畸变的投影图像上利用钢板边缘间的平行和垂直性进行钢板边缘特征提取,通过边缘直线的世界坐标方程求取长宽尺寸。最后,给出了针对大尺寸钢板测量的多相机测量系统框架。提出的方法为单目视觉测量方法,相比于其他方法具有现场安装简单和标定工作量小的特点。通过图像分辨率为640×480的相机对尺寸为80mm×50mm×15mm的标准铝块进行了测量,结果显示:厚度测量误差为0.1mm,长度和宽度的误差在0.2mm以内。实际应用中测量精度远高于加工精度,能够满足产品计量的要求。

利用机器学习和双平面博弈模型的车联网拥挤感知路由算法

针对现有车载自组织网络(Vehicular Ad-Hoc Network,VANET)技术在既有自组织无线网络中很难通过直接调整以达到较高的可靠性,设计了新一代VANET管理方案以满足新的需求。设计用于VANET的新型纵向和横向博弈模型,在纵向博弈模型中,网络代理和车辆一起朝着合适的拥挤感知过程工作;在横向博弈中,VANET为车辆选择最佳路线。通过横纵向模型,利用机器学习的自主学习和优化决策为车联网拥挤感知提供了一种有效的双平面控制机制。基于分布式在线方法实现拥挤感知的自适应性和实时性,并通过控制决策权衡最优性和适用性。仿真和性能分析结果验证了所提方案的有效性。与现有方案相比,该方案在RSU的任务成功率、规范化路由吞吐量和端到端数据包延迟方面有较大改善。

基于相位检测的双平面摄像机标定

针对平面目标的单目视觉标定过程复杂、标定精度不高的问题,研究一种双平面摄像机标定方法。结合两标定平面载波条纹的相位分布确定物点与像点间的对应关系,采用均方误差和最小原理对光心的位置坐标进行估计。在双平面摄像机模型的基础上建立虚拟摄像机模型,获取传感器成像面与虚拟成像面间的坐标映射关系,采用灰度级插值算法实现原图像的畸变校正。实验与标定结果表明,该方法的标定精度较高。

基于多步相移和双平面的光轴坐标标定方法

针对传统标定方法过程复杂、测量精度不高的问题,在基于双平面相机模型标定的基础上结合多步相移法提出了一种新的摄像机光轴坐标标定的方法。该方法通过多步相移法计算出两个平行标定平面的相位分布,通过调整两个成像面相位差分布中心区域,根据主点处相位保持不变原理分别求出光轴的x,y方向坐标,采用电脑编程绘制光栅图案推送至液晶显示屏作为标定模板。实验结果表明,该方法相对于现有的标定方法操作更加灵活简便,标定成本低,有效降低了标定的复杂度,该方法所求得的光轴位置坐标在标定和三维测量时可达到较高的精度能满足测量的要求。

基于计算机视觉的自由曲面三维测量技术研究

利用计算机视觉原理,建立了自由曲面的测量系统。采用更合理更有效的双平面模型标定射像机,获得高精度的参数矩阵,以激光亮线为特征,利用内极几何约束辅助确定匹配点,同时结合摄像机参数模型实现亚像素匹配。在多视角测量数据融合中采用Screw理论,简化了计算的复杂性,提高了求解过程的稳定性。

山钢集团广域网构建设计

根据目前的业务规划和生产区的网络现状,山钢集团采用双平面模型即星型的视频平面和环形的数据平面设计了广域网,通过业务流量选择带宽,规划分配IP地址,为集团的业务系统运行提供稳定、可靠的网络支撑。

二维目标视觉测量的双平行平面标定

针对平面目标的单目视觉测量问题,研究了基于双平面模型的相机标定的方法,该方法以多项式形式表达标定板平面坐标和图像坐标的对应关系,多项式系数隐式包含了相机参数和畸变系数,并通过最小二乘法进行估计。研究了利用多项式表达两平面对应关系时可能造成的暗区问题,提出利用图像坐标平移解决该问题的方法。考虑到标定板的厚度,将标定板分别放置在两个与被测平面平行、高度不同的位置,并标定出两个标定板平面与像平面间的关系,在已知被测平面与两个标定平面间距离的条件下,利用透视投影原理计算被测目标的实际尺寸。实验结果验证了该方法的有效性。

基于四参数棘轮理论的压力容器安定分析

对于压力容器和管道系统等工业部件,确定结构在复杂循环热机械载荷下的安定域,从而避免低周疲劳和增量塑性变形是至关重要的。基于线性匹配方法下的严格安定分析,应用一种新颖的双平面模型,考虑机械薄膜应力、热薄膜应力、热弯曲应力之间的相互作用,分别给出结构在三类载荷工况下的三维安定域。通过引入一个新的参数二次膜弯比,基于四参数棘轮理论,首次给出了三类工况下安定边界的参数公式,可为工程设计和安全评定提供参考。

基于Schwarz交替法求解分析浅埋近距离煤层开采覆岩结构演化规律

我国西部地区有着丰富的浅埋近距离赋存条件的煤炭资源,其特点是煤层埋藏较浅,上覆基岩厚度较薄,覆盖层为含水砂层。该类型矿井工作面开采一旦波及到含水砂层,工作面将产生涌水溃砂等灾害事故。为了预防此类矿山灾害问题,通过弹性力学和复变函数理论建立了近距离煤层开采扰动的"无限平面双矩形孔口"理论力学模型,并对其覆岩结构演化规律进行了深入研究。主要研究结果为:(1)基于弹性力学和Schwarz交替法推导了煤层重复开采扰动覆岩应力场理论公式,并采用理论解析方法对不同中间岩层厚度下覆岩应力场分布规律和破坏范围进行了分析研究。研究表明:覆岩内水平应力σx整体呈"X"型分布,顶底板岩层处于拉应力状态,左右两侧呈椭圆形分布;当中间岩层厚度为20 m时,工作面上方岩层处于拉应力状态,极值拉应力为0.82 MPa,覆岩破坏区达到58 m。与上煤层开采引起的32 m裂缝带高度相比,下煤层开采引起的覆岩破坏范围明显增大;(2)灵露煤矿Ⅱ2-1和Ⅱ3煤层开采相似材料模拟结果表明:整个中间岩层发生破坏,与上煤层开采引起的35 m裂缝带高度相比,下煤层开采引起的裂缝带发育高度明显增大,达到61 m。下煤层采动造成了原上覆岩层裂缝带的二次发育。相似材料模拟试验验证了该理论解析方法的可行性。研究成果对浅埋煤层安全高效开采和可持续性发展具有一定的理论指导意义。