用广义逆法解决摄影测量系统的非线性问题

为了提高双CCD摄影测量系统对大口径且具有反射表面物体的近场三维测量精度 ,提出用最小二乘广义逆法解决成像系统的非线性问题 ,分析比较了用最小二乘广义逆法和Levenberg -Marquart2种方法解决成像系统的非线性问题 ,并采用投影生成特征点法 ,对圆抛物面形卫星天线进行测量 ,重构其面形。实验表明 ,该系统操作简单、实用性强 ,消除系统的非线性问题后 ,测量精度提高 2 0 % ,测得面形与理论面形相当吻合 ,可用于大型物体的面形测量。针对被测物具体条件 ,选择合适的算法消除系统的非线性问题及合适的光照条件有助于提高系统性能及其实用性。

关于特殊广义逆法的推导及说明

本文对文[1]给出的一组利用非完备测量模态修正结构有限元模型的公式提出了一种新的推导方法.指出了文[1]公式实际上所满足的基本关系及所隐含的一个近似假设。

基于广义逆-坐标变换的多光谱辐射测温反演算法

多光谱辐射测温在高温测量领域应用广泛。但是,未知的光谱发射率是多光谱辐射测温反演过程的最大困难。目前,解决方法多采用假设发射率模型法,二次测量法等,此类方法反演精度取决于假设的发射率模型和实际发射率是否相符,多数情况下反演结果误差较大。基于约束优化的多光谱辐射温度数据处理算法解决了未知发射率的难题,但受迭代算法的复杂性和初值难以确定的影响,反演精度和效率不高。为此,提出广义逆-坐标轮换算法解决约束优化算法中的反演效率问题。由于广义逆法需对发射率范围进行约束,坐标轮换法需设定合适的发射率初值,考虑两种算法各自的优势与不足,可对两种算法进行结合。将广义逆法求得的最小范数解作为约束优化算法中迭代搜索的初始点,进一步提高了算法对不同材料发射率的适应度。为验证算法是否能在无需考虑发射率模型的前提下寻找符合待测目标的发射率和真温,选取六种不同发射率类型的目标材料进行仿真实验。针对六种典型材料的仿真结果表明,新方法在真温1 800 K的情况下,绝对误差和相对误差均小于5.0%,与梯度投影法相比运算效率平均提高了202倍。表明该算法具有无需考虑发射率模型、反演精度高,速度快,适合于各类材料等优点,解决了约束优化算法中初值选择不确定的问题,为在线实时高温测量中的数据处理提供了解决方案。

基于MPI机群环境下的广义逆力法并行化初探

广义逆力法是一种以力法为力学概念基础,以广义逆矩阵理论为数学理论基础,以迭代求解为求解方式的新算法。该法主要针对材料非线性问题,由于无需像传统的基于位移法的逐步增量法那样逐步递进计算,所以也称特大增量步算法。广义逆力算法的迭代过程可以分为整体阶段和局部阶段,分别可以进行时间上的并行计算和空间上的并行计算。这种可并行性是算法本身所天然蕴含的,不同于结构并行计算领域内传统的基于子结构的并行计算,是一种全新的并行计算思路。机群系统是随着微处理器技术和计算机互连网络技术的迅速发展而出现的一种并行计算系统,它正以其易扩展、易维护、易升级、价格低等优势迅速地扩大着自身的应用范围。基于消息传递方式的并行环境,做为一种目前事实上最流行和通用的并行环境,正在逐渐成为这种编程模型的代表和事实上的标准。广义逆力法在基于MPI机群环境下的初步并行化中有着良好的表现,从实践上印证了该算法的可并行性。严格控制计算时间和通讯时间的比例,合理分配各个计算节点的负载是获得较好并行效率的关键点。

空间刚架结构的广义逆力法

在结构计算中,根据算法中所采用的基本未知量的不同,结构分析方法可以分为力法、位移法和混合法。其中位移法由于适宜计算机处理而在结构计算领域得到了广泛的应用,经典力法相比之下应用就远不如位移法普遍,虽然力法本身在力学上有其独特的优势。广义逆矩阵做为一种较新的数学工具,自二十世纪五十年代诞生以来正日益表现出越来越旺盛的生命力。广义逆力法就是一种基于力法和广义逆矩阵理论的新的迭代算法。这种算法是一种完全适合计算机处理的力法方法。该算法的思路以及对于求解线弹性空间刚架结构问题的具体公式均在文中给出并给出了算例。从算例计算结果可以看到广义逆力法有着较好的计算效率和计算精度。该算法的提出为力法在计算机计算领域的应用开拓了新的发展空间。该算法在材料非线性问题和结构并行计算方面也有着较好的应用前景。

基于广义逆推算法的液压减振器抗异响设计

为获取减振器以某种概率产生某种程度异响时底层设计变量的取值区间,提出了基于广义逆推算法的减振器抗异响设计。以某型轻微异响(普通乘员可察)减振器为例,建立了对异响贡献度较高的7个设计参数与减振器杆端加速度有效值间的映射关系:条件受限玻尔兹曼机(Conditional Restricted Boltsmann Machines,CRBM)与深度信念网络(Deep Belief Network,DBN)相结合的CRBM-DBN近似模型,进而通过智能优化算法和区间搜索技术求解了设计参数的最优区间。对3支参数组合比较典型的的优化样件进行台架试验及整车主观感受,结果表明:优化样件的异响程度降低明显,进一步验证了减振器抗异响设计思路的有效性。

基于ABC广义逆优化算法的重构控制研究

为了确保飞机在操纵面故障后的飞行安全,提出了一种结合人工蜂群算法和广义逆法各自优点的重构控制方法。首先,介绍了基于广义逆控制分配方法的基本原理;然后,针对广义逆法存在分配效率较低的问题,采用人工蜂群算法对加权矩阵参数进行寻优,选择较高的转矩可达集体积,以提高基于广义逆控制分配法的分配效率;接着,针对操纵面3种典型故障,推导出对应的重构分配器;最后,通过仿真验证了所提出的控制重构方法能有效地重构飞机操纵面故障。

针对基于广义逆的特大增量步算法的二维拓展

为将特大增量步算法推广应用到二维实体分析上,提出了一种能适应特大增量步算法求解的二维4节点四边形单元.应用新单元的数值算例的结果表明,该单元在算法上收敛,对单元畸变不敏感,能用于特大增量步算法并可以利用在杆件结构系统类似的方法发挥并行计算的优势.

关于频率电磁测深几个问题的探讨(七)——解析广义逆矩阵反演法

从目标函数的线性化出发,采用奇异值分解法求广义逆矩阵并适当加阻尼,用迭代法直接解超定方程实现改进广义逆矩阵反演。进一步从理论与实际结合上阐明改进广义逆矩阵反演法的灵活、稳定,它涵盖了多种反演方法的优点,又具有自身特点,在实际应中适应性强,并能提供一些辅助信息,可更好地评价解释结果。

用广义反演方法估算首都圈地区台站场地效应

本文利用2001--2006年首都圈地区的SH波数字化地震资料，用广义逆矩阵联合反演的方法得到了63个台站的场地效应值。基岩场地的场地效应比较稳定，在1～10Hz范围内为1左右；沉积场地在低频场地效应较高，在1～8Hz范围内在3～7之间，5Hz左右场地效应有明显的突起，以后随频率增加降低。结果表明，台站岩性是影响场地效应形态和大小的主要因素，此外其场地效应还可能与所处的局部地质构造等因素有关。

基于爆轰波原理声源定位方法初探

基于弹丸发射时所发出的爆轰波,利用传感器接收时差信息,从而确定声源位置。本文建立了该声源定位反问题的物理和数学模型,并依据该模型寻求适当的数值解法,最后针对延拓-广义逆法声源定位问题进行了演算和简要分析。

约束秩亏自由网平差的一种新算法

秩亏自由网平差能够处理控制网中没有足够起始数据的问题,在测量数据处理中得到广泛的应用。平差参数间存在等式约束的情形下,一般采用广义逆法。它需要计算法方程系数的M-P逆,计算比较烦琐。针对这一问题,提出附加等式约束秩亏自由网平差的虚拟观测值法,给出解向量及其统计性质。

轮毂电机驱动电动汽车各轮毂电机扭矩分配算法的仿真和评价

为精确控制轮毂电机驱动电动汽车各轮毂电机的扭矩,获得更好的车辆动力学控制性能,利用Matlab/Simulink对再分配伪逆算法(Redistributed Pseudo-Inverse algorithm,RPI)、层叠广义逆法(Cascading Generalized Inverse algorithm,CGI)和加权最小二乘法(Weighted Least-Squares algorithm,WLS)进行数值仿真,对这3种算法从计算速度、迭代次数和计算精度等方面进行对比分析与评价,结果表明WLS综合性能最优.

计算有限元结构特征值的D值迭代法

对前期研究中提出的广义逆拓扑变化理论作了进一步研究。引入了一个新概念——D值,并得到了静力结构拓扑变化法中D值的有界性质、单调性质以及D值随特征值的变化性质,据此提出了一个求解特征值的新方法,称之为D值迭代法。该方法具有精度和收敛速度与相邻特征值之比无关的特点,具有一定的理论意义和实用价值。

基于电波传播模型的无线定位方法研究

给出一种利用接收机的测量功率来实现对非法或恶意干扰源无线定位的新方法.该方法通过简单变换将接收功率与非法或恶意干扰源的地理位置坐标之间的非线性关系线性化,便于矩阵运算.采用MATLAB语言来进行仿真的结果表明:该方法能够快速、准确的定位非法或恶意干扰源.

井地磁测资料联合反演及应用

井中磁测离深部场源近,能避开浅部干扰,是一种有效的找矿手段,但其控制范围有限;地面磁测采集方便且控制范围大,但老矿区干扰因素多,深部矿体信号弱,不容易解释。文章充分利用地面和井中磁测资料的优点,以二度板状体模型为例,进行井地磁测资料联合反演。通过数值模拟说明了井地联合反演方法的优越性,同时还比较了马奎特法,广义逆法和遗传算法三种不同算法的优缺点,最后将其应用于大冶铁矿实际资料的处理解释,为危机矿山的深部找矿提供了一种有效的方法。

基于线控制动系统的车辆横摆稳定性优化控制

对带有线控制动系统(brake by wire,BBW)的车辆进行研究,提出了一种横摆稳定性优化控制策略.以二自由度单轨车辆模型为参考模型,利用比例-积分(proportionalintegral,PI)控制算法求出附加横摆力矩.由所计算出的车辆附加横摆力矩、方向盘转角来识别驾驶员转向意图和车辆实际行驶特性,通过广义逆法和数学归划法相结合的方法将附加横摆力矩分配到作用车轮上,由线控制动系统采用主缸定频调压法对各轮缸的目标液压力进行跟踪控制.硬件在环试验结果表明,该控制策略能够有效地保证车辆在高附和低附路面工况下的横摆稳定性.

光笔式视觉测量系统中的测头中心自标定

考虑光笔式视觉测量系统的测量精度与测头中心位置的准确性相关,本文提出一种基于系统测量模型的测头中心自标定方法。该方法利用每幅光笔图像上的控制点信息,根据位置不变原理建立目标优化函数;利用非线性方程组最小二乘解的广义逆法对目标函数进行优化求解,获得测头中心在光笔坐标系下的位置。最后,借助参考标准锥完成标定,并结合平均思想改善收敛稳定性和速度来实验验证本方法的实用性。实验结果显示,测头中心坐标x、y、z轴的稳定性可分别达到0.033mm,0.030mm和0.043mm,且具有满意的收敛速度。另外,对测量工件圆孔直径与参考值进行比较表明:测头中心标定后,系统的测量精度可满足中等精度的工业测量要求。

三维信息提取系统研究

建立了从两幅图像提取三维信息的数学模型,应用广义逆法,求解三维坐标的超定线性方程组.推导了通过摄像机校准来确定摄像机参数的数学过程.最后通过图像测量实验验证了以上算法的正确性.

测距空间交会定点模式求解问题探讨

文中对测距空间交会如何解算的问题分两种情况进行讨论。指出在仅有三个已知点的情况下解算要注意待定点坐标初值的选取 ;在较多已知点的情况下要注意交会图形对待定点精度的影响 ;当交会图形较差时 ,应采取有效的算法。文中介绍的基于矩阵的奇异值分解的广义逆法 ,经验证 ,效果较好。