基于椭圆约束的风机阵列优化

风电因其清洁且可再生的特性,成为适合大规模开发的重要发电方式之一。风电场规划与设计中,风机阵列优化是重要环节,直接决定风场开发的经济性。风机间距是影响风机阵列优化的关键因素之一。为保障风机安全运行的同时加强风能资源的利用,提出了基于椭圆约束的风机阵列优化模型及相应的算法,在主风向和其他方向考虑了不同的风机间距约束。基于该方法,进一步研究了不同间距约束对风机阵列优化的影响,为风场工程设计提供直接的借鉴。

椭圆约束法的研究与实现

椭圆约束法是解决不等式约束平差问题的方法之一,但目前尚无有效方法将不等式约束条件转换为椭圆约束,提出了一种较简单可行的转换方法,实现了不等式约束到椭圆约束的转换,且通过实例验证了该方法的可行性.

未知环境下基于椭圆约束的机器人路径规划

针对未知环境下机器人路径规划问题,提出一种基于椭圆约束的路径规划方法。借助椭圆约束规划路径,将路径规划问题转化为椭圆参数优化问题。通过建立椭圆约束优化模型,引入障碍物和目标位置的约束,考虑机器人运动步长及运动方向的影响,实现复杂未知环境下机器人路径规划。基于不同算法的仿真实验结果表明,该方法有效解决了未知环境下机器人路径规划问题,在大量障碍物存在的未知环境,也能快速有效地进行无碰撞路径规划。

基于椭圆约束的隧道点云滤波

针对激光LiDAR在隧道监测中隧道壁点云滤波问题,通过移动测量系统获取隧道点云数据,提出采用联合RANSAC和稳健最小二乘的点云滤波方法。首先根据移动测量航迹对点云进行里程赋值和断面切片划分,获得点云断面数据;其次通过RANSAC算法对隧道进行圆模型拟合,初步滤除加大粗差点。最后通过椭圆约束的稳健最小二乘进行精细滤波,滤除和隧道壁距离较近的粗差点,获得隧道壁点云,并拟合出隧道壁断面参数。对滤波结果进行精度评定和拟合结果的稳健分析,说明滤波结果的有效性和鲁棒性。

理想投影椭圆约束下的鱼眼镜头内部参数标定

目的鱼眼镜头是发展轻、小型全方位视觉系统的理想光学传感器,但由于镜头焦距短、视场大及光学原理约束,鱼眼图像存在严重畸变,为此提出一种高精度、应用方式灵活的鱼眼镜头内部参数标定方法,以期将鱼眼图像转换成符合人眼视觉习惯的平面透视投影图像。方法从球面透视投影模型出发,首先分析给出空间直线在水平面上的理想投影椭圆约束,进而结合椭圆严格几何特性建立误差方程对鱼眼相机等效焦距f,纵横比A及径向畸变参数k1,k2进行最小二乘估计,最后利用估计参数对鱼眼图像进行立方盒展开实现平面透视纠正目的。结果对某型号定焦鱼眼相机的棋盘格影像多视标定及网上鱼眼图像单视自标定结果表明,本文方法标定参数对鱼眼图像不同区域的平面透视纠正效果稳健、精度高。多视标定参数均方根误差(RMSE)约0. 1像素,纠正影像上直线拟合误差RMSE约0. 2像素,总体效果略优于对比文献方法;单视自标定参数误差RMSE约0. 3像素,影像纠正范围、直线透视特性保持明显优于对比文献方法及商业软件DXO(DXO Optics Pro)。结论本文方法标定参数少、计算过程简单且对标定参照物要求不高,对于具有大量直线的人工场景理论上可实现自标定,应用价值较高。

附有不等式约束平差在病态问题中的应用

在大地测量数据处理领域中,病态问题很常见,处理病态问题的数学方法有很多,主要方法有:岭估计方法、奇异值分解法、正则化方法等,但是这些方法大多数是强调数学上的意义,没有充分联系大地测量的实际情况,因此不利于在测绘领域病态问题本质的理解和研究,为使病态问题的求解具有实际的物理意义,根据先验信息可以对病态观测方程附加不等式约束条件,从而把病态问题转化为测量平差问题,采用椭圆约束法转换不等式约束条件,改善病态问题的解。

椭圆方程最优控制问题的数值算法研究

本论文引入原对偶方法(P-D)以及交替方向乘子法(ADMM)两种算法求解椭圆方程约束的最优控制问题,要讨论的椭圆方程是一种对流扩散方程。论文解决了在无状态约束和盒子约束的情况下对流扩散方程控制的问题。本文首先分析了最优控制模型解的存在唯一性以及一阶最优性条件,随后利用有限元方法将原始优化模型转换成优化离散系统。此后,利用P-D以及ADMM分别求解离散优化系统。ADMM是具有对偶上升法的可分解性以及乘子法的全局收敛性两大优势的一阶收敛算法,另外P-D也是具有全局收敛的一阶收敛算法。本论文目的在于将P-D和ADMM两种算法在收敛速率维度上进行比较。最后从数值实验中得出ADMM的收敛速率快于P-D,证实了ADMM是一个高效的优化算法。

FIR数字滤波器幅频响应约束最大加权相位误差最小化设计

多数信号滤波应用,对滤波器幅频响应的要求高于相频响应.本文研究了满足幅频响应约束的有限脉冲响应(Infinite Impulse Response,FIR)数字滤波器设计,提出了最大加权相位误差最小化方法.用凸的椭圆误差约束代替非凸的幅值误差约束,将设计问题转化为凸问题;通过与二分技术结合,提出了给定权函数的幅值误差约束最大加权相位误差最小化设计的求解算法.以此算法为核心,构建了迭代重加权最大加权相位误差最小化算法,其中的权函数不再固定,而是基于修改的群延迟误差包络线在迭代中不断更新.权函数收敛后,所得滤波器具有近似等纹波的群延迟误差,最大群延迟误差得到了有效减小.仿真实验表明,与现有相位误差约束最大幅值误差最小化方法相比,得到的FIR滤波器具有更小的最大相位误差和最大群延迟误差.

弹性波CT关键技术与应用实例

本文首先对弹性波CT基本原理进行简要介绍 ,然后对弹性波CT关键技术进行较为详细的分析说明。提出椭圆约束方法实现更快速射线追踪 ,同时指出应用数据校正和误差控制等方法技术 ,能够有效提高解的唯一性和成像精度。最后通过应用实例对所述方法技术的正确性和实用性进行了充分验证。

辅助胶凝材料对混凝土开裂行为的影响及评价

本文分析比较了测定收缩开裂的典型试验方法和装置,采用ANSYS6.1有限元计算了椭圆环约束开裂自动检测装置其干燥条件下内外边界应力分布,论述了该方法用于评价混凝土试件早期约束状态下由于干缩变形导致开裂的测试方法的合理性和可行性。提出了初始开裂时间(ICT)并结合混凝土的干缩、抗折强度、抗压强度等测试结果,综合评价混凝土在非荷载作用约束条件下及荷载作用下的抗裂性能。利用上述测试方法和评价体系,试验研究了辅助胶凝材料(SCM)对混凝土抗裂性能的影响。

基于几何活动轮廓模型的人脸轮廓提取方法

针对在结构性噪声较严重的情况下 ,常规几何活动轮廓模型无法获得理想分割效果的问题 ,提出一种基于几何活动轮廓模型的人脸轮廓提取方法 ,该方法首先将人脸形状的椭圆性约束作为算子嵌入到几何活动轮廓模型中 ,并利用几何活动轮廓模型提取任意轮廓的优势来快速抽取出图象中类似椭圆的目标边缘 ;然后根据图象中人脸的先验知识 ,通过对检测到的椭圆目标进行进一步验证来找出最终人脸轮廓 .由于采用变分水平集方法做数值计算 ,因此该方法不仅能够自然地处理曲线的拓扑变化和能较精确地提取出图象中的人脸轮廓 ,而且同时可以给出人脸水平旋转的大致角度等信息 .实验结果表明 ,该方法是有效的 .

不同蒸养温度下外加剂对水泥基材料体积稳定性的影响

早期收缩开裂是导致水泥基材料劣化及体积稳定性不良的重要原因。试验设计了干燥收缩、椭圆环约束、测量裂缝平均宽度及强度试验等手段,综合评价了减水剂、减缩剂、膨胀剂在45、55、65℃三种养护温度下对水泥砂浆体积稳定性及强度的影响。结果表明:减水剂、减缩剂和膨胀剂混掺时,在保证原有强度的基础上,可以大幅度降低砂浆的开裂敏感性及早期干燥收缩,使体积稳定性得以显著改善。

基于声学脉冲响应的室内建图算法研究

由于室内环境下噪声及混响干扰造成声学脉冲响应(Acoustic Impulse Response,AIR)的波达时间(Time of Arrival,TOA)模糊,导致现有室内空间几何建图技术存在计算复杂等缺点,提出一种基于AIR可信度判断与霍夫变换结合的定位和建图一步完成的方法。该方法基于到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)迭代估计声源位置并计算准确的TOA,随后基于声收发设备与一阶反射TOA关于反射面的椭圆约束关系,结合可信度判断与霍夫变换,筛选可信低阶TOA以实现室内反射面的二维位置估计。蒙特卡洛仿真结果表明,在混响时间T60为0.1347 s、AIR误差标准差为22.7×10^-3 ms、大小为10 m×8 m×4 m复杂室内环境下,墙面定位平均距离误差为10.1 cm,平均角度误差为2.7958°。在大小为5.26 m×3.5 m×3.35 m的真实房间中,该方法可以实现声源与墙体位置的同时定位,完成规则盒型房间的二维地图重构,且墙面定位平均距离误差为2.6 cm,平均角度误差为2.17°。

减缩抗裂型水泥基材料及其工程应用

设计了干燥收缩、自生收缩、椭圆环约束等试验手段,研究了矿物质微膨胀剂、硅灰和减缩剂对水泥基材料体积稳定性的影响及其作用机理。试验结果表明:(1)矿物质微膨胀剂具有较强的收缩补偿作用,随其掺量的增加,干燥收缩与自生收缩降低,当掺量为25%时,可使初始开裂时间延长至82 h。(2)随硅灰掺量的增加,干燥收缩和自生收缩增大,当掺量为10%时,初始开裂时间降低至22 h,此时开裂敏感性最大,因此硅灰掺量应合理控制。(3)减缩剂可以大幅度降低砂浆的开裂敏感性,且与其他外加剂相容性良好,对养护温度变化不敏感。由此,设计制备出一种用于重大工程结构混凝土保护层的体积稳定性优良的减缩抗裂型水泥基材料。此外还介绍了"矿物质微膨胀剂-减缩剂-混杂纤维"裂缝控制技术在武汉长江隧道工程中的应用情况。

基于多相水平集的SAR近岸区域密集船只分割

针对位于合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像近岸区域中的密集船只难以有效区分的问题,采用了改进的多相水平集方法。该方法通过利用遥感图像中船只近似椭圆形状的形状特征与近岸船只排列的规律特征,将椭圆形状约束与排列分布约束引入到能量泛函函数中,通过改进的能量泛函演化椭圆区域变化方程,使各船只演化区域沿船只主轴方向对抗式生长,实现SAR近岸区域的多船只分割。在SSDD数据集上对算法进行验证,与其他方法进行对比,实验结果表明,所提方法可以有效分割SAR近岸区域中密集分布的船只,无需对图像进行预处理。

基于精细分割的SAR图像舰船目标几何结构特征提取

随着高分辨率星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)系统的研制和使用,利用SAR图像实现快速准确的舰船目标识别分类成为了海上目标侦察监视的重要手段.文中针对SAR舰船目标切片图像,提出一种基于精细分割的SAR图像舰船目标几何结构特征提取方法.首先,采用基于Radon变换的分割方法将舰船目标和成像干扰区域进行分离,对分离出的舰船目标切片进行阈值分割处理,并利用形态学手段处理分割图像,减小旁瓣影响,准确提取目标主区域;然后基于椭圆形状约束进行目标区域的细化分割,解决分割区域“毛刺”现象和区域断裂现象,得到舰船目标的最佳图像分割区域;最后,通过逼近目标区域获得其对应的最小外接矩形(minimum enclosing rectangle,MER),进而实现目标区域几何结构特征的精确提取.通过对获取的高分三号卫星SAR图像数据进行仿真实验,证明了本文方法提取舰船目标几何结构特征的高准确性和强稳定性,对海上舰船目标的识别与分类具有重要意义.

The Extremal Problem on Cartan-egg Domain of the First Type

In this paper,we study the extremal problem on Cartan-egg domain of the first type by using some inequalities.The extremal mapping and extremal value between the first type of Cartan-egg domain and the unit ball when k≤1 and k=2,m=2 are constructed.

控制输入受限的板球系统滚动线性二次型调节器控制

为了实现板球系统高精度的轨迹跟踪目标,首先根据目标轨迹,利用微分平坦技术得到前馈控制量和目标状态量。然后,基于目标状态建立偏差系统,结合预测控制中的滚动优化思想设计了滚动线性二次型(LQR)控制器。最后,考虑到被控对象输入受限的情况,在变椭圆域约束的条件下优化控制系统性能,并通过本地管理接口(LMI)求解出控制器。仿真结果显示,在输入受限的情况下,板球系统具有良好的轨迹跟踪性能、稳态性能和鲁棒性能。

多相主动轮廓模型的眼底图像杯盘分割

目的视盘及视杯的检测对于分析眼底图像和视网膜视神经疾病计算机辅助诊断来说十分重要,利用医学眼底图像中视盘和视杯呈现椭圆形状这一特征,提出了椭圆约束下的多相主动轮廓模型,实现视盘视杯的同时精确分割。方法该算法根据视盘视杯在灰度图像中具有不同的区域亮度,建立多相主动轮廓模型,然后将椭圆形约束内嵌于该模型中。通过对该模型的能量泛函进行求解,得到椭圆参数的演化方程。分割时首先设定两条椭圆形初始曲线,根据演化方程,驱动曲线分别向视盘和视杯方向进行移动。当轮廓线到达视盘、视杯边缘时,曲线停止演化。结果在不同医学眼底图像中对算法进行验证,对算法抗噪性、不同初始曲线选取等进行了实验,并与多种算法进行了对比。实验结果表明,本文模型能够同时分割出视盘及视杯,与其他模型的分割结果相比,本文算法的分割结果更加准确。结论本文算法可以精确分割医学眼底图像中的视盘和视杯,该算法不需要预处理,具有较强的鲁棒性和抗噪性。