光流法测速在点火过程研究中的应用

光流法作为一种运动图像分析方法,正在越来越广泛地被应用于燃烧诊断领域,它能够定量获得火焰面位移速度.在强迫点火过程研究中,准确测量火核的演变速度能够更清楚地揭示其物理化学过程本质,基于此,本文验证了利用光流法研究点火过程的可行性,并分析了其准确度,研究了静止混气和扩散射流中的强迫点火过程,定量展示了强迫点火过程中火核的发展速度,可为点火模型的建立提供数据支撑.结果显示,射流中火核的发展速度呈现先慢后快的特点,并且在发展过程中,其速度矢量场中会出现多个发散源.

油气探矿权出让区块价值评估技术及其应用——基于蒙特卡罗模拟的折现现金流法

针对油气矿产资源在勘探开发中存在地质条件、勘探开发技术、市场等方面的不确定性,提出了基于蒙特卡罗模拟的折现现金流经济评价方法来评估油气探矿权价值。该方法可在油气探矿权内预期的资源量、勘探开发投入、操作成本及油气销售收入存在不确定性的情形下,获得不同概率的油气探矿权估值,进而为竞价方案编制提供依据。该方法应用于新疆塔里木盆地某油气探矿权出让区块的价值评估,获得该区块多个竞争报价,对应企业内部收益率发生的概率,评估得出以报价4.85亿元竞得该区块探矿权时,企业内部收益率大于8%发生的概率为75.4%。最终该区块的探矿权以4.853 2亿元成交,表明该评价方法切实可行。基于蒙特卡罗模拟的折现现金流经济评价方法可为企业适应油气探矿权竞争性出让政策提供决策依据,这对企业公开竞争获取油气探矿权有重要现实意义。

光流法雷达外推产品在突发强降水预报中的应用

地形条件复杂的山丘区中小河流洪水突发性强、汇流时间短,高准确率和长时效性降水短时临近预报产品对提高突发洪水预报精度尤为关键。以2021年9月河南省鸭河口水库出现的千年一遇特大洪水为例,利用国家气象信息中心提供的三源融合格点实况降水资料,检验基于改进光流法的雷达外推降水预报产品在本次洪水过程中0~1 h和0~3 h降水预报的TS评分和预报偏差。结果表明:(1)改进光流法在0~1 h的逐小时降水预报上较为精准,累计雨量在50 mm以下时,TS评分在0.45~0.85之间;雨量在50~70 mm之间时,TS评分在0.35~0.70之间;雨量在70 mm以上时,TS评分在0.25~0.35之间。50 mm以上雨量有较高TS评分表现出改进光流法在极端强降水预报中的优势性。(2)改进光流法在0~3 h的降水预报上,累计雨量在50 mm以下时,TS评分在0.55~0.85之间;在50 mm以上时,TS评分在0.35~0.75之间。该降水预报产品不仅对极端性降水预报效果较好,且预报时效长达3 h,可为防洪调度提供更长的决策时间。(3)改进光流法在0~3 h的降水预报产品与融合实况格点降水相比,雨量在20 mm以下的预报结果比较接近,平均绝对误差在10 mm以内;雨量在20 mm以上时,随雨量增大,平均误差、平均绝对误差、均方根误差均逐渐增大。(4)改进光流法在0~3 h的降水预报产品对影响范围小、降水强度大、维持时间长、累计雨量大的极端强降水有较好的预报表现。研究成果可为洪水预报模型提供一种较为可靠的降水输入预报。

快速准确的光流法运动目标检测

使用经典HS光流法对视频图像中的运动目标进行识别与检测时存在环境噪声多、检测效率低等问题。为此,对光流法进行改进。首先设计新的判定方法降低求解光流的迭代次数,减少算法执行时间;然后结合边缘检测等算法设计满足精度约束的算法,降低环境噪声的影响;最后使用GPU分别对光流法和边缘检测算法并行优化,从而进一步提高算法效率。实验结果表明,所提算法在CDNet2014数据集上的检测精度为88.1%,检测到的运动目标清晰度高。此外,该算法在GPU上的最大加速比为89倍,性能较传统算法有很大提升。

基于改进光流法的视频监控中人群异常行为检测算法

危害社会公共安全的事件频发,研究视频监控中人群异常行为对于恢复治安秩序和保障公众安全有着重要意义。由于视频监控涉及多种多样的场景,复杂环境影响了人群异常行为的准确检测。因此,为提升视频监控中人群异常行为的检测效果,提出基于改进光流法的视频监控中人群异常行为检测算法。利用改进单高斯模型在视频监控中人群视频帧内提取角点作为特征点;基于改进光流法计算特征点的运动速度与方向,提取有效特征点,得到人群运动目标图像;通过计算人群运动目标图像内光流点的方向熵、幅值熵与平均速度的乘积,确定运动混乱度;对比分析运动混乱度与设置阈值,完成人群异常行为检测。实验结果表明,该算法可有效提取人群视频帧内的角点和运动目标图像,准确检测人群异常行为,具有较好的视频监控中人群异常行为检测效果。

基于视觉SLAM和光流法的无人施药船定位精度研究

随着农业自动化技术的不断发展,无人施药船作为先进的水生养殖设备,逐渐得到广泛应用。文章采用视觉同步定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)和光流法相结合的方法,提出一种提高无人施药船定位精度的方法。该方法能够有效提高无人施药船的定位精度和自主导航能力,具有广阔的应用前景,有助于提升农业生产的效率。

基于FY-4红外资料和光流法的不同空间尺度云团的外推可预报性研究

为研究云图和不同尺度云团的外推可预报性特征,设计了一种适应于FY-4卫星红外云图(10.8μm)的云检测方法,结合区域识别算法,剥离出不同尺度的云团;使用具有HS全局约束方案的光流法,开展外推敏感试验。对2020年不同月份的12个个例的统计结果表明:对亮温云图进行外推预报时,可用光流信息接近6 h,第0.5、1和6小时亮温均方根误差分别约为4.4、7.1和16.7 K,外推预报准确率随着预报时长的增加呈指数趋势降低。为消除亮温日变化影响,对云检测结果即云团分布进行不同时长的外推预报,统计结果表明:云团位置预报偏差是外推预报在第0~1小时中误差快速增长的主要原因,云团面积和位置的预报偏差是第1~6小时中误差的主要组成。>2000 km、200~2000 km、20~200 km、<20 km等尺度云团的可参考外推时长分别不超过6、1.5、1 h和15 min;外推“所有”尺度云团的预报主要体现了>2000 km尺度云团的外推预报特征;外推预报准确率随着云团空间尺度的减小而降低,这与不同尺度云团的物理属性演变特性、生命史长短等要素密切相关。以上研究结果对红外云图外推预报业务应用有一定指导意义。

基于光流法和无人机的大型风力机结构动力特性测试

针对大型风力机结构以人工检测为主费时耗力且危险的劣势,提出一种基于光流法和无人机的大型风力机结构动力特性识别方法.首先研究无人机空间悬停振动规律,提出基于背景不动点结合自适应比例因子的无人机镜头空间位移补偿方法;其次,使用无人机拍摄风力机结构在摆振与挥舞方向的振动视频,采用光流法对监测点进行视觉跟踪得到其位移响应,并与传统监测方法进行时域与频域信息的对比分析;最后,结合分段监测方法识别风力机结构全局模态振型,并通过振动台试验进行验证.结果表明,背景不动点结合自适应比例因子的位移补偿方法有效地解决了无人机悬停过程中由于振动引起的空间位移漂移影响.结合分段监测方法,利用无人机搭载计算机视觉监测系统可以很好地识别大型风力机结构的模态振型,实现了远距离、非接触、低成本的结构健康监测,可为风力机等大型结构状态评估提供依据.

基于融合改进RANSAC光流法的无人机视觉SLAM研究

针对同时定位与建图(SLAM)中存在定位精度不足、匹配特征点误差累积和特征匹配时间较长,提出了一种融合改进RANSAC光流法的优化算法。该方法基于传统RANSAC算法,加入最小二乘法对模型进行迭代优化来估计最优模型,对光流法的误匹配点进行剔除,大量减少图像误匹配特征点;把融合改进后的RANSAC光流法与特征点通过卡尔曼滤波进行融合,最后使用改进后的算法在公开的EuRoC MAV数据集中进行SLAM定位精度实验。实验结果表明:该改进算法能够有效减小光流法特征匹配的误差,从而提高无人机视觉SLAM的定位精度。

基于时频域转换及雨流法的电子设备随机振动概率疲劳损伤预测

针对电子设备随机振动疲劳损伤存在高度的不确定性问题,提出了一种基于频时域转换及雨流法的概率疲劳损伤预测方法,用于预测某航空电子设备在特定随机振动载荷条件下的疲劳损伤分布。通过采用“等效单元谱”近似计算,本文提出的方法能够在短时间内给出电子设备的损伤概率分布,且计算得到的疲劳寿命均值与试验结果吻合较好。因此在开展复杂功率谱密度(Power spectral density, PSD)载荷谱作用下的随机振动疲劳损伤计算时,具有计算效率高、工程适应性强等优势。

Farneback光流法在雷达回波追踪中的应用

本文基于Farneback光流法实现了雷达回波追踪,并选取不同天气类型的雷达资料进行测试评估,结果表明:利用Farneback光流法估算的位移场空间分辨率和准确度均较高,空间分辨率为1 km,风向风速与实况吻合,能清晰刻画出风场中的辐合辐散结构。利用主观对比法和客观指标计算法与交叉相关法(TREC)作对比,表明利用Farneback光流法得到的回波位移场精度优于TREC法,应用前景良好。

融合互相关法与光流法的测流方法

文中为了实现对河流流速、流量等的准确测量,提出了一种融合互相关与光流法的测流方法。方法首先对河流图像使用互相关方法来检测两帧之间的速度矢量,并使用稠密光流法来补充互相关法得到的速度矢量。最后在L水文站与旋浆式流速仪所得结果进行了对比分析。

用改进的光流法和卫星TBB资料进行对流临近预报

为了在缺少雷达观测的地区开展对流临近预报,利用光流法和半拉格朗日外推法进行了卫星云图外推实验,同时利用无辐散约束改进光流矢量来避免云图辐散失真。(1)光流法反演的风场能够准确反映出台风涡旋环流结构,采用半拉格朗日方案进行外推,可以保持云系的旋转特性,具有良好的稳定性和精度,但随着外推时间的增加光流矢量中的噪声会导致云图辐散失真。(2)无辐散约束减少了风矢量杂乱无序现象,弥补了缺失的光流,还能对风速进行平滑,使风速空间梯度更平滑。(3)用改进后的风场进行外推,避免了云系辐散失真,在保持其形态不被破坏的同时,还能减少云团TBB虚假增长。(4)检验表明改进后的外推预报方案,具有更小的平均绝对误差,MAE提高了4%,临界成功指数提升了9%。

计算自旋轨道耦合Spin-2 BEC基态的带拉格朗日乘子的正规梯度流法

该文设计带拉格朗日乘子的正规梯度流法(GFLM)模拟自旋轨道耦合Spin-2玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的基态.发掘投影系数间的隐含关系,解决了模型中已有条件(总质量及总磁场量守恒)不足以确定所有投影系数的困难.对循环型/铁磁体系下具有不同势函数的自旋轨道耦合Spin-2 BEC的基态进行了大量数值试验,验证了算法的有效性,并揭示了自旋轨道耦合Spin-2 BEC的条纹状基态与晶格状基态随自旋轨道耦合系数相互转化的相变规律.

改良Langendorff主动脉逆行灌流法分离不同大鼠心肌细胞的效率探讨

目的比较分析Langendorff主动脉逆行灌流联合酶消化传统4步法和改良2步法急性分离普通远交群大鼠(SD)心肌细胞的优缺点。同时探讨改良2步法分离普通SD大鼠、自发性高血压大鼠(SHR)及wistar-京都大鼠(WKY)心肌细胞数量和质量的差异。方法同时运用传统4步法和改良2步法急性分离SD大鼠心肌细胞,在倒置显微镜下观察心肌细胞形态及存活细胞比率。随后用改良2步法分离SD、WKY和SHR的心肌细胞,比较三种大鼠心肌细胞数量和质量差异,探讨改良2步法在不同大鼠心肌细胞急性分离的价值。结果两种方法分离SD大鼠心肌所得杆状细胞横纹清晰、棱角分明,均为可供膜片钳实验顺利进行的存活细胞,改良2步法分离所得杆状细胞数、总细胞数较传统4步法显著增加,差异有统计学意义(P<0.05);改良2步法分离3组大鼠杆状细胞数、总细胞数差异有统计学意义(P<0.05),3组大鼠杆状细胞比率、覆钙后杆状细胞数和细胞总数均没有差异(P>0.05);3组大鼠心脏重量、消化时间比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论心肌细胞急性分离的Langendorff主动脉逆行灌流联合酶消化改良2步法分离SD大鼠心肌杆状细胞比率和质量较传统4步法没有区别;此改良2步法对分离SHR与WKY大鼠心肌细胞同样适用,改良2步法经济高效,值得在不同大鼠间推广。

砂流法施工常见问题及解决措施

砂流法是水下沉管隧道地基处理方法之一,该方法不影响航运,价格低廉,不受水深、流速、潮汐等水文条件的影响,在沉管隧道基础施工中广泛采用。但砂流法施工中存在灌砂孔道堵塞、管节抬升、砂盘表面充满度不足等问题。针对灌砂孔道堵塞,分别从设计阶段、基槽开挖阶段、灌砂阶段提出相应的解决措施;针对管节大幅度抬升,对管节位置、砂盘扩展进行实时监测和人工潜水探摸;针对砂盘充满度不足,提出的措施有:增大灌砂量以提高充满度,灌砂孔布置遵循重叠原则,减小单个砂盘的半径,施工末阶段进行灌浆处理。

一种结合光流法与三帧差分法的运动目标检测算法

运动目标的检测是计算机视觉研究的重要内容之一,光流法是其中的一种重要方法.由于计算光流的算法复杂,限制了它的使用.本文提出一种结合光流法与三帧差分法的运动目标检测算法,该算法简化了光流的计算,选择图像中具有代表性的Harris角点,只对这些像素点计算光流信息,有效地减少了复杂度,由于检测得到的运动目标区域不够完整,引入了三帧差分法作为简化光流法的补充.经过实验,该方法使光流法达到了实时性要求,取得了好的效果,优于单独运用两种方法中的任何一种取得的效果.

基于光流法的运动目标检测与跟踪算法

选用Harris角点作为跟踪对象,将尺度空间引入角点检测,提取特征尺度上的Harris角点,并进行曲率非极大值抑制,滤除"伪角点",提高角点检测对尺度变化的抗扰能力.跟踪算法选用结合图像金字塔的光流法,迭代计算光流,并提出基于光流误差的跟踪算法,即用不同时间流的运动轨迹在同一帧图像的误差来衡量运动跟踪情况,避免跟踪点因被遮挡、消失或者纹理特征发生变化而导致跟踪失败.通过对不同视频图像进行检测的结果证明基于改进的角点提取和图像金字塔的光流法具有良好的跟踪效果,引入光流误差可以有效地滤除跟踪失败的特征点,准确估计运动目标的位置.

基于光流法与特征统计的鱼群异常行为检测

鱼类群体行为的异常检测能够为鱼类健康监控与预警提供重要的方法和手段,对研究鱼类行为的机理,提升水产养殖过程中的信息化水平具有非常重要的意义。该文通过计算机视觉和图像处理技术,基于鱼群运动特征统计方法,对鱼群异常行为检测进行研究。利用Lucas-Kanade光流法得到目标鱼群的运动矢量,并对目标运动的行为特征进行统计,得到速度与转角这2个行为特征的联合直方图与联合概率分布。最后,在联合概率分布的基础上,基于标准互信息(normalized mutual information-NMI)和局部距离异常因子(local distance-based outlier factor-LDOF)2种方法对鱼群行为进行异常检测。试验结果表明,2种异常检测方法均达到99.5%以上的准确率。

直流系统绝缘监测的直流漏电流法改进方案

支路巡检是确定接地点前的重要步骤。针对传统直流漏电流法所引发误报和漏报,文中归纳为5个方面的原因,并提出了一套改进方案。在分析漏电流传感器中电流分量和直流网络中各级母线电压差的基础上,通过对算法的优化,本方案不仅提高了测量精度,而且克服了传感器零点漂移的影响,回避了下级母线接地电压表导致的泄漏电流。通过对闭环状态下穿越电流和开环状态下电流分流的分析,改进的故障支路指示方式取代了传统的漏电流决定绝缘电阻、决定报警的工作方式,避免了对运行人员的误导。模拟试验验证了该方案算法的正确性,以及与多种母线绝缘监测方式配合的适应性。