基于对称性评价的曲线对称中心拟合算法

在缺乏形状先验信息的前提下,对有噪声干扰的一维图像(灰度曲线)进行中心位置估计是机器视觉测量中的关键问题之一。以曲线与其镜像的匹配误差作为对称性评价函数,提出一种对称中心拟合算法,并采用最小二乘法计算最佳匹配点作为对称中心。该算法在使用中需要迭代计算,并可能收敛至错误的位置,通过对迭代初始值选取可能产生的局部收敛进行分析,证明了局部极值点仅可能出现在真值相邻的半像素之内,就此提出了收敛点验证策略,解决了错误收敛的问题。通过仿真模拟与实例,验证了对称中心拟合算法在各种干扰下的稳健性,在强噪声干扰下,灰度质心法的位置变化量达到了数十甚至上百像素,而对称中心拟合算法的位置变化量均方根值仍能保持在1像素左右,在其他噪声条件下,对称中心拟合算法的表现也远优于灰度质心法。

盾构隧道洞门钢环空间三维坐标及形态拟合算法

为实现对盾构隧道洞门钢环的快速测量,介绍一种根据观测点拟合空间圆形,来得到洞门钢环“圆心三维坐标、半径、圆度、平整度、垂直度”等位置和姿态信息等的算法。利用洞门钢环为标准圆形的特性,根据“空间圆形弦长的中垂面相交于圆心点”的几何关系,推导多观测点拟合空间圆形的算法公式。通过“最小二乘法”和“附有限制条件的平差模型”理论,将公式方程进行线性化联立,组成矩阵方程;再使用计算机编程,将矩阵方程具体化,并介绍“弦长组合方式、平面拟合方法、限制条件联立、最小二乘解算形式”等各个计算步骤;最后,通过天津地铁Z2线工程的洞门钢环安装案例,将本文算法与商业隧道测量软件的计算结果进行对比,验证了该算法的可靠性。

基于离散点拟合算法的地面数字电视单频网重叠区分析

对于地面数字电视而言,对单频网重叠覆盖区(以下简称重叠区)进行信号分析是提升该区域信号接收性能的重要基础。通过分析单频网重叠区“信号自扰”的现象和原因,采用“离散点拟合”算法,准确给出既定信号参数条件下的重叠区,并提出重叠区内有效解调信号的基础条件。通过仿真实验对该方法的可行性和有效性进行验证,达到了预期效果。

橡胶复合材料中炭黑微观结构图像的拟合算法

将炭黑聚集体视为由多个圆形原生粒子构成,对橡胶复合材料中炭黑聚集体形态进行图像拟合分析。基于炭黑补强橡胶复合材料的微观结构图像,在采用图像分割和阈值迭代等方法处理图像背景缺陷的基础上,研究了轮廓骨架算法、最大内切圆算法和K-means聚类算法3种拟合算法处理炭黑聚集体图像,并用峰值信噪比和结构相似度2个指标对图像拟合效果进行评价。结果表明,轮廓骨架算法拟合炭黑聚集体形态效果最优,更适用于炭黑补强橡胶复合材料微观结构重构时对炭黑聚集体形态的描述。

基于多维曲线拟合算法的空调制冷剂不足故障诊断模型

中央空调多联机机组在各类建筑的空调系统中有着广泛运用,其中制冷剂不足将极大影响多联机机组的正常运转。为有效实现制冷剂不足的在线故障诊断,提出多维拟合算法。首先,基于建立的故障诊断模型开展模拟实验,再对实验数据采取预处理;最后,利用模型和处理后的数据进行故障诊断。结果显示,多联机制冷剂不足故障可通过所建立模型实现诊断,且具有较高的正确率,对空调系统的检修维护工作具有重要的指导意义。

基于线性拟合算法的电能计量装置计量误差校正方法

由于现有的误差校正方法消耗时间较长,因此研究基于线性拟合算法的电能计量装置计量误差校正方法。采用最小二乘法进行线性回归模型的拟合,获取线性函数与残差平方和的最小值。选择函数曲线中的峰值作为月用电量的异常阈值进行异常值判断。在动态负荷中,三相电网信号经过分压、抗混叠滤波后,将差分信号输入电路。对连续的电压电流信号进行采样并转换为离散信号,将离散的数字信号转发到电能计量装置中,运用线性插值方法校正计量结果。实验结果表明,应用所提方法的小组为校正消耗总时间最短的小组,消耗总时间为29 s,能够较为实时地进行误差校正工作,有效减少工作量,达到良好的误差校正效果。

北斗卫星导航系统的Chebyshev多项式拟合算法

北斗卫星导航系统是由MEO+IGSO+GEO组成的混合星座模式,其中MEO星座轨道和GPS卫星的轨道类似,但GEO卫星的轨道特征与MEO卫星有所不同。本文基于卫星轨道拟合的基本理论和公式,利用卫星的广播星历计算出某一时间间隔内若干个卫星瞬时坐标,并给出切比雪夫(Chebyshev)多项式拟合算法,求取多项式参数,根据拟合出的多项式计算任意时刻的卫星坐标。

布里渊背向散射光谱数据拟合算法设计与实现

针对光纤某些点处布里渊背向散射光谱的测量数据出现多峰的情况,提出采用区间划分和基于最小二乘的非线性回归方法对采集到的布里渊背散光谱进行处理.该方法不仅可以拟合单峰布里渊背散光功率数据,而且可以自动识别多峰数据并分别对几个峰进行拟合,使得计算结果能更准确反应光纤沿线的应变情况.实验结果证实了算法的有效性和可行性.

泵性能测试曲线分段最小二乘多项式拟合算法

针对现有水泵性能测试曲线拟合算法单一、对水泵非稳定性状态不规则、马鞍形等形状数据拟合精度差、近似效果不理想甚至丢失真实试验数据特性的现状,通过比较水泵性能曲线的各种拟合方法,分析了不同拟合方法在水泵特性曲线拟合中的优缺点,并针对特殊的水泵马鞍形性能曲线,设计了分段最小二乘多项式拟合方法.为了保证分段拟合曲线的连续可导性,在分段最小二乘拟合曲线的基础上,对各相邻分段曲线的分段点采用插值拟合的方法进行连接.最后通过试验验证,分别采用分段三阶最小二乘拟合算法和五阶最小二乘拟合算法对试验数据进行拟合,并对拟合结果进行对比分析.结果表明:采用分段最小二乘多项式的拟合方法对复杂特性曲线进行拟合,可以提高拟合曲线的拟合精度,并保证了拟合曲线的连续性.

传递函数拟合算法及其在变压器绕组变形诊断中的应用

提出了利用网络的实测数据拟合其传递函数的实用算法．本算法是基于当某极点的实部较小时，该极点对网络传递函数的作用区域集中于其虚部附近，所以利用其虚部附近的测量数据可以较准确的拟合出该极点．对拟合结果使用高斯－赛德尔型迭代法进行修正可以进一步改善所得结果．对几组变压器的实测数据所做的计算证实了所提出的算法。

基于光电内测法的立式罐容量计量中圈板半径拟合算法的研究

介绍了可以用于立式罐圈板半径拟合的4种方法，即加权平均法、迭代法、最小二乘法和扇形叠加等效面积法。针对同-1000m3立式罐，4种算法分析结果与国际仲裁标准围尺法测量结果的最大半径偏差分别为2．05mm、1．48mm、1．46mm和2．12mm，所有圈板平均算数偏差分别为0．97mm、0．63mm、0．62mm和1．03mm，验证了4种方法的有效性，并分析了每一种算法的特点。

激光光斑定位的多圆拟合算法的研究

介绍了用于提取激光光斑参数的曲面拟合和圆拟合算法,在圆拟合算法的基础上提出了新的多圆拟合算法,在不同的噪声水平下比较了曲面拟合算法和多圆拟合算法所能够达到的精度。研究结果表明,多圆拟合算法具有更好的抗噪声性能,除了可以检测光斑中心外,多圆拟合算法还可以检测其半径达到亚像素级的光斑,所以能够广泛地应用在光学测量系统之中。

利用最小二乘拟合算法的三相重合闸永久性故障判别

为解决单相接地永久性故障判别灵敏度不足的问题,提出采用并联电抗器零模电流不同频率分量比值特征的三相自适应重合闸故障性质判别方法。通过分析单相接地故障时的并联电抗器零模电流,发现不同故障性质情况下其自由振荡频率不同,据此建立了包含衰减非周期分量及不同自由振荡频率分量的并联电抗器零模电流识别模型。当输电线路发生故障且两侧断路器跳开后,将并联电抗器零模电流作为已知量,利用最小二乘拟合算法求取其不同频率分量的幅值,根据各频率分量电流幅值对比关系实现永久性故障判别。EMTP仿真表明,该方法适用于单端及双端带并联电抗器线路,且不受过渡电阻、故障位置的影响,灵敏度高。

基于小波分析的气泡光散射空间谱强度分布的高斯拟合算法优化

将小波消噪方法应用在采用CCD器件作为光传感器的尾流气泡光散射空间谱强度分布检测技术中,发现CCD输出经过消噪后的高斯拟合曲线比其直接进行高斯拟合的结果更逼近实际的气泡光散射谱强度分布,可以有效减小测量误差,使高斯拟合算法得以优化,从而解决了CCD饱和与测量噪音对散射谱强度分布半值宽度和峰值的影响,提高了用气泡光散射谱强度分布判断水中气泡存在和气泡大小的准确度.

基于Hough拟合算法的对称目标姿态测量新方法

针对空中对称刚体目标,提出了一种基于Hough变换拟合算法的姿态测量新方法。它对于中轴线提取过程进行了改进,通过详实的仿真实验和精度分析,证明该算法在一定程度上提高了中轴线测量法的抗噪性和测量精度,且易于实现,对于实际的工程应用具有一定的借鉴价值。

杂乱点云的快速曲线拟合算法研究

针对杂乱点云的曲线拟合问题,根据Bezier曲线原理,给出了一种改进的曲线拟合算法。算法在保持曲面特征基本信息的前提下,先对测量到的杂乱点云进行平行切割,再对切割后的截线云进行插入排序,然后从中选点用Bezier曲线来拟合、逼近截线云。实践证明,该算法高效、稳定,可以快速地重构出三维形体的特征曲线。

非圆曲线参数化拟合算法的设计与实现

通过分析AutoCAD导出的DXF文件中椭圆弧和样条曲线的图形信息,利用曲线参数化的思想设计了椭圆弧和样条曲线的拟合算法。其中,针对椭圆曲线提出了一种基于迭代法的等误差拟合算法,并给出一个优化的初值使得通过一次迭代即可达到精度要求,进一步减小运算开销。针对样条曲线推导了改进的De Boor-Cox算法来减低计算复杂度,利用参数曲线的特性给出样条曲线的拟合误差计算公式,并利用伸缩步长法快速计算出拟合节点,成功实现了样条曲线的拟合。最后通过VC++编程实现了该算法,并验证了算法的正确性。

基于最小二乘法的几何元素拟合算法研究

误差评定是零件检测环节中的重要检验项目之一,几何元素拟合是基于坐标测量法评定误差的核心内容。在对常见几何元素分析研究的基础之上,构建了其参数化数学模型,基于最小二乘法提出其拟合算法的整体框架,对具体的算法进行了研究并给出了优化算法初始值的计算过程,基于MATLAB平台对拟合算法进行了实现,并将其拟合结果与NIST的结果进行比较分析,结果验证了该算法的可行性。

GLONASS和GPS广播星历参数及拟合算法分析

为了进一步为我国北斗卫星导航系统的星历参数设计提供借鉴,着重对格洛纳斯和全球定位系统的广播星历参数及拟合算法进行了对比研究,结果表明:同一组精密星历拟合出的全球定位系统的星历参数得到的卫星坐标精度相对较高;而拟合出的格洛纳斯星历参数在求解卫星坐标的速率方面有优势。

DXF文件的椭圆(弧)曲线拟合算法的设计与实现

现有的基于微机开发的数控加工系统都是人工调试完成后加载运行的。为了能够依据AutoCAD绘图系统提供的信息自动生成数控加工代码,对基于PMAC卡的数控加工代码生成以及动态在线监测系统研制过程中遇到的问题进行了研究。重点说明了如何利用DXF文件中的参数进行椭圆(弧)曲线拟合,详细介绍了椭圆(弧)曲线拟合算法的实现。比较结果进一步验证了该算法的正确性和有效性,为后续的工作奠定了基础。