基于Point Transformer v2的点云枝叶分离方法研究

准确高效的点云枝叶分离对精确计算森林树木的垂直参数至关重要。然而,当前的研究方法计算成本高,且依赖先验知识导致泛化能力不足。针对以上问题,文章提出利用基于点特征的Transformer网络进行自动化的森林场景三维点云的枝叶分离研究。该方法使用Point Transformer v2网络,首先利用网格编码模块提取可学习的局部结构关系,保留点云的几何拓扑结构;其次使用分组注意力实现多通道联合学习,降低特征的冗余度,提高计算的效率;最后构建了基于点的Transformer网络实现高精度森林树木三维点云语义分割,降低了对于先验知识的需求。使用地基激光扫描仪获取的加拿大和芬兰7个不同树种样地的三维点云数据,进行枝叶分离实验和精度评价。实验结果表明,网络整体精度(OA)为94.42%,mIoU为78.89%,能够适应不同树种、不同点云密度的森林场景的枝叶分离。

A New Algorithm of Roundness Error Separation Technique of Three-point Method

Through the analysis of roundness error separation technique of three-point method and based on the invariability and periodicity of the geometrical characteristic of measured round contour, a new matrix algorithm, which can be used to solve directly the roundness of the measured round contour without Fourier transform, is presented. On the basis of the research and analysis of the rotation error movement which is separated by using the three-point method, a mathematical equation is derived, which can be used to separate the eccentric motion of least square center of measured round contour and the pure rotation motion error of spindle in rotation motion. The correctness of this method is validated by means of simulation.

典型高含硫气井分离器低效分离问题探究

天然气气井在开发生产后期的过程中,通常伴随气田水、细小颗粒等产出,采用分离装置进行初处理,由于分离装置中各相不可能实现完全分离,分离效果不佳,进而对下游装置平稳运行产生不利影响,并可能造成严重经济损失。通过现场试验分析某高含硫气井分离器低效率分离的现象,发现了分离器进气口流速增大,无足够稳定空间,内部液滴夹带严重,分离效果差的问题。提出了高含硫气井分离器低效分离问题的解决措施:正确选用入口元件并校核入口管嘴动压能;采用Ishii-Grolmes准则估算卧式气液分离器气相初始夹带速度;校核捕雾器的安装要求及淹没点(flooding point);选用可拆卸型内构件,设置内构件压差监测、建立定期清洗作业规程;井口一级气液分离器也可不配置捕雾器,简化设计,减少维护工作量。以上措施对高含硫气井分离器的设计、生产过程管理有一定指导意义。

爆炸分离冲击下中远场连接界面多点时域载荷反演方法研究

目的建立产品在爆炸分离冲击剖面下,中远场关键连接界面上多点激励时域载荷历程的识别方法,并分析评估结构的动力学响应特性。方法采用结构动力学分析方法,基于杜哈梅积分离散化,建立时域范围内产品上多个测点(包括多个自由度)与关键界面上受到的力载荷之间的传递函数,进而通过载荷识别获得该力激励,特别是在载荷识别过程中采用最速下降法克服识别算法的不适定性,最后通过有限元方法分析得到识别载荷作用下的结构响应,为评估结构动力学响应提供依据。结果反演获得了爆炸螺栓盒与产品连接关键界面上多点多个自由度的时域载荷,该载荷所产生的响应仿真值与多个测点实测数据吻合,并分析获得了结构的动力学响应分布。结论提出了一种针对爆炸载荷传递路径上中远场关键界面的多点动力学载荷的识别方法,并通过数值仿真验证了该方法的有效性,可支撑结构的动力学响应评估。

基于伪点云特征增强的多模态三维目标检测方法

环境感知是自动驾驶汽车落地的关键技术之一,它对于提高自动驾驶汽车的安全性和可靠性至关重要.三维目标检测是其中的一项核心任务,旨在识别和定位三维空间中的物体,为后续决策提供重要的信息.点云和图像是该任务最常用的输入数据,点云由三维空间中不规则分布的点组成,而图像则是由二维空间上规则分布的像素组成.因此,点云和图像之间难以进行有效的融合.而伪点云作为一种点云表征的图像信息,近几年受到了该领域学者的广泛关注.现阶段基于伪点云的三维目标检测方法还存在伪点云特征提取粗糙和相应感兴趣区域(Region-of-Intersts,RoI)特征表征能力差的问题.本文针对上述问题开展研究,分别提出细粒度注意力卷积和多尺度分组稀疏卷积.细粒度注意力卷积将规则图像处理中常用的深度可分离卷积引入不规则点云的处理流程,并在此基础上嵌入通道和分组注意力机制,进行精细的特征提取,增强伪点云特征;多尺度分组稀疏卷积将格网池化后的Ro I特征分组,进行差异化特征学习,获取不同尺度的Ro I特征,增强伪点云Ro I格网特征的表征能力.基于此,本文在SFD(Sparse Fuse Dense)网络的伪点云特征提取流程中引入细粒度注意力卷积,同时在其伪点云Ro I特征学习流程中引入多尺度分组稀疏卷积,构建SFD++多模态三维目标检测网络.在权威KITTI自动驾驶数据集上的实验结果表明,SFD++每秒可以处理8.33帧数据,其精度在简单、中等和困难的三维汽车检测上达到95.74%、88.80%和86.04%,比次优SFD的精度高出0.15%、0.84%和0.58%.除此之外,一系列消融和补充实验结果验证了所提出卷积的有效性和相关参数设置的合理性.

RECAT-CN间隔下点融合系统进场航班排序研究

为提升终端区进场航班运行效率,针对大连机场终端区点融合系统设计进场航班排序模型,改进遗传算法求解实际航班流的最优排序并提出了一种航班换序运行模式。通过分别对比在RECAT-CN间隔和CAAC间隔下航班换序运行模式与先到先服务(FCFS)运行模式的运行效率,得出了如下结论:1)CAAC间隔下实施航班换序运行模式较FCFS运行模式对航班总等待时间、总飞行时间、航班流总运行时间均有优化;2)在航班换序运行模式下采用RECAT-CN间隔可进一步提升运行效率;3)采用航班换序运行模式可以一定程度上缓解FCFS原则下航班延误逐渐累积的问题。

基于锚点的快速三维手部关键点检测算法

在人机协作任务中,手部关键点检测为机械臂提供目标点坐标,A2J(Anchor-to-Joint)是具有代表性的一种利用锚点进行关键点检测的方法。A2J以深度图为输入,可实现较好的检测效果,但对全局特征获取能力不足。文中设计了全局-局部特征融合模块(Global-Local Feature Fusion,GLFF)对骨干网络浅层和深层的特征进行融合。为了提升检测速度,文中将A2J的骨干网络替换为ShuffleNetv2并对其进行改造,用5×5深度可分离卷积替换3×3深度可分离卷积,增大感受野,有效提升了骨干网络对全局特征的提取能力。文中在锚点权重估计分支引入高效通道注意力模块(Efficient Channel Attention,ECA),提升了网络对重要锚点的关注度。在主流数据集ICVL和NYU上进行的训练和测试结果表明,相比于A2J,文中所提方法的平均误差分别降低了0.09 mm和0.15 mm。在GTX1080Ti显卡上实现了151 frame·s^(-1)的检测速率,满足人机协作任务对于实时性的要求。

海上平台三甘醇脱水装置故障分析及工艺优化

目的解决某海上平台三甘醇脱水装置无法达到脱水要求的问题。方法基于现场实际生产数据,采用HYSYS软件进行该工艺系统的模拟分析,找出该系统运行问题的原因。结果脱水塔入口天然气中水含量过高是影响脱水系统效果的主要因素,改造方案应考虑入口过滤分离器和重沸器改造两方面。结合平台实际情况,最终确定改造方案为更换入口过滤分离器滤芯与重沸器电加热器。改造后,在表压5.2 MPa下的干气水露点从6℃降至-23℃,达到预期效果,且为后续扩容预留了操作空间。结论该海上平台三甘醇脱水装置处理量无法达到设计值的原因可能是入口过滤分离器性能不达标导致脱水塔入口天然气中水含量过高,建议在进行三甘醇脱水装置工艺设计时,严控入口过滤分离器处理指标,并根据入口过滤分离器处理指标配套三甘醇脱水装置。

数控轧辊磨床圆柱度三点测量原理及仿真分析

针对数控轧辊磨床圆柱度离线式两点法不能参与程序运算,难以将测量过程中产生的多种误差分离出来的问题,提出一种三点圆柱度误差分离的方法。该方法将误差分离技术(EST)应用到轧辊圆柱度测量上,并基于MATLAB平台建立了该方法的数学模型。为验证该三点法的优势,预设10个轧辊截面轮廓进行误差分离仿真并分析。结果表明,三点圆柱度测量法能参与程序运算,有效分离出轧辊各截面圆度误差、各截面之间的半径差、各截面最小二乘圆心初始位置同时还可以分离出回转轴的回转误差和直行导轨的直行运动误差,为进一步实现轧辊圆柱度的精密测量打下基础。

基于深度可分离卷积神经网络的水声目标分类研究及FPGA实现

针对传统声纳处理器算力受限,能效比低,难以支撑水声目标识别实时推理的问题,本文基于异构SoC平台设计了面向被动声纳水下目标实时计算处理系统。该系统具有较低资源开销和较小分类精度损失等优点,是一种低时延、高能效比的硬件加速器解决方案。本文以MobileNetV1网络模型为基础并对其进行结构优化,在现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)上通过并行流水线的加速结构实现它的前向推理过程,并对其权值参数进行二值化的处理,以达到减少存储量和计算量的同时加快其推理速度的目的。同时,根据在输入通道维度以及输出图像高度上分块并行的优化思想,设计了深度可分离卷积的流水优化策略,采用并行流水的结构极大减少了前向推理的时间。实验表明,在利用出海实际采集得到的水声数据集上,本文实现的系统识别精度为88.5%,在的分辨率的图像上,时间延迟达到4.23 ms。对比CPU速度提升了70.68倍,是GPU速度的68%。能效比分别为CPU的0.08%,GPU的2.12%。本文为神经网络在硬件资源有限以及功耗存在限制的轻量型移动端或者边缘设备上的应用与部署,以及对促进融合水下勘探网络的建设和水下信息的快速获取提供了设计思路。

集约束下的变分不等式:像空间分析法

变分不等式是一种数学模型,属于平衡问题的一类,常应用于交通均衡问题、经济均衡问题以及生态产业链问题。像空间分析法(ISA)是研究最优问题与平衡问题非常重要的工具之一。为了丰富ISA在变分不等式问题上的研究,在集约束的假设下,利用ISA研究了在欧氏空间中经典变分不等式问题。首先,验证了问题的线性分离性。然后,通过拉格朗日型函数得到了拉格朗日型鞍点条件。最后,给出了变分不等式的最优性条件。

西部矿区深埋厚煤层采动覆岩离层发育规律数值模拟研究

为了丰富离层发育规律的研究方法,以石拉乌素矿221_上08工作面为对象,通过分布式光纤(BOTDR)及定点光纤对离层位置进行综合确定,结合颗粒流PFC^(2D)数值模拟,对大采高、大采深条件下采动覆岩离层发育规律进行研究。结果表明:随着工作面推进,离层空间在关键层底部自下而上向主关键层底部发育,离层发育埋深在440、396、376、331、321、296 m附近,层位止于粗砂岩主关键层底部;覆岩运移主要经历下位关键层沉降、上位亚关键层快速沉降、向粗砂岩主关键层底部发展、主关键层运移阶段;离层层位与工作面推进距离呈正比,且离层发育主要分为孕育(Ⅰ)-加速扩容(Ⅱ)-压密阶段(Ⅲ)3个阶段。

点式星箭分离冲击环境减缓设计与减冲性能试验验证

为改善点式星箭分离冲击环境,优化连接解锁装置设计,研究了点式星箭分离装置的冲击传递机理。以星箭接口不变为前提,提出对应减冲措施:在火工品收集筒顶部增加蜂窝和橡胶垫,以降低火工品结构残体碰撞产生的二次冲击;增加不同材料的垫片,以减弱药剂爆炸冲击作用。初步仿真分析表明,采用镁合金、不锈钢、玻璃钢组合垫片的减冲效果较好。减冲性能验证试验结果表明:增加蜂窝和橡胶垫后,二次冲击现象不再明显;在冲击传递路径上增加3 mm和1 mm厚度的组合垫片,卫星侧冲击响应分别降低了43.3%和39.5%。研究提出的减冲措施以及试验验证结果对点式星箭分离冲击环境改善具有工程指导意义。

基于频点影响的频域盲源分离排序算法

针对排序歧义性对卷积混合盲源分离性能的影响,提出了一种频点影响的卷积混合盲源分离排序算法。改进算法采用权重系数衡量频点的分离矩阵,将其作为下一频点分离矩阵的迭代初值,保持分离矩阵行列式的连续性,利用影响因子控制频点间距离以提高频点分离质量,使频点以可靠频点为依据进行排序,从而提高分离算法估计精度。在仿真实验中对室内语音信号进行盲源分离,改进算法的相似系数、SIR、SAR和SDR性能指标均有所提升,证明了频点影响的有效性。

滑油分油机常见故障及其维保措施

介绍了海上采油平台使用滑油分油机的工作原理、故障现象及故障分析,并提出相应的处理措施,确保滑油分油机的合理使用、正确的日常维护保养。

某排水泵站全地下式初雨调蓄池设计

随着我国经济社会的不断发展,城市面源污染负荷正在逐年提高,对区域河道、湖泊等水环境质量造成了严重威胁。在排水系统末端设置初雨调蓄池,是控制径流污染、改善区域水环境的重要工程性措施之一。文章结合上海市位于商务区的某已建排水泵站处新建全地下初雨调蓄池的设计实例,针对全地下式初雨调蓄池的建设形式、运行模式、主要工艺类型选择等方面的主要问题,在占地面积、经济投资、管养维护等方面进行了研究和论证分析,并介绍了该初雨调蓄池主要工艺参数的优化设计方案,可为同类型全地下式排水泵站初雨调蓄池的设计提供一定思路参考。

废盐无害化处理工艺研究

为了解决制备精四氯化锆过程中产出废盐的处理难题,根据废盐微观形貌分析结果,将废盐加水溶解,利用强酸性体系使废盐中的金属离子溶出进入溶液,通过采用不同搅拌方式、浸出时间、压滤方式以及浸出试剂等实验,研究金属元素的分配及迁移规律。通过实验室条件摸索试验、放大试验以及条件优化试验,使处理后废盐中锆平均收率大于80%,不同阶段废盐锆收率基本稳定,处理每吨废盐用水量在10 t以下,中和渣及水溶渣pH值达到国家《危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》(GB 5085.1-2007)标准要求。

溶剂分离法提取生物柴油中的不饱和脂肪酸甲酯

为了降低生物柴油的冷凝点,采用溶剂分离法提取生物柴油中的不饱和脂肪酸甲酯,重点考察了醇的种类、溶剂的用量、冷冻温度和过滤方式对分离效果的影响。结果表明:乙醇的用量为原料质量的2~3倍,冷冻温度-15℃,压滤法过滤,最高可得到96.9575%的不饱和脂肪酸甲酯含量和86.92%的得率。

医用压缩空气泵站故障探究

呼吸机在患者的抢救、治疗中扮演重要角色,其运行需要压缩空气。我院于2016年监护室新增两台压缩空气泵站集中为呼吸机提供压缩空气。工程师在一次巡检中发现呼吸机压缩空气进气过滤器内含水量异常。通过一系列的排查和实验逐步排除变量,通过对泵站内部结构、主要部件功能和原理逐一分析,推断出故障部件为冷干机。恰逢一台泵站故障,更换的同时为另一台泵站出口增加了独立的冷干机。运行后经测试验证推断,最后通过对报废泵站残体的破坏性拆解找到了管路进水的原因。

隔姜化脓灸及穴位贴敷治疗COPD对中医积分与CAT评分的影响

目的探讨与分析隔姜化脓灸及穴位贴敷治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)对中医积分与慢阻肺评估测试问卷(CAT)评分的影响。方法选择2017年1月—2019年12月在江苏省泗阳康达医院康复科进行治疗的74例稳定期COPD患者作为研究对象,根据1∶1随机信封抽签原则把74例患者分为研究组37例与对照组37例。对照组给予穴位贴敷治疗,研究组给予隔姜化脓灸治疗,研究组与对照组患者的治疗观察时间为3年,判定与记录患者的中医积分,根据中医证候积分计算总有效率、CAT评分、年感冒次数变化情况,同时记录患者的肺功能情况。结果治疗3年后研究组的总有效率为97.30%,对照组为78.38%,研究组治疗3年后的总有效率明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。研究组与对照组治疗3年后的用力肺活量、第一秒用力呼气量高于治疗前,差异有统计学意义(P<0.05),研究组治疗3年后的用力肺活量、第一秒用力呼吸量也显著高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。研究组与对照组治疗3年后的CAT症状评分低于治疗前,差异有统计学意义(P<0.05),研究组治疗3年后的CAT症状评分与对照组相比明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。研究组与对照组治疗3年后的年感冒次数低于治疗前,差异有统计学意义(P<0.05),研究组治疗3年后的年感冒次数与对照组相比也显著降低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论隔姜化脓灸治疗COPD能降低患者的中医积分,改善患者的肺功能与总体疗效,能降低患者的CAT症状评分,减少患者的年感冒次数,有很好的应用效果。