基于计算机视觉的混凝土表观裂缝识别和宽度测量

对钢筋混凝土(reinforcement concrete, RC)结构表观裂缝的高效识别可以为结构震损快速评估提供佐证。无论在地震现场还是实验室环境,此类工作均表现出量大、重复的特征,适合利用计算机视觉技术完成,以弥补人工方式低效、不确定性强的劣势。以消费级相机输出图像作为数据源,融合U-Net和VGG-16构造适用于混凝土表观裂缝识别的卷积神经网络(convolutional neuralnetwork, CNN)模型,依托多类型RC构件裂缝图像数据库完成模型训练和测试。利用形态学运算、Otsu阈值分割等技术进一步优化裂缝识别结果作为宽度测量的输入数据。为降低相机光轴与裂缝平面不垂直带来的裂缝宽度测量误差,通过特定靶标对原始图像进行透视误差校正,经检验,透视误差校正后的裂缝宽度测量的平均偏差最大可降低约25%。

超声全聚焦成像的裂纹类缺陷定量误差分析

虽然超声全聚焦成像(total focusing method,TFM)具有直观显示裂纹特征的明显优势,但通过TFM图像进行裂纹定量时不可避免地出现测量误差。该文采用模拟与实验对比的方式,分析TFM技术的裂纹定量误差。从超声波波长对缺陷深度的影响规律入手,分析和研究裂纹长度和取向的全聚焦图像测量误差原因。最后,通过模拟实验对比的方式验证裂纹定量误差。研究结果表明,裂纹上、下尖端的测量深度比实际深度均有所下沉,但两者下沉的深度基本相同,相差在0.6 mm以内,裂纹长度的测量误差范围为0~1 mm,带取向裂纹的取向测量误差基本保持在3°以内。因此,上、下尖端在深度上的测量误差对裂纹长度和取向的影响极小。经实验验证,裂纹深度、长度及取向误差的结论与模拟的结论一致。

基于零维反应近似的航空煤油裂解流动模拟及误差分析

燃料裂解反应流动传热的数值模拟是先进发动机主动冷却技术研究和设计的重要手段,然而燃料裂解反应带来的巨大计算量阻碍了数值模拟的高效完成。基于集总反应模型发展简化算法是降低裂解反应流计算量的有效途径。本文建立了基于0维反应近似的数值模拟简化算法,将RP-3号航空煤油裂解反应模型需要模拟的组分方程数减少为1,计算速度提高126%。同时对简化模型带来的误差进行了详细的研究和讨论。直通道模型的对比模拟显示,简化模型与传统模型对壁温、出口流体平均温度和转化率计算结果的最大误差分别为:0.3%,0.004%,1%。折流流动模拟结果显示,简化模型对航空煤油的质量分数模拟最大误差出现在回流区,约5%;而主流区计算误差仍然可以忽略。本文可为燃料裂解反应数值模拟及主动冷却系统分析评估提供新的方法。

全媒体时代广电融媒化解报道差错路径探析

近年来,我国各级广播电视媒体均已构建起与新媒体相融合的矩阵化传播新格局,数字化的传播方式,有效提升了广播电视媒体的传播力和影响力。但在宣传报道中,有时也会出现问题及差错,损害广播电视媒体的公信力和影响力。结合近年来主流媒体出现的报道差错,探讨全媒体环境下广播电视融媒体如何通过多环节把关,防范差错的思路和方法。

铁路隧道衬砌表观裂缝快速检测技术

梳理了国内外衬砌表观状态检测技术发展现状,对现场踏勘检测和衬砌表观检测系统检测出的衬砌裂缝检出率、里程误差、长度误差等关键参数进行了对比分析。结果表明:衬砌表观检测系统对宽度0.3 mm及以下的裂缝检出率为54.3%,对宽度0.3 mm以上的裂缝检出率为92.6%;纵向裂缝长度的离散误差为±0.7 m,主要由里程误差所致;环向裂缝长度的离散误差在-0.4~1.0 m,主要由图像拼接冗余所致。与现场踏勘检测结果相比,表观检测系统识别的环向裂缝长度存在27%的系统性放大现象,需进一步研究基于关键特征点匹配技术的图像拼接方法,降低拼接冗余,以提高环向裂缝长度的识别精度。

基于三维激光数据的水泥路面裂缝宽度检测可靠性研究

为研究三维激光点横向间距对水泥路面裂缝宽度检测结果的可靠性,文章采用室内三维激光检测系统,获取4组激光点横向间距为0.5 mm~1.5 mm的水泥混凝土裂缝试件高程数据,并建立三维模型,识别裂缝宽度并划分为3种分级水平,分析了激光横向点间距对不同严重等级裂缝宽度检测结果的可靠性及其误差变化规律。结果表明:随着激光点间距增加,裂缝宽度检测相对误差明显增大;而当裂缝宽度不断增大时,0.5 mm间距下重复检测结果的变异系数由2.62%降低至0.22%;裂缝宽度检测的绝对误差可能会高估病害严重程度等级,影响路面破损状况评价准确性。

成形磨削过程中的误差复映现象及其对磨削裂纹的影响

针对轴承磨削过程中易因吃刀量过大产生磨削裂纹的问题,介绍滚动轴承成形磨削和误差复映基本概念,基于实例分析调心滚子轴承外圈滚道上磨削裂纹产生的原因为:车削后的轴承零件表面存在接刀台阶,接刀台阶在成形磨削中存在误差复映,最终导致精磨时局部吃刀量过大而产生了磨削裂纹。并阐述了误差复映磨削裂纹的特点及识别判据,指出可通过控制精磨时的初始接刀避免该类裂纹的产生。

裂解炉COT测量方法介绍及案例分析

裂解炉炉管出口温度(COT)测量的准确性与产品收率及裂解炉运行周期息息相关,针对目前应用的传统直插式、斜插式和贴壁式3种COT测温方法,结合实际生产案例探讨了3种测温方式造成误差的原因,总结其优缺点,为设计及实际生产提出建议。

扩展的无网格流形方法

无网格流形方法采用了有限覆盖技术,克服了原有无网格类方法中在处理位移场中不连续时所采用绕射准则、透明准则和通视准则等经验方法的不足,给出了无网格类方法在处理不连续时的数学依据。在无网格流形方法中,当不连续没有贯穿该节点所形成的覆盖时,不连续将覆盖分割成不规则的子覆盖,给计算结果带来一定误差。为弥补该方法的不足,在无网格流形方法中引入强化分析方法。利用裂纹尖端位移场中的奇异项来扩展原有无网格流形方法的基函数,提出了扩展的无网格流形方法。最后给出数值算例,说明该方法的正确性和有效性。

基于四叉树孤立分割和屏幕误差的地形LOD算法

为解决静态和动态细节层次模型存在的数据冗余度大、精度判断标准单一和层次切换跳跃感强的问题,提出了基于四叉树孤立分割和屏幕误差的地形LOD(level of detail)算法.采用该算法,针对于规则格网,通过地形瓦片分割和数据预处理减少实时阶段计算量,利用四叉树孤立分割消除结点间依赖关系,并构建保守性屏幕误差评价标准以弱化视觉跳跃感,最后采用添加拆分点和高程平均值法消除相邻瓦片和结点间裂隙.实验结果表明:该算法能较好解决常规方法中存在的问题;可满足大规模地形实时三维显示的要求;实时显示计算量小,帧速可保持在0.03 s以内.

GPU加速的多分辨率几何图像快速绘制方法

为实现多分辨率几何图像的高效逼真绘制,将满足饱和性质的层次包围球概念与基于屏幕空间的误差判据思想引入到节点误差测度函数的设计中,提出一种适用于视点相关几何图像的节点误差测度函数.针对传统多分辨率几何图像裂缝消除算法复杂、难以用GPU加速的问题,使用正切函数控制顶点偏移;在GPU上快速消除几何图像四叉树结构的不同分辨率节点绘制时出现的裂缝,实现了节点间网格的快速平滑过渡.实验结果证明,该节点误差测度函数能实现几何图像四叉树节点的精确选择,三维模型特征保持明显;裂缝处理算法易于GPU实现,能获得较高的帧率.

平面裂纹问题的h,p,hp型自适应无网格方法的研究

无网格方法以其独特的优点：不需“网格”（即节点间的连接信息）划分，特别适合自适应的分析．在分析中只需在高梯度域简单地插入离散点（ｈ型）或保持模型节点数、分布、覆盖大小均不变，只增加高误差覆盖上的覆盖函数的多项式阶次（ｐ型），便可以得到更高精度的数值模型．针对平面弹性问题发展和推导一种显式后验误差指示公式，对平面裂纹实例进行了ｈ型，ｐ型，ｈｐ型三种不同类型的无网格自适应分析．数值分析结果表明了这种自适应无网格方法的有效性．

改进的BP算法在路面裂缝分类中的应用

针对传统BP神经网络训练速度慢,误差大且易陷入局部极小值的缺点,设计了一种改进的复合误差函数来代替传统的全局均方误差函数以提高其学习率,同时采用了改进的分层动态调整不同学习率的新BP神经网络对路面裂缝图片进行分类。实验结果表明,与传统方法相比,改进后的算法在检测精度和速度上有了明显的提高。

双列圆锥滚子轴承失效分析

对3506/355.6/YA-1双列圆锥滚子轴承的失效原因进行分析。通过断口分析、痕迹对比、硬度、热酸洗、非金属夹杂物、碳化物不均匀性、淬回火组织及网状碳化物等检测,对轴承本身材质及热处理情况进行排查,材质及热处理工艺均符合标准。导致轴承提前失效的原因为内圈A侧其中一粒滚子反向装入轴承,由于滚子大端侧工作面与内圈滚道接触处应力较大,使得内圈产生周向裂纹,最终使得轴承出现异常。

一种墙面清洁、探伤机器人的设计与实现

设计实现了一种具有墙面清洁和墙体裂纹探伤、定位等多功能的机器人。首先,机器人利用真空泵抽真空及负压式吸盘将自身吸附到墙面,依靠自身电机的光电门测速和碰撞感应器控制进行"之"字行走,配合清洁工具,实现了清洁墙面功能;其次,根据超声波测距的原理,机器人用模块KS109进行墙体裂纹探伤,同时用模块HC-SR04来进行二维平面(重物重力方向和水平方向)的裂纹定位;最后,采用蓝牙模块将数据传输到控制中心进行处理。实测表明,机器人"之"字行走路线可以擦拭到全部墙面;墙体裂纹探伤距离的差值大于5 mm时记录数据并报警,且裂纹定位的坐标误差小于3 cm。

基于裂纹柔度法的残余应力检测误差分析及处理方法

对裂纹柔度法残余应力计算中的误差传递进行了深入分析。应用误差传递函数对包含协方差、建模误差在内的Legendre插值模型的收敛、稳定性进行了分析,建立了应力误差估算方法。验证实验表明:通过应变偏差可确定满足最小应力不确定度条件最佳收敛阶,由此估算的应力误差与实际结果基本一致。

基于结构特征的路面裂纹病害检测算法

提出一种新颖的图像分解算法,用于复杂背景下的路面病害图像,可以获得较为清晰的裂纹病害信息。通过对含有局部线性特征的裂纹图像进行形态分析,建立与结构特征相匹配的基底,利用局部Ridgelet函数作为稀疏表示的基底,图像中的结构信息作为一种组成成分被提取出来,同时运用全变差正则化方法对提取的结构信息加以正则化约束,使得提取结果更加精细化。实验结果表明利用该算法提取的裂纹病害信息符合人眼的观测结果。

稳态数据校正技术在石脑油裂解过程中的应用

研究了稳态数据校正技术在含有化学反应过程的流程中的应用情况。在计算中通过两步投影矩阵分类算法进行数据分类,消除了已有算法中出现奇异矩阵的情况;采用两步矩阵投影与广义似然比法相结合的算法进行数据协调和过失误差的侦破、识别。以某乙烯装置的生产工况为实例进行了稳态数据校正,计算结果表明采用校正后的数据更符合实际的物料平衡关系。

最小误差准则与脉冲耦合神经网络的裂缝检测

表面裂缝检测能够有效判断混凝土桥梁出现的结构性危险。但裂缝特征的多样性、桥梁表面污点引起的图像噪声以及不均匀照明引起的灰度不均等给裂缝检测带来极大的困难。为能够在复杂背景下检测裂缝,分析裂缝图像特征,由脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural networks,PCNN)的运行特征和神经元的状态变化分析简化PCNN模型,将简化PCNN模型用于裂缝图像的分割,根据最小误差准则判断PCNN迭代的终止条件,实现了PCNN的裂缝图像自动分割。由圆形度与扁度结合计算区域特征,去除分割后的各种干扰,实现表面裂缝的有效检测。通过敏感度和特异性计算绘制ROC(receiver operating charac-teristics)曲线,比较不同分割方法的曲线特性以评估算法,对实际裂缝图像的处理结果表明了该方法对裂缝图像检测的有效性。

圆环约束收缩试验误差判别及消除方法

圆环试验是测试水泥基材料约束收缩开裂性能的传统方法,近年来不断发展更新,得到更加广泛的应用。通过对圆环试验测试得到钢环内壁应变进行分析,分别对混凝土与钢环接触程度、温度变化、拆模时间、试件密封等问题引起的试验误差进行判别,并分析误差原因及对试验结果的影响程度,给出消除误差的方法。为正确进行试验操作,获得可靠的试验结果提供参考。