基于BG-Net手写数学公式计算系统的实现

针对手写数学公式识别难度大及计算量高的问题,提出一种基于BG-Net神经网络识别手写数学公式并自动计算的新方法.通过改进的最小外边框与投影法结合算法对数学公式进行分割,解决了数学公式切分不彻底的问题.在传统的VGGNet网络的基础上,引入零填充层控制特征图的大小,有效解决了模型无法获取边缘关键信息的问题.使用全局池化层替代全连接层,减少了网络参数.为了提高网络的训练速度,在卷积操作后添加批量标准化处理.采用较小的卷积核进行特征提取,根据各类型数学公式的二维空间特征和语法逻辑实现公式映射,利用“分组树”的思想实现系统在四则运算、定积分、方程、矩阵、微分及混合运算之间的计算.研究结果表明:BG-Net模型在CROHME 2016数据集上对公式整体识别率达到94.68%,数学公式各模块计算准确率均为95%以上,混合运算准确率为94.7%,验证了该方法的有效性.

基于管道插接的相贯线焊缝提取算法及数值模拟

针对工件上多个不同直径管道的筒体内壁焊缝位置信息难于提取的技术问题,设计了一种能识别支管空间位置和尺寸信息的焊缝位置识别传感器,通过该装置采集到的数据,结合已知工件空间位置和尺寸信息,建立管道插接焊缝的位置模型,并推导出基于此模型的焊缝特征矩阵和焊枪姿态矩阵.将采集的数据结合上述数学模型,在MATLAB软件中进行仿真对比.结果表明,其精度误差最大为0.25 mm,满足实际焊接精度要求,验证了该传感器与数学模型的准确性.该传感器及其焊缝特征识别方法具有通用性,对管道插接焊接任务的自动化、智能化具有重要意义.

基于伪线性卡尔曼滤波的两站红外无源定位及跟踪技术

建立了目标的两站红外搜索与跟踪系统的伪线性观测模型,基于该模型提出了运动目标的伪线性卡尔曼滤波算法.该算法利用伪线性方程组获得滤波器的初值,从而提高了滤波器的跟踪精度和速度.分别采用伪线性卡尔曼滤波器与推广卡尔曼滤波器对目标进行定位及跟踪的仿真结果表明:在跟踪初始阶段,伪线性卡尔曼滤波的跟踪精度明显优于推广卡尔曼滤波.在近距离范围,不论目标是匀速还是机动运动,两者的跟踪精度都非常高.在远距离范围,当目标机动时,伪线性卡尔曼滤波的跟踪精度明显优于推广卡尔曼滤波;当目标匀速运动时,推广卡尔曼滤波的跟踪精度略优于伪线性卡尔曼滤波.从整个仿真过程可以看出,目标的运动形式对推广卡尔曼滤波性能的影响是非常明显的,而对伪线性卡尔曼滤波性能的影响则很小.

基于几何模型的三维物体空间定位及识别方法

本文对多面体的空间定位及其识别作了较为深入的研究,提出了一种基于物体几何模型的立体图象柔性匹配及识别算法。依据物体的局部特征和关系图,采用二维半的方法由底向上地恢复物体的深度信息,并建立对物体几何模型的描述,据此,达到了对物体准确识别。

基于改进遗传算法的铁路三维空间线路智能优化方法研究

归纳和总结了铁路线路智能优化与三维空间信息之间的内在联系,基于OSG技术对空间信息数据进行高效组织,加工处理与信息输出为一体,建立了三维空间信息模型,为铁路三维空间线路智能搜索提供可视化地理信息环境。以平面交点坐标、交点半径、纵面变坡点里程、变坡点高程为设计变量,充分考虑了空间线路平面约束、纵断面约束、平纵组合约束和环境影响约束条件,深入分析铁路三维空间线路优化费用目标函数,建立了铁路三维空间线路综合优化数学模型。采用浮点编码方式,以交点偏移距、交点曲线半径、链式变坡点高程为基因序列,针对多约束条件构成的优化空间进行深入的研究,生成线路方案群;基于多目标排序矩阵方式对每代中线路方案进行适用度计算,设计了选择、交叉和变异三类遗传算子,逐代遗传进化,实现了线路方案向最优线路方案群自动搜索,完成了铁路三维空间线路智能寻优过程。以本文提出的理论与方法为基础,基于vs.net、OSG、数据库等技术实现了铁路三维空间智能选线系统的开发,结合实际工程对本文的理论模型与算法进行了验证和评价。

公共服务空间公平性区位问题研究进展与展望

兼顾公平与效率的公共服务规划受到学术界、决策者和公众的长期关注。本文从公共服务设施布局规划的角度,对空间公平性区位问题研究进行了回顾和展望。首先,在辨析公共服务公平性概念的基础上,总结了空间公平性的度量指标。其次,根据空间公平性区位问题的建模原理,将建模途径划分为3类:直接使用公平性指标,构建单目标优化模型、多目标优化模型,或带公平性约束条件的优化模型;根据罗尔斯“无知之幕”公平正义性原则,使用有序距离加权函数构建有序中值问题模型;以及遵循社会学“不公平厌恶”原理,构建能够权衡公平与效率的公平聚合目标函数。一般地,能否找到“公平有效”的设施布局方案是空间公平性建模的一般准则,构建严格满足或“弱满足”不公平厌恶聚合函数是区位建模的技术途径。最后,对空间公平性区位建模进行了展望:引入距离阈值,简化有序距离加权函数,并将其一般化;证明了新函数是单调函数,且“弱满足”Pigou-Dalton转移规则;讨论了使用新函数改进P中值问题的可行性。