基于压电测力仪三维质心测量方法研究

针对被测模型质心测量精度高、变化范围小的动态测试需求,以四点支撑式压电测力仪为基础开展了测量方法研究。分析对比单一状态测量质心法与两状态测量质心方法,以测量精度为目标对两状态测三维质心法进行研究与改进,最终确定图解法三维测量质心。通过仿真分析进行了方法可行性验证,设计两状态质心测量结构,采用放置小砝码进行质心测量实验。实验结果表明:改进后的测量方法满足三维质心的测量精度需求。

靶场光测图像事后判读技术研究

靶场光测图像的处理和分析是对试验武器和装备性能检验的重要途径,利用数字图像处理和摄像测量的基本原理,获得目标的脱靶量,对目标的跟踪角度误差进行修正。对靶场光测图像事后判读技术进行了研究,介绍了事后判读的图像处理步骤,对图像判读原理、预处理的原理进行了说明,并提出了利用目标的矩来实现质心坐标的计算。在VS2010开发环境下,设计并开发了一款软件,经过测试,能够满足靶场事后图像判读的需求。

一种基于交点质心求解的RSSI定位算法及其优化

为了提高RSSI算法的定位精度,提出了一种新的基于交点质心求解的RSSI算法.此方法用矩阵求解多组二元二次方程组,得出的结果为这些方程组解的平均值,定位坐标由这些平均值确定.相比于传统最小二乘法,交点质心法的定位精度明显提高,并给出了两种优化方案,最后提出了一种实现三维定位的方法.

中阶梯光栅光谱仪信号光斑位置的质心提取算法

中阶梯光栅光谱仪二维谱图中,信号光斑位置的提取精度直接影响光谱分析精度,是中阶梯光栅光谱仪研制中的关键问题之一。为保证中阶梯光栅光谱仪的高分辨率特征(其分辨率一般为几千以上,本仪器光谱分辨率为15 000),信号光斑的位置提取误差应小于0.03mm(小于2个像素)。在分析中阶梯光栅光谱仪谱图特征的基础上,提出了一种基于质心法的信号光斑位置提取算法,即通过搜索信号光斑探测窗口进行光斑判读以及信号光斑质心计算,实现了信号光斑位置的精确读取。实验结果表明,采用该算法可以有效地去除噪声光斑的干扰,实现信号光斑位置的快速精确读取,位置提取误差小于2个像素,波长误差小于0.02nm,满足本仪器要求。

天文光电图像序列目标成像特征提取与分析

地基大视场天文光电观测系统获取的序列图像中,空间目标和数目众多的恒星目标成像特性相似,大部分都表现为弱、小目标特性,需根据二者特征之间的微小差异实现目标的正确可靠识别。首先分别从空域和时域的角度出发,将目标的成像特征分为静态特征和动态特征,并提出了相应的特征计算方法。然后结合实测数据,根据目标的特征提取结果深入分析了空间目标和恒星目标的成像特征,并详细比较了两者的成像特征差异。空间目标和恒星目标的成像特征提取和分析,为空间目标虚警的消除提供了大量的判决依据,有助于空间目标的低虚警率检测识别。

一种高噪音情况下的星点聚心算法

针对严重噪音污染情况下星图的星点聚心问题,提出一种利用子窗口灰度分布判别全局背景阈值的聚心算法。根据星图特性在星图中随机选择一定数量和大小的子窗口,统计每个子窗口灰度分布并计算离散度,根据计算结果判断子窗口是否适合背景阈值计算,决定是否重新进行窗口选择,使得计算出的背景阈值能更真实的反映全局背景信息,并通过带阈值的质心平方加权算法进行星点聚心运算。仿真实验表明,算法具有较好性能和一定的抗干扰性。

提高波前探测精度的高阶矩方法

夏克-哈特曼波前传感器测量畸变波前的探测精度主要取决于光斑质心的测量精度。提出了一种提高光斑质心探测精度的新方法,在优化的探测窗口内使用高阶矩方法计算光斑的质心。首先,在整个子孔径内,通过一阶矩方法获得光斑的近似中心,然后以这个近似中心为中心,包含整个光斑,建立一个矩形窗口,并在该窗口内通过高阶矩方法重新计算光斑的质心。通过该改进的方法,在优化的探测窗口外,噪声的影响基本被消除;在优化的探测窗口内,噪声的影响也因为光斑权值比重的增大而削弱。实验结果证明:与传统方法相比,新方法提高了光斑质心测量的精度、重复性和稳定性。

多节点协作迭代求精的WSNs加权质心定位算法

为解决无线传感器网络中质心算法对锚节点密度要求较高和定位精度过度依赖锚节点分布的问题,提出了一种多节点协作迭代求精的WSNs加权质心定位算法。该算法采用加权质心估算初始坐标,以请求二跳锚节点的方式增加可用锚节点,由锚节点以多边测距方式估算待定位节点的实际坐标与估算坐标的差值,迭代调整估算坐标,提高定位精度。实验结果表明,与普通加权质心算法相比较,该算法具有更高的定位精度和定位覆盖度。

移位相加法日间探测低信噪比恒星

为实现白天红外光电测量系统对低信噪比恒星的质心及能量高精度计算,本文给出一种高效的方法。首先,分析了红外光学系统白天恒星的成像特征。其次,先对采集的图像序列进行预处理操作得到预处理图像。接着对预处理图像序列执行叠加求均值和下采样操作得到下采样图像。在下采样图像中以亮度为特征求取恒星的疑似位置后,在预处理图像序列上建立与疑似位置相对应的目标区域,在目标区域内顺序求取质心序列。对目标区域的图像序列以质心偏移为基础进行移位相加后获取目标图像。在目标图像上以信噪比为判据完成恒星提取,以及质心和能量的计算。再次,分析指出此方法能增强目标信噪比的原理,并给出其适用范围以及相关参数的确定方法。最后通过实验表明,采用移位相加法可增强目标的信噪比,并提高提取正确率;且对于SNR不大于4.8的恒星可将其质心和能量计算精度平均提高0.06 pixel和28.5%。移位相加法对低信噪比的恒星可较为精确地计算其质心和能量。

无线传感器网络交点质心定位算法的优化

节点自身定位是无线传感器网络的重要应用之一。为提高定位精度,以求解精度优于传统最小二乘法的交点质心算法为基础,定义距未知节点最近的锚节点为参考节点,通过测量参考节点与锚节点之间的距离获得RSSI的测距误差,并对未知节点与锚节点间的测量距离进行误差修正,抑制了RSSI测距误差对定位精度的影响;再引入四边测距定位和优选锚节点的思想,对算法进行改进。MATLAB仿真结果表明:本算法在相同实验环境下相较于交点质心法又进一步提高了定位精度。

质心漂移对姿态控制系统影响的研究与仿真

主要研究了质心漂移对姿态稳定控制系统的影响。针对姿轨控发动机动力系统,建立了动力学和运动学模型,并利用该模型进行了理论分析和数学仿真。将理论计算结果与数学仿真结果相结合,确定了允许的质心漂移最大值。

多步长最小能量差法恒星亚像素质心计算

恒星质心的确定对天文导航起着至关重要的作用,白天拍摄的近红外恒星图像,由于极强的天空背景,信噪比极低,恒星目标基本被淹没在背景中,给质心定位带来极大的麻烦。传统的一阶矩法、加权质心法计算简单但是误差较大,尤其在低信噪比条件下。高斯曲面拟合法虽然定位精度较高,但计算复杂。分析恒星成像时能量的分布,提出基于多步长最小能量差的质心定位方法,该方法使用线性叠加缩小质心区域,利用恒星能量分布的对称性,基于试探性质心寻找,求取能量差值的最小值进行质心位置计算,并采用模拟星图验证比较,实验表明,该方法定位精度可达0.001 pixel,对低信噪比条件下的质心计算具有较好的效果。

大直径电子束束斑质心精确定位方法研究

强流脉冲电子束作为一种高亮度的光源,具有广阔的应用前景,而电子束的质心位置的控制对于研究产生电子束的加速器技术具有重要意义;针对短脉冲电子束位置的时间变化测量要求,研究了一种对数据本底、噪声相对不敏感的束斑质心位置的计算方法,该方法在结合传统的质心法的基础上,再利用不同数据区计算质心时得到的多条中心轨迹曲线的交点位置来判断质心位置,大大地降低了对数据质量的要求,最重要的是解决了从单次计算结果给出准确数据时存在较大误差以及易于受到各种不利因素如噪声、数据截断等影响的问题;对于扩展型电子束光斑的质心位置,即使存在较大噪声时,计算误差仍可小于0.5像素。

几何距优化质心结合隶属度约束RFCM的脑MRI图像分割算法

针对现有图像分割算法聚类复杂以及分割精度不够高的问题,提出了基于几何距优化质心和粗糙模糊C-均值(RFCM)相结合的医学图像聚类分割算法。首先建立软集表示的像素集,并计算每个像素与质心之间的距离,然后基于像素和质心之间的最小距离,将像素分组到聚类中。为了将软集应用到粗糙模糊C-均值中,定义了一个模糊软集,进一步将输入图像转换为二值图像,通过计算连通区域的几何距选择适当的质心。最后利用这些新的质心计算更新像素的隶属度值,从而完成模糊聚类划分。在Allen Brain Atlas等三个医学数据库上评估了所提出混合算法的性能,获得的Jaccard系数和分割精度(SA)都优于几种对比算法。实验证明,提出的聚类分割算法具有良好的性能。

离散型和连续型改进Karnik-Mendel算法在高阶模糊系统降型中的关系研究

降型是广义二型模糊逻辑系统的核心模块。比较和分析了离散改进Karnik-Mendel(EKM)算法中求和运算和连续EKM(CEKM)算法中求积分运算,基于广义二型模糊集的α-平面表达理论,扩展EKM算法计算完成广义二型模糊逻辑系统质心降型。当计算广义二型模糊逻辑系统的质心降型集和质心解模糊化值时,用2个仿真实验说明了当适当增加广义二型模糊集主变量采样个数时,离散EKM算法的计算结果可以准确地逼近CEKM算法。

750kV开关设备现场交流耐压车载试验平台的研发与现场应用

750kV开关设备现场交流耐压车载试验平台通过优化设计研究,包括平台整体设计、电场分布仿真计算、轴荷分配与质心稳定性校核等,将750kV成套变频串联谐振试验装置和辅助系统集成于车上,无需依赖外部吊装设备,自动化控制水平高,接线方便。通过将国内最高电压等级的750kV整车耐压试验平台成功应用到某±800kV特高压换流站,工作效率至少提高了5倍。

预应力混凝土设计中不容忽视的问题

针对工程设计中普遍存在的不考虑相邻跨变截面梁形心轴偏差对张拉引起等效力偶的影响这一现象 ,通过计算实例说明形心轴偏差对张拉引起的结构内力及配筋的影响一般是不容忽视的。

基于多步长最大信息熵的空间目标质心定位

高精度星敏感器星点光斑的质心定位精度是星敏感器整体定位精度的基础,是天文导航、星图识别、轨道精确定位等技术的基础,常需要达到角秒级和亚像素的标准。论文分析了影响定位精度的主要因素,并研究了CCD观测图像亚像素的高精度质心定位方法,并分析了恒星成像时能量的分布,提出基于多步长最大信息熵的质心定位方法,该方法使用线性叠加缩小质心区域,利用恒星能量分布的对称性,求取信息熵最大时的质心位置,并采用模拟星图验证比较。实验表明,该方法定位精度可达0.01pixel,对低信噪比条件下的质心计算具有较好的效果。

广义二型模糊逻辑系统降型及其采样离散Nie-Tan算法

广义二型模糊逻辑系统在近年来成为学术研究的热点问题,而降型是该系统中的核心模块。最近的研究证明了连续Nie-Tan(CNT)算法是计算区间二型模糊集质心的准确方法。发现了离散Nie-Tan(NT)算法中的求和运算和CNT算法中的求积分运算的内在联系,用2类算法完成基于广义二型模糊集α-平面表达理论的广义二型模糊逻辑系统质心降型。3个计算机仿真实验表明,当适当增加主变量采样点个数时,所提出的基于主变量采样的离散NT算法计算出的广义二型模糊逻辑系统质心降型集和解模糊化值结果可以精确地逼近基准的CNT算法,且采样离散NT算法的计算效率远远高于CNT算法的效率。

小质量不规则物体质心测量方法研究

航天器的质心位置对分析系统外部干扰、姿态和轨迹控制有显著影响。对于航天服之类的小质量软硬结合的不规则航天器,经典的质心测试方法不适用。以航天服为例,在研究经典质心测试方法的基础上,充分考虑小质量不规则物体的结构特点,提出一种称重与力矩平衡相结合的测试方法,给出了理论计算模型并研制了测量装置。通过标准砝码、标准样块的试验测量值和标定值,验证了该方法的正确性和装置的准确性,可用于航天服、不同姿态下的人-服系统的质心测量,为系统姿态、轨迹控制和舱外作业活动提供基础数据。