一种新的Pseudo-Zernike矩的快速算法

Zernike矩因具有正交性和旋转不变性而广泛应用于模式识别、图像分析等领域.Pseudo-Zernike矩具有与Zernike矩相似的性质,但它较Zernike矩具有更好的抗噪声性.由于pseudo-Zernike矩的复杂性,相关的快速算法的研究尚未得到很好的解决.本文根据pseudo-Zernike矩自身的特点,推导了一种快速有效的计算方法.

一种基于Pseudo-Zernike矩和SVM的目标识别快速算法

为减少Pseudo-Zernike矩的计算复杂度,将系数迭代算法与核函数的对称性相结合,提出了一种新的混合快速算法。与现有的两种快速算法相比较,新算法有更快的计算速度。将其应用到遥感飞机图像库识别中,首先提取图像的Pseudo-Zernike矩特征,然后将其作为支持向量机分类器的输入。理论分析和实验证明,新算法在保持识别准确率的情况下提高了识别速度。

一种基于Pseudo-Zernike矩的抗几何攻击的数字水印算法

由于图像几何攻击可以破坏水印分量的同步,造成错误的水印检测,因此抵抗几何攻击的鲁棒性是目前数字水印技术中的热点也是难点。针对本问题,本文提出了一种基于伪zernike矩和图像归一化的新算法。首先通过图像归一化后来构造几何不变空间,然后选取部分低阶矩通过量化嵌入水印。水印提取时,利用伪zernike矩的相位信息校正宿主图像,以提高矩的几何不变性。大量的实验表明,本算法对几何攻击尤其是旋转攻击具有很好的鲁棒性,同时也能抗击常规的图像处理攻击。

一种Pseudo-Zernike矩的改进算法

Pseudo-Zernike矩在模式识别中被广泛采用。但由于Pseudo-Zernike矩的复杂性,相关算法研究尚未得到良好解决。文中对常用算法进行改进,提出了一种直接将矩形图像映射到单位圆内进而求取Pseudo-Zernike矩的算法,并将其应用于识别阿拉伯数字。实验结果表明该算法在计算速度和识别精度上都有明显提高。

基于Pseudo-Zernike不变矩的PNN车牌汉字识别

基于不变矩理论,提出一种应用概率神经网络作为识别器的车牌汉字识别技术。利用Pseudo-Zernike矩特征的旋转不变性和良好的抗噪性能,将其作为车牌汉字识别的特征矢量,结合Pseudo-Zernike矩的快速算法和概率神经网络识别器快速学习和识别的性能,可适应实时环境下所获取的车牌汉字灰度图像的识别,具有较高的准确率,实验结果表明了该方法的有效性。

基于Modbus/TCP的电容式扭矩传感器数据采集系统设计

扭矩传感器通常安装于机械设备的旋转关节处,用于扭矩的测量。电容式扭矩传感器需要配备专门的数据采集系统才能使用,且数据采集系统的性能直接影响传感器的精确测量。针对实验室自主研制的电容式扭矩传感器的应用需求,设计了一种基于Modbus/TCP协议的数据采集系统。系统以STM32为主控芯片,通过控制电容数字转换芯片AD7147实现电容信号采集与转换,然后由W5500以太网芯片将数据上传到自主开发的上位机软件中进行处理、显示与存储。实验测试表明:系统最大测量误差为1.47%,数据输出频率为1000 Hz。

SDTK1井钻铤接头二次上扣特性分析与井下等效冲击扭矩预测

基于8"(203.2mm)钻铤接头三维弹塑性有限元模型,分析复杂载荷条件下NC56钻铤接头内、外螺纹的受力特征和井下二次上扣特性,通过有限元分析,根据接头内、外螺纹台肩处相对偏移量计算井下等效冲击扭矩,形成井下等效冲击扭矩的预测模型,利用塔里木盆地GT1井井下实测结果验证该模型正确性,并应用于中国第1口超万米特深井——深地塔科1井(SDTK1井)。结果表明:复杂载荷作用下钻铤接头应力分布不均匀,台肩处和靠近台肩的螺纹牙处vonMises应力水平相对较高;对于按API(美国石油学会)标准上扣的203.2mm钻铤接头,当井下等效冲击扭矩超过65 kN·m时,钻铤接头的上扣预紧平衡被打破,钻铤接头发生二次上扣;随井下等效冲击扭矩的增大,内、外螺纹台肩处相对偏移量增加。SDTK1井井下存在较大冲击扭矩,井下载荷环境复杂,需要采用双台肩钻铤接头以提高接头的抗冲击扭矩能力或优化作业参数来降低井下冲击扭矩,从而有效防止钻具失效。

磁聚焦式扭矩传感器激励线圈控制策略研究

为测量旋转轴不同工况下的扭矩,提出了一种基于磁聚焦式扭矩传感器的激励线圈控制策略。该控制策略以控制传感器稳定输出幅值为2 mV电信号为目标,将感应电压数学模型和正交试验法相结合,对各个工况下的激励线圈控制策略进行设计,并利用MATLAB和COMSOL软件对各控制策略进行理论计算和有限元仿真验证。为模拟传感器在台架实验中得到的带噪声信号,对仿真得到的输出电信号添加高斯白噪声,利用MATLAB仿真软件对带噪声信号进行滤波优化。仿真结果表明:该控制策略能够使传感器在旋转轴的不同工况下,稳定输出幅值为2 mV的类正弦电压信号,验证了其可行性。

“絜矩之道”与“感而遂通”——儒家恕人工夫论前提的哲学分析

儒家一向主张以“絜矩”去体谅别人、通达他者。《大学》将其上升为一种普遍的德性工夫,把内在自觉推扩到同类的身上。人心之间的沟通必须以天人之间的沟通为前提,天人相通的理性预设可以使人心之间的相感获得绝对的普遍性。天人合体而不隔,天之则即是人之则。由《周易·感卦》兑上艮下的结构则可知阴阳二气感应以相授与。感应离不开性情,并以性情为先验基础。类是感应的对象性前提。万物身上都潜藏着可以与别物相交流、相沟通的可能性,物始终开显着自身,等待别物的进入和通达。《易传》强调圣人在沟通天人过程中所发挥的重要作用,圣人用性情之心去“会通”天文地理与天下之动,实现与天、与神相统一。

一种电动汽车驱动系统扭转振动扭矩梯度控制方法

本文提出一种电动汽车驱动系统扭转振动扭矩梯度控制方法。该方法引入RBF神经网络计算扭矩变化率梯度限制值,利用扭矩变化率限制值对驱动电机的输出扭矩进行限制,以此防止扭矩突然变大所造成的传动系统各轴段的过度扭转,从根源上消除引起驱动系统扭转振动的问题。与传统扭转振动控制方法不同,文章提出的控制方法面向实际工程应用,不依赖于车辆简化的二阶质量模型以及车辆参数,避免由于模型及车辆参数精度问题对控制效果造成的不良影响,具有优良的实际工程应用价值。最后,文章通过实车试验的方式对该方法的可行性及有效性进行验证。

拖拉机发动机耕作过程扭矩的预测模型研究

拖拉机轮轴扭矩通常作为进行拖拉机变速器疲劳寿命分析、优化设计和加速寿命测试时做出各项决策的评价指标之一,而由于现有拖拉机轮轴扭矩测量方法基于扭矩传感器进行检测,投入成本较高,不适宜进行大面积推广应用。针对以上问题,建立了拖拉机在耕作过程中轮轴扭矩的预测模型,选取发动机扭矩、发动机转速、耕作深度、滑移率和行驶速度作为影响因素,对拖拉机耕地作业进行田间试验,并使用测量的校准数据集提出了8个轴扭矩预测回归模型,回归模型的调整决定系数R2为0.259~0.925。其中,预测模型E显示调整后的R2为0.925,不同模型下拖拉机轮轴扭矩预测模型MAPE均小于2.1%。研究结果表明,提出的预测模型均适用于实际的拖拉机作业过程中的轮轴扭矩预测。

基于几何矩特征与纹理度量的图像匹配算法

为提高多种几何内容变化下的特征点匹配准确度,引入双边滤波器,设计了几何矩特征耦合纹理度量的图像匹配算法。引入双边滤波器,对图像进行预处理,以去除图像中噪声,接着利用Hessian算子,准确检测图像特征。利用图像灰度信息,计算图像特征圆域内的几何矩,以形成鲁棒性较强的特征向量。通过平均梯度模型,对特征点邻域的纹理特征进行度量,并将其联合欧氏测量结果,对图像特征实施匹配。借助互相关模型,对匹配特征的相关程度进行测量,以检测特征点的匹配正确性,优化特征匹配结果。实验数据表明:较当前特征匹配方法而言,在多种几何内容变化下,所提技术具有更高的匹配准确度与鲁棒性。

基于大数据分析的大扭矩机器人悬臂关节震颤控制技术

大扭矩机器人悬臂产生的信号量较大,运用大数据分析技术能够对海量信号进行精准分析,以期解决悬臂关节震颤控制成功率较低的问题。为此,构建大扭矩机器人悬臂关节运动学模型,获取悬臂关节运动学分析结果;使用自适应滤波器获取机器人工作信号,应用数据挖掘技术获取机器人悬臂关节震颤特征;最后,使用线性傅里叶拟合方法优化机器人悬臂关节震颤控制算法,以实现机器人悬臂关节震颤控制。构建应用测试环节,测试结果表明:基于大数据分析的震颤控制技术抑制振动成功率较高,可有效地解决悬臂关节震颤问题。

基于多模型和权衡矩阵法的乡村生态-游憩景观安全格局重构

【目的】乡村旅游地的突出矛盾是人类旅游活动对生态环境的干扰,景观规划时需要权衡游憩功能与生态功能。探究乡村生态-游憩景观安全格局(landscape security pattern, LSP)重构路径,旨在促进乡村旅游与生态环境和谐、可持续发展,为乡村旅游地景观规划提供参考思路。【方法】以江苏省无锡市马山为例,综合运用InVEST、ArcSWAT、最小累积阻力(minimum cumulative resistance, MCR)多模型,分别模拟生态、游憩空间格局以及生态、游憩廊道,并划分景观单元;基于“权衡矩阵法”,比较各单元生态、游憩功能重要性,实现景观功能分区,识别权衡问题突出的区域及战略点,进而为各类景观功能区提出针对性的规划、建设及管控策略。【结果】将马山景观功能区划分为生态核心区、生态重要区、生态-游憩重点权衡区、生态-游憩次级权衡区、游憩核心区、游憩重要区、游憩协调区及弹性发展区8类,构建生态-游憩景观网络并识别出32处战略点。【结论】重构乡村生态-游憩LSP有利于区分不同类型景观功能区的建设侧重点与优先级,科学、精细化地管理、利用乡村景观资源,促进多功能景观的协调与增效。

基于Zernike矩和拼贴误差的布料图案检索算法

为提高纺织品企业检索布料图案的效率,提出了一种基于Zernike矩和拼贴误差的布料图案检索算法(ZMCE)。首先,通过计算选取最佳匹配时的分形参数和Zernike矩;其次,根据值域块与最佳匹配的定义域块之间的相似性度量计算拼贴误差;最后,将Zernike矩和拼贴误差作为布料图案检索的特征量进行特征提取。实验结果表明,ZMCE算法的平均查准率、平均查全率和单张图案的检索时间分为88.6%、53.4%和0.207 s,显著优于基本分形算法(BFC)、单一拼贴误差算法(SCE)和联合正交化分形参数和改进Hu不变矩算法(OFH),此外,ZMCE算法的平均查准率和查全率还优于文献[4]中的算法。因此,ZMCE算法在纺织品行业布料图案检索方面具有良好的应用价值。

涡旋压缩机平衡铁结构对阻力矩的影响研究

针对涡旋压缩机平衡铁随主轴旋转时产生的阻力损失问题,提出了圆角结构及机翼型结构平衡铁。运用Fluent有限元分析软件,结合滑移网格技术对平衡铁工作区域模拟,研究了3种不同结构平衡铁所受的压差阻力矩和摩擦阻力矩,对比分析了不同结构产生的阻力矩大小。结果表明:压差阻力矩占总阻力矩的90%以上,总阻力矩随转速的增大而增大;相对于样机平衡铁,前后端面为圆角的平衡铁总阻力矩减小了30%~50%之间;机翼型平衡铁总阻力矩减小了55%~65%之间。

PDC钻头恒扭矩工具工作特性分析

针对依靠经验制造的恒扭矩工具的螺旋组件,无法保证在不均匀地层中的工作性能。通过对螺旋组件进行受力分析,建立了恒扭矩工具内芯的微分运动方程。使用仿真软件对钻头端所受不同频率冲击扭矩进行仿真分析,同时改变螺旋内芯的螺纹导程、螺纹中径进行仿真分析。螺旋组件的螺纹导程为210 mm和270 mm时钻柱底部峰值较小,螺纹导程为210 mm时扭矩变化率为3.75%,螺纹导程为270 mm时扭矩的变化率为负3.6%。螺纹升角影响启动扭矩的大小,随着螺纹升角的增大,启动扭矩也在增大,螺纹升角在0.4~0.6之间取值时对扭矩偏离比的影响很大。恒扭矩工具结构参数工作特性研究对恒扭矩工具设计、使用有一定意义。

基于Pseudo-zernike不变矩的肺部图像特征提取及分类研究

为准确、快速地分析肺部图像的特征,提出了一种基于Pseudo-zernike不变矩的肺部特征分析方法。通过对肺部图像进行预处理和基于Pseudo-zernike不变矩的特征提取,利用具有良好识别性能的SVM分类器对提取的肺部图像特征值做分类研究。实验结果表明,该方法能够很好地表征肺部图像的特征,具有良好的分类准确率。

基于AHP-熵权-TOPSIS改进风险矩阵的连续刚构桥施工风险评价研究

针对传统风险矩阵法(LS法)的不足,提出将ALARP准则引入风险矩阵,并建立了关于连续刚构桥的桥梁施工风险评价指标体系,运用层次分析法从横向角度对准则层风险指标赋予权重,再使用熵权法从纵向角度对指标层风险指标的风险发生概率和风险损失分别赋予权重,最后结合TOPSIS法(逼近理想排序法)对给出的风险值进行精确排序,得出基于AHP-熵权-TOPSIS改进风险矩阵,解决了传统风险矩阵无法针对同一级别的风险因素继续细分排序的问题,便于项目管理人员合理分配人力、物力、财力等安全资源的投入。

特深井井下等效冲击扭矩作用下钻铤接头三维力学特征分析

特深井钻井时钻柱在井下受到强烈的冲击扭矩作用,严重威胁着钻井施工安全,需要进行特深井钻柱井下冲击扭矩的测量和分析。首先,采用三维力学分析方法得到了不同扭矩作用下钻铤螺纹接头的受力特征,建立了内、外螺纹之间相对偏移量与井下等效冲击扭矩之间的对应关系;然后,以西部油田某特深井上部井段ϕ203.2 mm钻铤NC56接头为例,利用刻痕法测量内、外螺纹台肩的相对偏移量,反演得到与偏移量相对应的井下等效冲击扭矩,并用实际测得的钻铤接头卸扣扭矩进行了验证。实测数据表明,钻井过程中井下存在很大的冲击扭矩,使钻铤接头在井下发生二次上扣。根据实测偏移量反演计算的井下等效冲击扭矩与卸扣扭矩吻合程度高,表明该方法具有较好的可靠性。分析表明,上扣预紧状态对钻铤接头的井下二次上扣特性有很大影响,避免欠扭矩上扣是防止钻铤接头井下二次上扣的有效手段。