基于智能破碎锤作业场景的多目标石块识别定位方法

随着智能工程机械的不断发展,结构复杂、功能单一的传统液压破碎锤逐渐被日益成熟的智能破碎锤取代,对多目标石块的识别与定位是智能破碎提高动作输出精度、完成破碎任务的重要保证.提出基于分割掩码卷积神经网络（Mask R-CNN）实例分割和激光雷达信息融合的目标石块识别定位方法,通过Mask R-CNN实例分割算法快速识别复杂作业场景下目标石块的感兴趣区（Region of Interest,RoI）;在保证石块检测精确率的前提下,融合激光雷达通过卡尔曼滤波算法得到破碎点位置信息,引导破碎锤实现定位作业.现场试验结果表明,目标石块检测模型对石块的平均识别精确率为95.35%,召回率为95.06%,石块破碎点识别精确率为94.20%.在复杂作业背景下,该方法可实现多目标石块识别和破碎点定位,满足自动破碎实时性要求.     

三角网格模型的自动分割算法

提出了一种根据设计意图的三角网格模型自动分割算法,该算法采用R*-tree(recangle*-tree)建立三角网格空间索引结构.基于该结构,采用深度优先遍历方法快速准确地查询与分割面相交的三角面片,对相交三角面片进行分割并重新剖分,实现了三角网格模型不受曲率等条件限制的自动分割.实例表明:该算法可对各种复杂型面三角网格进行分割,算法运行效率高,且能有效避免分割区域的锯齿现象.     

钢轨表面缺陷图像自适应分割算法

针对钢轨表面缺陷提取时的灰度分布不均与杂散光干扰问题,在背景差分法的基础上提出了一种钢轨表面缺陷图像自适应分割算法.首先,通过统计钢轨图像中各行像素灰度特征,结合其均值与标准差分布曲线快速提取钢轨表面区域;然后,进行区域与边缘特征的均值窗口自适应选取;最后,根据均值模糊原理建立背景图像模型并进行图像差分,实现了钢轨表面缺陷分割.实验结果表明:提出的轨面提取算法快速、有效;钢轨表面缺陷自适应分割算法在凸显图像中缺陷部分的同时,有效减少了光照变化和反射不均的影响.该方法对测试图像的召回率和准确率分别达到了95.4%和81.3%.     

基于自适应采样的复杂模型全局近似

针对复杂模型近似处理的问题,提出自适应采样结合曲面曲率的全局近似方法. 采用自适应设计域分割采样方法获取新增采样点,逐步提高源模型的响应面近似模型精度. 引入判定响应面近似模型精度,提出利用几何方法计算曲面曲率,并结合启发式直接搜索算法（DIRECT）搜索响应面模型上的最大曲率点及设计域最佳分割位置. 所提方法可以运用于其他响应面模型,并适合用于大设计域、大数据源模型的近似处理. 函数源模型及复杂电动车模型的近似处理测试结果表明,所提方法具有实用性和有效性.     

基于位置自适应的三维点云处理模型

在点云处理领域中深度学习是一种主流的方法,但是现有方法对三维点云的局部结构信息利用不够充分,对局部形状感知较差。为此,提出了一种基于改进PoinetNet的三维点云处理模型,本模型将位置自适应卷积引入到PointNet中。位置自适应卷积采用动态的方式组合权重库中的权重矩阵来构造核函数,其中权重矩阵的系数是通过位置相对系数网络从点与点相对位置自适应学习得到的。通过此方式构建的核函数,可以更好地解决点云数据的不规则性和无序性问题。位置自适应网络在三维物体分类实验上分类准确率相较于PointNet提升3.60%,在三维物体零件分割实验上平均交并比相较于PointNet提升2.20%,在三维场景语义分割实验上平均交并比相较于PointNet提升9.14%。     

基于变分法的超声乳腺肿瘤分割

乳腺肿瘤区域的选择性分割是乳腺肿瘤计算机辅助诊断中的关键一步。由于变分法灵活且计算简单,因此文章采用改进的Mumford-Shah（MS）变分模型分割超声乳腺肿瘤,以获得较准确的肿瘤边界。首先利用医生标记的4个点获得近似椭圆,再自动选取椭圆边界的4个点,共8个点作为目标区域的标记点;然后利用边缘函数和距离函数构造加权函数,并将加权函数与MS模型结合形成加权选择性分割函数,该函数在目标区域周围有更大的值,其余区域有更小的值,从而实现精确分割。实验结果表明:该方法减少了MS模型人工取点的数量;乳腺肿瘤区域分割准确率均值为90%,交并比（IOU）均值为85%。     

基于内容分析的细胞图像快速融合方法

显微镜下的细胞由于粘连重叠等原因,导致细胞不在同一个焦平面,需要图像融合才能获得清晰图像.现有方法对整张图像进行融合运算,效率低下.为解决这一问题,文中提出了基于内容分析的细胞图像快速融合方法.首先通过快速异步抓图得到同一视野下不同深度位置的细胞图像,并筛选出用于融合的图像.然后分割图像,将分割结果通过VGG-16模型...     

基于后验信息修正的自适应交互多模型跟踪算法

针对目标运动状态变化较大甚至发生突变时,传统交互式多模型算法跟踪精度和稳定性会显著下降的问题,提出了一种在线辨识马尔可夫概率转移矩阵参数的基于后验信息修正的自适应交互多模型跟踪算法,该方法在滤波的过程中,根据不匹配模型误差压缩率的变化自适应调整先验的马尔可夫转移概率矩阵的参数,切换过程中较多地压缩不匹配模型的信息,放大匹配模型的信息,大大提高了系统的收敛速度.通过对仿真结果分析表明,论文提出的算法具有可靠、计算简便、快速等特点,模型滤波精度较高,具有一定的理论价值和实用价值.     

自适应模型与改进粒子滤波的电池RUL预测

为提高锂电池运行的安全性和可靠性并维护系统稳定运行,提出一种自适应混合模型与改进粒子滤波（particle filter, PF）算法的锂电池剩余使用寿命（remaining useful life, RUL）预测方法。采用经验模型与神经网络模型结合建立自适应混合模型描述电池容量退化趋势,并使用天牛须搜索（beetle antennae search, BAS）算法优化PF重采样步骤解决粒子多样性丧失问题,从而提高估计精度进而实现RUL的精准预测。应用NASA和CALCE公开的两组不同类型锂电池作为实验对象,验证模型的有效性并通过对比PF与改进PF算法验证RUL预测的准确性。结果表明:自适应混合模型对于电池容量变化的表达能力更强,既能考虑电池内部的参数变化又能反应电池外部环境的变化,基于BAS改进的PF（BAS-PF）方法相较于传统PF算法的估计精度更高而且RUL预测更准确,对于不同的预测起点,两块测试电池的RUL预测误差分别为5.88%、3.92%、1.96%和3.75%、1.25%、0%。自适应混合模型能更加有效地描述电池容量特征,基于自适应混合模型的BAS-PF算法的电池RUL预测能力更好,可靠性更强,有助于提高RUL预测的精度和表现。     

一种基于马尔科夫随机场的脑MR图像分割改进算法

高斯混合模型（GMM）易受噪声影响,马尔科夫随机场（MRF）模型能够很好地刻画空间特性。两者结合适用于对含有噪声的图片进行分割,但MRF模型用于图像分割时,容易出现过分割现象。针对这个问题,提出一种自适应权值系数的图像分割改进算法,从核磁共振成像（MRI）中较好地分割出脑脊液、灰质和白质组织。首先,使用K?means算法得到初始分割结果,通过期望最大化算法（EM）估计GMM参数,进而得到图像像素灰度的联合概率能量函数。然后,利用MRF邻域系统中心像素与邻域像素的灰度值、后验概率和欧式距离得到自适应的权值系数,使用MRF模型得到先验概率能量函数。最后,借助贝叶斯准则得到最终图像分割结果。实验结果表明,该算法具有较强的自适应性,能够较好地克服噪声对图像分割的影响织。与同类算法相比,该算法对含有噪声的脑部MRI图像具有较高的分割精度,可得到较好的图像分割结果。     

GPS航迹线的自适应折半查找化简算法

提出了一种新的全球定位系统(GPS)航迹线自适应折半查找化简算法,采用了Sleeve-fitting算法的最优骨架点判断模式来保证航迹线的化简质量,通过粗筛与精选相结合的分步处理方式来提高化简效率：(1)粗筛是利用经验步长值动态预测下一步搜索步长,快速确定包含骨架点的搜索区间;(2)精选是在搜索区间内利用折半查找的方式搜索到骨架点．将某市城区的GPS航迹数据应用于文中算法,结果表明,该算法大幅度提高了化简效率,同时最大程度地保持了化简后航迹线与原始航迹在形态特征上的一致性．     

基于流体体积的两栖车辆阻力并行数值计算

为了在概念设计阶段评价两栖车辆的水上性能，研究了采用流体体积函数（VOF）多相流模型对两栖车辆进行模拟计算的可行性，提出了使网格单元体积变化均匀的混合网格划分方法，比较了并行计算环境下的不同网格分割方法，给出了计算结果收敛的评价指标，并分别采用稳态静网格、瞬态静网格和瞬态动网格三种模型对轮式两栖车辆的阻力进行了计算.结果表明，模拟和试验的误差可控制在10％内，在当前技术条件下瞬态静网格模拟方法是比较可靠的两栖车辆阻力计算方法.     

基于审查不确定性的预见式软件自适应

为了解决传统的被动式自适应(RSA)模型自适应不可预期的问题,提出预见式的自适应(PSA)方法.PSA方法要解决的重要问题是:模型如何能够从环境中学习.通过使用隐Markov模型(HMM),系统能够从历史行为中进行学习并生成预见式的动作.和传统的RSA模型相比,PSA方法能预见式地调整系统的运行时行为以适应新的环境.通过对系统管理的观察和PSA方法的认知能力,应用系统能够做出合理的决策.应用程序能实现预见性的自主管理过程,减少了人工干预.实验结果表明,PSA方法为应用提供了预见式的自适应管理机制,提高了应用的可管理性和服务质量(QoS).     

三次多项式型段内加减速控制新方法

传统的加减速控制方法由于加速度的不连续性,易使机床产生冲击,影响零件加工质量和机床使用寿命.为此提出了一种三次多项式加减速控制模型.针对任意路径段在插补前加减速过程中需要预测减速点的问题,进一步提出了段内加减速控制新方法,实现了对实际减速点的确定.针对理论减速点与实际减速点不重合而导致当减速阶段结束时仍存在低速运行段的问题,实现了对减速点的误差补偿.仿真和试验结果表明,提出的方法能够实现在加工过程中实际减速点的动态、智能化判断,并能够在较高速度下补偿减速点误差,消除了低速运行时间,提高了加工效率     

非接触电能传输系统参数非线性规划

针对非接触电能传输系统的频率分叉问题,提出一种改进的参数设计方法.将频率分叉参数模型等效为约束条件,以传输效率最高为目标,同时考虑输出稳压、参数额定值等条件,建立系统的非线性规划模型,采用遗传算法来优化模型参数.为了增强算法处理约束的能力,去掉对约束的整体归一化以增大约束的整体权重|对没有可行个体的种群,将核心约束的满足比例作为新的自适应罚参数,以降低违反核心约束个体的适应度.仿真与实验结果表明：该算法处理约束能力增强|所得参数能使系统稳定运行于零相角频率处,无分叉现象|发现系统在频率分叉区外仍可能存在频率稳定的区域,降低系统参数优化的约束强度.     

结合图论的供水管网PMA分区方法

供水管网压力分区(PMA)以压力调控为主,兼顾区域计量,可有效地控制城市管网漏失,为此,提出结合图论的PMA分区方法,首先运用自适应AP聚类算法结合经济性计算对供水管网进行初步分区,确定分区数目;然后运用迪杰斯特拉(Dijkstra)算法计算各个聚类中心点到水源的最短路径,确定各个分区的供水管段;建立分区边界优化模型,运用模拟退火算法求解该模型;最后结合人工经验对部分分区进行适当合并,形成最终方案并运用于Y市供水管网实例,取得良好结果.该种分区方法是以计算机算法为主体并结合人工经验,很大程度降低分区的工作量,并且比传统的人工试错分区具有更大的搜索空间,可用于指导实际供水管网的PMA分区.     

考虑断点成本的长干线分段绿波控制方法

为了解决交叉口数量较多的长干线绿波控制中绿波带宽较小或无可行带宽的问题,在经典双向绿波控制模型算法的基础上,建立考虑断点成本的长干线分段绿波控制算法. 通过0-1状态变量描述各交叉口是否为绿波分段点,根据同一子段内部交叉口与不同子段之间交叉口的带宽关系及绿波传递关系,调整优化求解算法中的带宽约束与整环约束,考虑绿波分段点处的带宽损失,以不含子段首个交叉口带宽的实际长干线带宽总和为优化目标,构建考虑断点成本的长干线分段绿波控制求解算法. 通过算例,对比MAXBAND-81经典模型与所提方法的求解结果. 研究结果表明,相对于MAXBAND-81,利用所提算法能够有效地提高长干线协调控制绿波带宽,提升长干线主路的通行效率;当无法确定分段数限制时,利用所提方法可以在全局范围内求得最优的绿波分段划分方法与长干线最大带宽和.     

基于字典树语言模型的专业课查询文本校对方法

针对中文文本校对技术中存在的校对准确率较低的问题,提出了一种基于字典树模型的专业课查询文本校对方法.首先,通过计算错误文本与匹配文本间的编辑距离对错误关键词进行模糊匹配; 其次,采用字典树语言模型建立搜索树,以提高查询效率.最后,通过对比不同文本相似度阈值下的校对效果选取最佳文本相似度阈值.在最佳阈值下(0.5),将本文模型与传统的拼音模型和N -gram模型进行问句校对对比显示,本文方法的准确率(77.91%)、召回率(67%)、F值(72.04%)比传统的拼音模型校正方法分别提高了5.69%、23.67% 和11.57%,比N -gram模型校正方法分别提高了0.64%、10.33%和7.89%.因此,本文提出的方法在专业课查询文本校对方面具有很好的应用价值.     

空间划分双因子耦合PDE模型与算法

为了计算格网划分的数目和间距,根据地形因子和数据密度提出了空间划分双因子耦合PDE模型算法.利用地形曲面偏微分方程与地形因子、样本数据密度的偏导函数关系,通过曲面方程作等价替代方程进行系统消参来减小系统误差,利用Laves划分标识[63]和循环递归算法建立坡度和数据密度耦合模型.模型能够解算出每个区域单元格间距和数目,解决了非凸集合产生非法边界及多边形的问题.通过可视化验证和对比分析表明,算法运行时间随样本数据成倍增长时呈线性增加,程序运行时间约为其他算法的1/6~1/4.