基于应变分析的管路振动研究

为了完成航天器内的管路高量级振动试验考核.从理论上分析得知管路失效的决定性因素为振动应变,裁掉高频段振动环境明显降低振动试验量级,分别通过试验以及有限元方法对比分析裁掉高频段前后的振动环境下管路振动应变的差异.结果显示在涵盖管路主要谐振频率的原则下,选取截止频率裁掉振动条件高频段,管路振动应变影响不大.可以通过剪裁振动条件代替原有振动试验条件考核管路,提高管路振动试验的可行性.     

基于相位光流法的结构振动微小位移测量

随着数码相机的成本降低和普及,基于计算机视觉的非接触式结构健康监测技术越来越受到重视.传统的接触式测量仪器可能导致轻质结构上的质量负荷,并且在大型土木结构上安装和维护成本高且耗时,特别是对于长期应用.作为一种替代的非接触方法,使用数码相机的计算机视觉方法成本相对较低、灵活.针对传统光流方法在微小位移测量精度和稳定性不足的问题,本文提出了一种改进的基于相位的光流法来计算结构的振动位移.在这种方法中,通过引入基于相位的视频运动放大方法中构造的部分复数可操纵滤波器,与视频序列图像的卷积得到结构的局部空间相位信息.接着通过基于相位的光流法计算结构振动的像素位移.最后通过降噪处理和比例因子法将像素位移转换为真实位移.实验室简支梁振动实验结果证明,本文的方法相比于其他光流方法在微小位移计算上具有更高的精确度和稳定性.     

一种基于等强度梁的光纤光栅高频振动传感器

以光纤光栅为敏感元件,设计了一种基于钢制等强度悬臂梁结构的高频振动传感器,该传感器由光纤光栅粘贴于等强度悬臂梁的表面而实现.运用材料力学原理对该等强度悬臂梁的共振频率和应变特性进行了推导.采用匹配滤波法解调光信号,并进行了传感探头优化设计,使该传感器实现了温度补偿.在不同环境温度下对任意频率的振动进行了测量实验,结果表明这种振动传感器可以实现高频振动信号的检测,实际上限频率达6 kHz,测量频率误差小于0.5%,能够实现温度补偿,且集成度高,结构轻便,具有广阔的实用前景.     

复合材料超声C 扫描多传感器信息融合技术

针对复合材料声图像缺陷识别的可靠性,对复合材料缺陷类别与缺陷模式识别进行了分析,讨论了通过仿形测量和重建模型的方法实现复合材料超声C扫描的一般过程.基于模糊积分的信息融合方法,实现了多探头非视觉信息、人的感知信息及视觉信息的融合.实验结果表明,采用多传感器信息融合技术可以降低系统的不确定性,提高超声检测与识别系统的性能,从而能够准确检测出复合材料的缺陷.     

（中国微米纳米技术学会文章）一种硅微机械结构振动幅度的电学测量方法及实验研究

本文针对硅微机械结构振动幅度由于封装难以计算机视觉测量及电学测量中的精度受接口电路参数影响的问题,在对静电梳齿驱动、平板电容检测的硅微谐振结构进行建模分析后,提出基于单边带电压比的电学测量振动幅度的方法并分析了测量方法的原理。实验表明研制的某硅微机械谐振加速度计在受迫振动下的振动幅度为0.25um,频谱分析还表明存在上电噪声引起的振动幅度,该测试方法还能应用于硅微谐振结构的谐振频率测量,同时为高品质因数的硅微机械谐振结构的可静电自激驱动提供了依据。     

结构纹理感知下的鲁棒光流估计及人脸活检应用

目的 光流估计是计算机视觉研究中的一个重要方向,尽管光流估计方法不断改进,但光照变化条件下光流计算精度的提高仍然是一个尚待解决的挑战。人脸反欺诈方法对于确保人脸识别系统的安全性十分重要,光照鲁棒的脸部运动光流特征能为人脸活体检测提供有关运动和结构的可靠信息。为了获得对含光照变化视频中物体运动的理解能力并应用于人脸活体检测,提高系统性能,提出了一种基于结构纹理感知视网膜模型的鲁棒光流估计方法。方法 基于Retinex理论,通过结构纹理感知方式将图像中的反射分量与光照分量充分解耦。由于反射分量具有丰富的纹理信息且光照分量中包含部分有用的结构信息,因此对所提取的光照分量进行滤波操作后再与反射分量一起融合到光流模型中,有效提高了光流估计的鲁棒性。为使模型所获光流具有更好的边缘保持性,采用光滑—稀疏正则化约束方式进行最小化求解。本文给出了求解优化问题的数值方法。结果 采用MPI Sintel数据集图像序列,与PWC-Net、DCFlow+KF和FDFlowNet(fast deep flownet)等主流算法进行对比实验,本文方法在Clean和Final数据集中均得到最低的平均终点误差（end-...     

昆虫视觉启发的光流复合导航方法

昆虫能够使用视觉感受的光流(Optical flow, OF)信息执行导航任务. 启发于昆虫的视觉导航, 本文提出了一种生物视觉启发的光流复合导航方法, 它由光流导航和光流辅助导航两部分组成, 以实现高效精确的视觉导航定位. 该方法中, 光流导航的作用是使用昆虫视觉启发的光流法, 测量系统每一时刻的运动位移, 然后使用路径积分累加位移得到位置信息; 光流辅助导航的作用是针对路径积分会产生累积误差的缺点, 使用光流匹配的方法来估计和修正导航中的位置误差. 该光流辅助导航也参考了昆虫启发的光流法, 通过基于光流的卡尔曼滤波器来执行实际和预测光流的迭代匹配. 由于光流导航和光流辅助导航中的光流计算来源于同一昆虫启发光流法, 使得光流复合导航的两部分可共享输入信号和部分执行过程. 文中使用移动机器人进行导航实验,证明了该复合导航方法的效率.     

用于表达飞行姿态信息的组合式振动触觉编码

通过触觉传感帮助飞行员准确感知飞行姿态信息,减轻视听觉认知负担是信息的非视觉表达的一种大胆而有效途径.为此,设计了一种能提示飞机偏转方向和偏转角度的振动触觉显示方法.该方法充分考虑人对振动触觉刺激的敏感特性将姿态信息映射为一定振动节奏、振动位置和振动次序,从而形成组合式振动触觉编码,通过穿戴式振动触觉提示背心提示给人.与单控制参数的映射编码模式相比,该方法能显著提高振动表达的识别率,同时降低认知载荷.不同编码方法的感知识别实验表明,本方法在识别准确率,响应时间和训练时间上优于其他传统方法.     

Tikhonov正则化广义最小化求解振动速度

高精度生产及检测设备对环境微振动有较高要求,基于振动速度幅值计算的微振动等级可对环境振动情况进行定量评估.由于振动速度传感器难以实现对低频微振动的直接测量,因此需要使用低频高灵敏度的振动加速度传感器测量加速度信号,通过积分算法间接实现对振动速度的测量.基于Tik-honov正则化的广义最小化求解振动速度方法采用向量乘法运算、多线程并行运算实现对振动速度的快速测量;通过调节广义化阶数和正则化因子实现对不同环境的测量,克服了现有积分算法针对不同测量环境的适应性和计算速度等方面的不足.经实验验证,在有效抑制低频噪声的情况下,能够最大化地保留低频信息,较好地再现振动信号的时域瞬时特性.     

异步数据流中关键目标提取及分类研究

事件相机因其生物视觉的启发渊源,打破了计算机视觉领域的常规数据获取方式,直击计算机视觉领域中RGB图像的痛点,带来了二维图像传感器无法比拟的优势,引起了广大研究者的密切关注.事件相机带来去除冗余信息、快速感知能力、高动态范围的感光能力和低功耗特性等优势的同时,其异步的事件数据无法直接应用于现有的计算机视觉处理模式.因此,利用基于关键事件点的分类方法对事件相机的数据流进行分类.该方法检测带有重要信息的角点事件,并只对角点事件进行特征提取.在保留事件重要特征和凝练提取事件流特征的同时,有效地减少了对其他事件的运算量.对预设手势进行识别,以此验证该方法的有效性,实现了97.86%的准确率.     

基于运动放大的振动结构的模态识别

快速准确地获取结构的振动信息是确定结构模态参数的关键。随着计算机视觉和高速相机技术的发展,视觉测量振动逐渐受到人们的重视。对一种可检测结构微小运动的计算机视觉技术进行了研究,并将最新的实时运动放大算法用于振动结构的模态识别。此算法可在不提取位移的情况下直接展示振动结构的模态特征。为了验证提出方法的可行性,以悬臂梁为例搭建了加速度计和高速相机的模态识别实验系统,并依据理论模态对其实验数据进行模态置信准则(MAC)检验。分析实验结果表明：提出的方法可以识别振动结构的模态参数。     

基于振动可视化的电力变压器ODS测量方法研究

针对电力行业变压器振动测量研究的需要,提出了一种基于振动可视化的电力变压器工作振型(Operational Deflection Shape, ODS)测量方法。该方法采用高速摄像机获取被测结构的振动视频,并基于稠密光流法进行运动捕捉,从而获取被测结构的ODS。搭建了悬臂梁振动试验台,通过对比振动可视化方法与传统接触式测量方法的ODS测量效果,验证了本方法的可行性。研究了电力变压器的振动原理,并使用该方法来分析电力变压器的振动,获取设备工作振型。结果表明：基于振动可视化的ODS测量方法简单并易实现,其ODS测量结果能够满足电力变压器振动测量的需要,并能为电力变压器的状态分析提供依据。     

Difference thresholds for the perception of whole-body vertical vibration: dependence on the frequency and magnitude of vibration

When seeking to reduce vibration in transport it is useful to know how much reduction is needed for the improvement to be noticeable. This experimental study investigated whether relative difference thresholds for the perception of whole-body vertical vibration by seated persons depend on the frequency or magnitude of vibration. Relative difference thresholds for sinusoidal seat vibration were determined for 12 males at three vibration magnitudes and eight frequencies (2.5, 5, 10, 20, 40, 80, 160, 315 Hz) using the three-down-one-up method in conjunction with a two-interval-forced-choice procedure. The median relative difference thresholds were in the range 9.5% to 20.3%. There appeared to be a frequency-dependence at the lowest vibration magnitude, such that higher frequencies had higher difference thresholds. The relative difference thresholds depended on the vibration magnitude only at 2.5 and 315 Hz. The influence of both vibration frequency and vibration magnitude on the measured difference thresholds suggests that vision (at 2.5 Hz) and hearing (at 315 Hz) contributed to the perception of changes in vibration magnitude.     

Hilbert-小波变换的齿轮箱故障诊断*

采用希尔伯特—小波变换对振动加速度传感器获取的齿轮箱振动响应信号进行特性分析。利用小波变换分解获得振动响应信号的各层高频信号小波系数和低频信号小波系数,对小波系数进行重构获得具有不同特征时间尺度的各高频信号和低频信号;再对分解的信号进行希尔伯特变换获得时频信息谱以提取系统的统计特征信息,实现监测齿轮运转工作状态,及时发现齿轮的早期故障,提高机械运行的安全性。仿真研究结果表明,小波变换分解和希尔伯特边际谱方法在故障信息诊断方面是可行和有效的,提高了故障检测的可靠性。     

Determination of hand-transmitted vibration risk on the human

ObjectiveThe purpose of this paper is to examine the effectiveness of the proposed consideration for hand-transmitted vibration measurement on the human.MethodTo obtain the temporary threshold shift (TTS) in the fingertip vibrotactile perception threshold, the vibrotactile perception thresholds were measured before and after the subjects were exposed to hand-transmitted vibration from the hand-held tool. The vibration magnitude has been measured by using conventional vibration measurement on the tool and by using the proposed consideration vibration on the human simultaneously.ResultsThe proposed hand-transmitted vibration measurement on the subject was proportional with increasing TTS. In contrast the data from conventional vibration measurement on the tool shows a relatively constant vibration level while TTS increases within a subject group.ConclusionThe proposed measurement method of hand-transmitted vibration on the subject captures at least some of the effects of factors relating to the human interaction with the tool identified within Annex D of the ISO 5349-1 standard. The effectiveness of the proposed hand-transmitted vibration measurement consideration on the human for improved understanding of tool vibration exposure has been shown.     

多参数桥梁振动监测系统设计

针对远程桥梁振动监测的要求,采用交流偏置电路与双路AD7714模数转换器实现ADXL203的双轴高精度同步振动加速度测量,并实现了温湿度与风速风向测量。使用低功耗便携式计算平台构建CAN总线监测网络,通过GPRS网络将桥梁状态信息发送到监控中心,实现远程多桥梁多参数监测系统。     

振弦式传感器测量死区机理分析与性能优化方法研究

针对振弦式传感器普遍存在测量死区的现象,以大量程位移计为研究对象,通过ANSYS分析手段、材料力学和振动学理论,对振弦和弹簧的振动特性和振动能量进行机理分析,通过不断的参数优化,获得了令人满意的理论分析结果,最终为提高传感器的可靠性和测量精度提供了优化设计方案.经过对比实验测试验证,由优化设计方案试制的新传感器的性能指...