基于深度学习的秀丽隐杆线虫显微图像分割方法

利用计算机实现自动、准确的秀丽隐杆线虫(C.elegans)的各项形态学参数分析,至关重要的是从显微图像上分割出线虫体态,但由于显微镜下的图像噪声较多,线虫边缘像素与周围环境相似,而且线虫的体态具有鞭毛和其他附着物需要分离,多方面因素导致设计一个鲁棒性的C.elegans分割算法仍然面临着挑战。针对这些问题,提出了一种基于深度学习的线虫分割方法,通过训练掩模区域卷积神经网络(Mask R-CNN)学习线虫形态特征实现自动分割。首先,通过改进多级特征池化将高级语义特征与低级边缘特征融合,结合大幅度软最大损失(LMSL)损失算法改进损失计算;然后,改进非极大值抑制;最后,引入全连接融合分支等方法对分割结果进行进一步优化。实验结果表明,相比原始的Mask R-CNN,该方法平均精确率(AP)提升了4.3个百分点,平均交并比(mIOU)提升了4个百分点。表明所提出的深度学习分割方法能够有效提高分割准确率,在显微图像中更加精确地分割出线虫体。     

椭圆误差对滑动轴承转子系统运行特性的影响

建立了轴颈存在椭圆误差的滑动轴承转子系统动力学模型,通过求解雷诺方程计算出油膜力和轴承的承载能力,着重分析了椭圆误差对滑动轴承转子系统的能量损失、承载力系数以及端泄流量的影响,并根据稳定性临界转速得到椭圆误差对滑动轴承转子系统的能量损失、承载力系数以及端泄流量的影响曲线。研究结果表明:当偏心率小于0.2时,椭圆误差对滑动轴承转子系统的能量损失影响明显,当偏心率大于0.2时,椭圆误差对系统能量损失影响较小;随偏心率的增加,承载能力系数增加,椭圆误差越大,增加速率越小;同一系统中偏心率增加,轴承端泄流量增加,当偏心率大于0.6时,随椭圆误差的增加,系统端泄流量增加速率呈增大趋势。     

一种适用于开采沉陷的InSAR最大可检测形变梯度函数模型

由于时空失相干、大气延迟等因素的影响,InSAR技术的检测能力受限,无法保证任意矿区监测结果的有效性。若检测能力未知,使用InSAR技术将极易造成人力、物力资源的浪费。为有效判断InSAR技术是否适用于矿区地表形变区域探测,提出了一种适用于开采沉陷的InSAR最大可检测形变梯度(Maximum Detectable Deformation Gradient,MDDG)函数模型。首先通过分析地质采矿因素对开采沉陷的影响,选取矿区开采深厚比和下沉系数两个参数作为模型参数;然后基于不同分辨率、不同波长和不同入射角的SAR影像数据,采用数值模拟和回归分析方法,建立了水平煤层开采条件下的InSAR最大可检测形变梯度函数模型。为验证模型的可靠性,采用陕西大柳塔矿区2012年11月21日—2013年4月2日的13景TerraSAR卫星数据进行模型验证试验。研究表明:InSAR在该矿区的最大可检测梯度为0.008 56,相邻控制点间能够检测的形变量不超过0.171 2 m,采用地表观测站GPS数据作为参考形变值验证了上述结论;与现有模型对比,该模型检测精度更高,细化检测性能更为突出,且无需提前获取SAR影像,可为促进InSAR技术应用于矿区开采沉陷监测提供参考。     

基于分形插值的改进趋势面拟合法在地面沉降中的应用

针对区域地面沉降监测点数量有限、分布不均的情况,一般采用空间插值的手段建立表面拟合模型来解决。基于分形插值,采用随机选择迭代函数的思想对传统的趋势面拟合法作出改进,改进后拟合优度系数提高0.03,达到0.995,且改进前后的拟合结果符合显著性检验的要求。实验结果表明:改进前后趋势面拟合法拟合结果满足地面沉降监测的精度要求,改进后方法的拟合优度更高,对现实地面沉降量变化的描绘更加真实,可为沉降灾害评价工作提供更准确的依据。     

基于Matlab GUI的说话人识别平台设计

语音交互是一种很方便、有效的身份认证方式。基于Matlab图形用户界面(GUI)设计一款说话人识别平台,该平台具有语音录入、语音保存、语音播放、特征提取和说话人识别等功能,实验表明该平台可靠性较高,具有良好的实用性和交互性。     

测风数据标准差检验方法

将数值分析的方法应用于测风数据标准差(简称标准差)的分析上,提出了两个用于检验标准差合理性的参数,并应用工程实例对这两个参数进行了验证。文章提出的方法可用于测风塔测风数据的验证和分析,同时可作为目前标准中关于数据合理性检验部分的补充。     

无失效数据机载多余度EWIS可靠性研究

针对高可靠度机载多余度EWIS各组成部分寿命服从指数分布但参数未知的情况，提出采用无失效数据可靠度分析方法评估EWIS的可靠度水平。通过Monte-Carlo仿真方法对连接形式为“先并联、后串联”EWIS各组成部分寿命进行抽样，利用“最小最大值”方法获得系统寿命的抽样值，用概率纸检验法初步判断EWIS寿命是否服从威布尔分布，再用Pearson拟合优度检验法判断EWIS寿命是否服从威布尔分布。结合无故障飞行时间的样本值与EWIS寿命服从威布尔分布的假设，采用无失效数据分析方法评估EWIS的可靠度水平。研究方法对机载多余度EWIS无失效数据可靠度分析有一定的贡献。     

自然循环工况下离心泵阻力特性的实验研究与数值模拟

停转后泵的阻力特性对自然循环流量影响明显。为研究低流量自然循环工况下离心泵的阻力特性，设计了实验台架，对离心泵的正向压降、反向压降和损失系数进行了测量，实验雷诺数为2.0×10⁴～1.5×10⁵。实验表明：相同雷诺数下，反向压降明显高于正向压降；雷诺数大于8×10⁴时，损失系数基本保持不变，而低雷诺数下损失系数随雷诺数的降低有增大的趋势；基于实验得到了损失系数的经验关系式。采用CFD方法对离心泵的内部流场进行了模拟，计算表明：CFD方法能较好地预测损失系数，RNG k-ε模型与实验值的相对误差不超过10%；离心泵的压力损失主要集中在叶轮、导叶等结构的交界区域；正向与反向流动的流场分布存在显著区别；低雷诺数下局部流动更加不稳定。