改进的基于跨尺度代价聚合的立体匹配算法

为了提高室内自动物流装置以及工业抓取设备的准确性与速度,提出一种改进的基于跨尺度代价聚合的立体匹配方法。针对传统的基于跨尺度代价聚合的立体匹配方法在低纹理区域、无纹理区域误匹配较高的问题,对不同下采样层的代价卷使用不同的代价聚合方法,使不同下采样层间的不同聚合方法能够相互融合与抑制。为了解决跨尺度代价聚合框架中采用引导滤波时计算耗时较长的问题,引入了快速引导滤波。在偶数下采样层使用快速引导滤波,在奇数下采样层使用区域树代价聚合,从而使新的算法获得更精确的视差图,且极大地减少了计算耗时。     

基于遗传算法的发动机冷却液泵优化及数值模拟研究

针对某型号发动机冷却液泵建立扬程最大、效率最高、汽蚀余量最小的多目标优化数学模型。以扬程曲线无驼峰及叶轮参数为约束条件,利用多目标遗传算法对目标模型进行优化求解,获得全局最优解。运用Fluent仿真软件对优化前后冷却液泵内部流场进行数值模拟,结果表明:优化后叶轮内部压力分布更均匀,叶片间回流现象明显减少,能量损失降低;在额定工况下,优化后冷却液泵扬程提高0.86 m、效率提升6.6%、汽蚀余量降低0.09 m。仿真结果验证了该方法对发动机冷却液泵优化较有效,为冷却液泵的结构优化提供参考。     

隔膜泵用电磁执行器的软着陆设计与仿真

电磁螺线管驱动器行程短,响应速度较快,从而实现快速动作,常用于快速直线运动的工业应用中,如隔膜泵的直线驱动。在实际应用中,隔膜泵中柱塞的高速冲击大大降低了隔膜的寿命并带来较大的噪声。通过经验公式建立隔膜泵中电磁驱动机构模型,并通过比例积分微分控制对电磁驱动机构模型进行控制,实现柱塞的软着陆,从而提升隔膜泵的性能。通过COMSOL软件分析隔膜泵柱塞在瞬态磁场下柱塞的运动特性,并对驱动控制参数进行调整,最终实现隔膜泵电磁执行器软着陆。     

车用轮毂电机转矩谐波协同控制策略

轮毂电机因结构简单、驱动灵活的特点广泛应用于轻型电动车辆。电机运行中存在的齿槽效应、逆变器非线性效应及电流谐波等问题,导致电机电磁转矩波动,影响车辆运行的平顺性。通过电磁转矩谐波分析发现其主要成分为低阶谐波。为了有效抑制低次转矩谐波,设计了一种附加三相独立定子绕组的轮毂电机结构,提出了基于电流幅值迭代整定的补偿电流注入方法,采用动态步长二分法实现期望补偿电流幅值的快速收敛。研究结果表明,所提方法可使总谐波失真降低2.80%~5.84%,具有良好的谐波转矩抑制效果。     

基于AD与TRIZ的智能柔性物流仓库创新设计

针对物流仓储领域中，货架单元格柔性差、包裹存取效率低、设备维护成本高等问题。基于公理设计（Axiomaticdesign,AD）与发明问题解决理论（Theoryofinnovationproblemsolving,TRIZ）提出一种集成设计模型来完成物流仓库的创新设计。首先，以公理设计流程为主线，运用因果链模型分析问题，并完成设计矩阵的构建。然后，以独立公理作为依据，判断设计矩阵是否耦合。若矩阵非耦合，则产生新方案，若矩阵耦合，则运用TRIZ工具集将矛盾冲突转化为TRIZ标准参数，以实现矩阵解耦的目的。最后，结合模糊综合评价法与信息公理，优选出新方案。经过虚拟仿真与实物制作，验证了AD与TRIZ的集成设计模型的可行性与合理性，为今后物流装备的设计与研发提供一种新思路。     

基于MobileViT轻量级视觉模型的垃圾自动分类系统设计

目的 针对传统机器视觉网络模型存在的参数量大、效率低、落地难等问题，设计一种更高效的基于轻量级网络模型的垃圾自动分类系统。方法 结构的创新设计可实现4种占比不同的垃圾分类存储和垃圾箱工作模式的自动切换。利用STM32控制机构的电机和多种传感器，与树莓派4B串口通信实现垃圾分类投放，采用云服务器实现小程序端物联网通信，提高管理效率。采用MobileViT轻量级模型在自建数据集上训练，并结合迁移学习，提高模型的训练速度和准确率，与主流模型对比，并验证其可行性。结果 MobileViT模型的准确率可以达到98.01%，实际测试平均单张图像的推理时间为17.8 ms，模型参数量仅为5.6×10⁶；在与轻量化网络MobileNetV3参数量相近的情况下，准确率高出9.25%，各性能指标优于传统ResNet50、AlexNet模型。结论 基于MobileViT轻量级视觉模型的垃圾自动分类系统设计能够更高效地完成垃圾自动分类任务，模型精度和速度满足实际需求，对垃圾分类领域边缘设备非常友好。     

气动模拟左心室建模和控制

体外模拟循环系统是心室辅助装置研发的重要测试平台。为了实现体外模拟循环系统中气动模拟左心室压力的控制,从密封容器腔气体压力和温度微分方程以及电比例阀节流口流量公式出发,建立了气动模拟左心室装置完整的数学模型,设计了基于双闭环反馈的模拟左心室压力控制器。控制器和模拟左心室模型在MATLAB/Simulink软件中进行了联合数值模拟。数值模拟的结果表明,模拟左心室压力控制误差小,验证了气动模拟左心室装置及其压力控制方法的可行性。     

基于NB-IoT的车辆远程监测系统的设计

针对当前车辆监测设备存在操作烦琐、价格昂贵和功能单一等问题,设计了一个基于NB-IoT的车辆远程监测系统,该系统由监测终端、云服务器、上位机监测软件等组成。OBD监测终端电路主要包括电源模块、OBD协议转换模块、NB-IoT模块、GPS定位模块等,采用TCP/IP通信方式将数据上传至云服务器,进行存储,最后在上位机软件界面上显示车辆相关信息。测试结果表明,该系统能有效实现车辆故障诊断、车况监测和定位跟踪等功能,对构建车联网,实现智能化交通管理有一定参考价值。     

基于红外视频的加油枪油气泄漏检测方法

加油站如果发生油气泄漏将造成巨大危害。针对加油枪泄漏油气具有的浓度低、动态发展等特性,提出一种基于红外视频的加油枪油气泄漏检测方法:利用红外相机采集加油枪工作区域的视频信号,针对其建立混合高斯背景模型,联合帧差法和背景消除法得到疑似泄漏图像;对该图像进行形态学和滤波运算,提取帧图像的形状和扩散特征,根据油气泄漏的特征范围,消除信号噪声干扰;建立图像灰度与油气浓度间的映射方程,按照国家油气泄漏浓度标准的相关规定,判断是否泄漏超标。本研究以水蒸气为模拟实验对象进行测试,结果表明该方法能较为精准的判断泄漏情况。     

工业机械臂的轨迹规划插补系统设计

针对传统梯形速度规划存在的变速冲击和机械臂空间轨迹跟随作业质量低等问题,将五次多项式替换传统梯形速度规划加减速区的方法应用到工业机械臂的轨迹插补系统中。对传统梯形加减速控制的模型和轨迹插补系统进行了分析,推导了五次多项式速度插补算法的数学模型,并在Matlab上对该算法进行了建模与仿真分析;为了验证算法的有效性,设计了四轴机械臂轨迹插补系统的硬件及软件,阐述了轨迹插补系统以及空间轨迹插补的实现流程;基于Linux开发平台和SCARA机械臂,搭建了轨迹插补系统实验,并进行了现场测试。研究结果表明:该系统在满足参数约束的同时达到了柔性插补的设计要求,在冲击度峰值方面相比传统方法降低90%以上,提升了轨迹插补的作业质量和效率。