基于Sobel黑片图像亚像素边缘检测算法研究

本文提出一种基于Sobel黑片图像亚像素边缘检测算法。算法对传统Sobel算法进行了改进,并且和多项式插值法的改进的算法相结合。单像素边缘是通过对边缘梯度图像加上合理的权值和阈值的方法得到的,亚像素边缘定位通过多项式插值计算得到。该算法因为检测精度高而广泛的应用于黑片的在线检测。     

现行热膨胀特征参数的适用性分析及范围选择

简要介绍了材料热膨胀系数的定义及分类,并对经常使用的零件热变形的计算方法及计算产生的误差进行了分析。特别指出了当前采用同拟合的热变形多项式拟合的瞬时热膨胀系数多项式在计算材料热变形量时所带来的误差范围,并以铝棒为研究对象进行了计算和分析。     

干涉图的波面拟合与分析

据干涉图的离散数据,可用多种多项式来对其进行拟合。本文讨论了用Zernike、Chebyshev、Seidel三种多项式拟合波面的原理,在IBM-PC-XT机上对它们的拟合精度进行了计算和分析,并用Zernike多项式,结合实例计算了波面函数、峰谷值和均方根值,并给出相应的三维和二维图,同时还验证了程序的精度,具有一定的实用价值。     

经纬仪最佳一致逼近多项式速度实时求解

利用经纬仪进行速度实时求解,一直是测控领域难题,为了提高经纬仪求解速度的实时性及高精度,激光测距光电经纬仪,在反复实验中,提出了一种最佳一致逼近多项式速度求解方法,即保证了速度实时性又保证了速度的精度。首先,利用单站经纬仪加激光测距获得目标空间位置,对激光测距信息采用改进的最小二乘法进行拟合滤波;然后根据求解速度模型,计算速度初值;在采用多项式逼近速度真值时,采用常规的表达形式会产生很大的计算误差,为了减少计算误差,多项式采用三次切比雪夫多项式组合的方式获得最佳一致逼近多项式计算速度函数;最佳一致逼近多项式速度函数使用三次有限差分方法识别速度野值,获得实时、高精度的目标速度值。激光测距经纬仪测速的指标包括实时性（延时<100 ms）和精度（误差<1 m/s）两个指标,把加载在无人机上的较高精度GPS的测速值作为比对值,采用多种算法计算目标速度,实验结果表明：高斯函数方法速度实时性好,但测量速度精度>1.5 m/s;卡尔曼方法求速度精度很好,但是因为用了大量的历史数据,速度值滞后;本文最佳一致逼近多项式法计算得到的速度,实时性好,延时50 ms;速度精度均方差为0.8 ...     

基于匹配搜索的伪随机序列生成多项式估计

对截短和误码条件下伪随机序列生成多项式估计算法的误码适应性进行了研究.根据伪随机序列的线性约束原理,通过构造关于生成多项式系数的校验方程组,提出了基于匹配搜索方法的生成多项式估计算法,并在搜索过程中利用生成多项式在二元域的基本特性缩小搜索范围来优化算法,减少计算量.最后,对算法在不同门限值和误码率时的估计性能进行了仿真...     

Zernike多项式拟合人眼波前像差的一种新算法

提出一种用于计算人眼波前像差函数中Zernike多项式拟合系数的精确算法。介绍了人眼波前像差的概念以及用Zernike多项式表示的人眼波像差函数,采用Householder变换对矛盾方程的广义增广矩阵进行正交三角化,导出求解拟合系数的算法。给出了人眼大、小瞳孔的像差测量计算实例,并对比了直接构造法方程组的计算结果和精度。对比多只眼睛的计算结果表明,该算法与直接构造法方程组的计算精度相当,各项拟合系数的相对误差都在10%以内。该算法避免了构造法方程组引入的计算误差,易于编程,是一种比较理想的求解Zernike多项式拟合系数的算法。     

空间光学镜头可适应边界温度的CAE计算方法

提出了空间遥感器温度场的描述方法,建立了某空间遥感器光学镜头的热光学分析模型,计算得到了该空间光学遥感器温度水平和温差要求的热控指标。在对遥感器在轨运行热载荷状态进行假定描述的基础上,用有限元方法进行了温度场及热弹性变形分析,得出假定温度载荷作用下光学遥感器各光学表面的变形量及刚体位移量。利用Zernike多项式进行波前差拟合,得到Zernike多项式系数,代入光学系统,利用CODEV光学计算软件计算热载荷作用下光学镜头的传递函数(MTF)。通过迭代,得到光学系统满足传递函数指标＞0.4要求的各温度场临界值,完成了从光学指标到热控指标的转换,避免了热控设计的过设计或设计不足, 可以在设计方案阶段作为遥感器结构的热适应性设计的参考,同时为制定合理的热控设计指标提供数据依据。     

介入机器人运动学及轨迹规划研究

针对介入机器人运动学和轨迹规划问题,基于D-H坐标系理论建立了血管介入主端机器人的运动学方程,并对该方程进行了求解;其次,在关节空间内采用五次多项式插值方法,结合介入机器人运动参数对关节轨迹进行了插值计算,实现了对血管介入机器人关节空间的PTP轨迹规划;最后,利用Matlab机器人工具箱建立了该机器人的三维仿真模型,并且对机器人运动学、轨迹规划进行了仿真验证。研究结果表明:该机器人连杆参数设计合理,活动空间适应手术要求,运动学方程准确可靠,在关节空间内利用五次多项式进行轨迹规划保证了机器人运动连续平滑。目前该技术已应用于血管介入手术临床试验中。     

非线性空气弹簧数学模型的研究

为了建立既贴切实际又便于计算的空气弹簧力数学模型,考虑到空气弹簧的非线性变刚度特性,对空气弹簧的刚度特性和力进行了理论分析。结果表明非线性恢复力是空气弹簧位移的三次多项式;同时,根据车型匹配的空气弹簧型号和数据表,运用MATLAB/Simulink软件进行了多项式和径向基函数曲线拟合,建立了非线性空气弹簧多项式模型并对其进行了验证,多项式拟合仿真结果与实际试验结果相符合,比较真实地反映了空气弹簧的非线性变刚度特性,而且多项式拟合残差值比径向基函数拟合残差值小,从而证明了非线性空气弹簧多项式模型的正确性,为后续悬架系统模型的建立及控制策略的研究打下坚实的基础。     

对偶边界元法中对数奇异积分的计算

采用三次多项式坐标变换计算边界元积分的方法，对对偶边界法中含对数奇异积分的计算进行研究。几个解析积分算例和运用对偶边界元法以二给平面裂纹问题裂尖应力强度因子的计算结果表明，多项式坐标变换法对于计算对数奇异积分是一种简单有效的方法。     

求解并联机器人位置正解的通用方法

提出一种并联机构位置正解的通用方法.用赛登贝格(Seidenberg)算法首先对多项式方程组进行变元排序.借助多项式的伪除进行消元,同时多项式组不断分裂构成三角列,它们与原方程组具有相同的零点,不会出现增根.以6-SPS平台型并联机器人机构位置正解为例验证该算法的正确性,求得了机构全部位置解.计算过程采用了机械化程序,具有通用性.     

计算疲劳裂纹扩展速率da/dN的新方法

计算疲劳裂纹扩展速率da/dN的方法已经提出了若干种,国内外广泛应用的是美国材料试验学会(ASTM)推荐的七点递增多项式法。本文提出了计算da/dN的新方法——指数函数滑动拟合法,该方法是用二级指数函数 y=β_0 β_1β_1e~xβ_2e~(2x) 对已知数据进行滑动拟合,逐点计算da/dN。与七点递增多项式法相比,这种方法具有计算稳定性好、精确度高等优点,而计算复杂性则相同。     

基于Kriging的岸边集装箱起重机有限元模型修正

为了提高岸桥有限元模型修正的效率,采用基于替代模型的方法修正岸桥有限元模型。首先进行岸桥的有限元建模和振动响应实测,分别获得岸桥模态信息的有限元分析值和试验值;然后,在合理的修正参数选取和试验设计的基础上,拟合得到岸桥有限元模型的二次多项式替代模型和Kriging模型;最后,基于所构造的替代模型对有限元模型进行修正,并对比了不同替代模型的精度和修正效果。结果表明:利用替代模型进行有限元模型修正可以极大地提高修正效率和修正精度;同时,对于岸桥结构,Kriging模型和二次多项式模型的修正计算效率和修正精度非常接近,各自的优劣不明显。     

大口径长条形反射镜组件自重变形的仿真与试验

研究了空间光学遥感器的大口径长条形反射镜组件在自重载荷作用下的面形变化,实验验证和定量分析了Zernike多项式拟合法以及球面方程拟合法得到的仿真分析结果的精度。介绍了Zernike多项式拟合法以及球面方程拟合法的基本原理,分别用这两种算法对大口径长条形反射镜组件在自重载荷作用下的面形变化进行了仿真分析。根据误差合成原理,提出了依据翻转前后两个状态的面形检测结果计算镜面面形变化的方法;针对离轴反射镜在面形检测过程中存在离轴量与镜面像散互相补偿的现象,求解了离轴量变化量与镜面像散的关系。试验结果显示:Zernike多项式拟合法的计算精度为74.2%,而球面方程拟合法的计算精度为12.6%;对仿真分析结果的误差评价表明,采用有限元法得到的仿真分析结果的理论精度值为10%左右,与球面方程拟合方法的计算精度12.6%基本吻合。研究表明,由于Zernike多项式拟合法自身的局限性,不适合对长条形反射镜面形变化进行拟合,而球面方程拟合法的计算精度能够满足工程要求。     

自主挖掘的平滑连续特性轨迹规划研究

为保证自主挖掘过程的平稳连续,通过对比选取了一种合理的轨迹规划方法.以某型挖掘机为研究对象,在笛卡尔坐标空间对一次作业路径进行规划.在关节空间对多个路径控制点在不同条件下分别采用n次多项式、傅里叶级数拟合法、分段多项式插值法进行轨迹规划;通过MATLAB仿真平台得到的各关节的关节角、角速度和角加速度的变化曲线是平滑连续的;对于函数拟合法与分段多项式插值法进行了动力学特性比较,结果表明,函数拟合法的轨迹规划更加合理,它可以使机构工作更加平稳连续,对机构的振动冲击强度也较低,能很好地满足实际工作中自主挖掘的要求.     

基于实际应力-应变曲线的电沉积镍涂层的冲压成形极限

基于Hill集中失稳理论推导出了冲压成形过程中涂层与基体的应力-应变方程,通过求解非线性方程计算出各主应变。依据实验数据采用多项式拟合法拟合了材料的应力-应变曲线,对电沉积镍涂层的冲压成形极限的左边进行了计算,并和应变硬化曲线求得的成形极限进行了比较。计算结果表明,用多项式拟合法求得的电沉积镍涂层的成形极限安全区域比用应变硬化曲线求得的安全区域要高,基体厚向异性、涂层厚度和基体厚度对板料成形极限左边影响不大。     

机械手终端运动轨迹规划

对机械手连续控制问题进行了研究,提出了保障机械手终端位姿轨迹精度的关节轨迹规划方法,采用多项式方程拟合关节轨迹,各区间函数系数用递推方法求得,计算量较少,易于实时计算。     

基于能量指标的DELTA并联机器人拾放轨迹参数优化及验证EI北大核心CSCD

为了减少DELTA机器人高速工作时的能耗,对该机器人拾放轨迹的优化问题进行了研究。基于Lamé,Clothoid,分段多项式解决Adept Cycle轨迹的直角过渡问题,实现对轨迹的三维形状规划;基于Bang-bang,7次多项式与6次多项式解决轨迹插补点位置、速度、加速度的设计,实现对轨迹的一维位移与速度的规划。仿真通过DELTA机器人的运动学与动力学模型,求解映射到驱动关节上的速度与力矩分量,并参考电机输入电能与机器人机械能耗两种能耗指标对9种轨迹进行几何参数优化。在计算能耗的过程中考虑电机再生能量的问题,对现有的能耗计算方式进行了改进。在已搭载DELTA的平台上进行测试,验证仿真结果,找出具有最低能耗的轨迹。经过比较发现9种轨迹中,Bang-bang运动规律的分段多项式曲线为最优轨迹,且具有空间与时间可重复性。     

基于能量指标的DELTA并联机器人拾放轨迹参数优化及验证

为了减少DELTA机器人高速工作时的能耗,对该机器人拾放轨迹的优化问题进行了研究。基于Lamé,Clothoid,分段多项式解决Adept Cycle轨迹的直角过渡问题,实现对轨迹的三维形状规划;基于Bang-bang,7次多项式与6次多项式解决轨迹插补点位置、速度、加速度的设计,实现对轨迹的一维位移与速度的规划。仿真通过DELTA机器人的运动学与动力学模型,求解映射到驱动关节上的速度与力矩分量,并参考电机输入电能与机器人机械能耗两种能耗指标对9种轨迹进行几何参数优化。在计算能耗的过程中考虑电机再生能量的问题,对现有的能耗计算方式进行了改进。在已搭载DELTA的平台上进行测试,验证仿真结果,找出具有最低能耗的轨迹。经过比较发现9种轨迹中,Bang-bang运动规律的分段多项式曲线为最优轨迹,且具有空间与时间可重复性。     

基于阻尼最小二乘算法的计算机辅助装调方法

对于具有中心遮拦的光学系统装调,需要将获得的波前进行拟合求取低阶像差。但是Zernike圆多项式在环域上已不具有正交性,不能正确的计算低阶像差。而Zernike环多项式在环域上具有正交性,可以解决这个问题。基于阻尼最小二乘法的算法原理,运用MatLab实现了计算机辅助装调。文中对卡塞格林光学系统进行了模拟实验,验证了使用Zernike环多项式进行拟合的辅助装调程序的正确性。同时,对于辅助装调程序的应用范围也做出了分析。