一种基于逆透视变换的车道线检测方法

该文基于逆透视变换技术提出了一种车道线检测方法。将道路图像映射为逆透视图,用二维高斯滤波器对图像进行滤波,然后进行阈值处理;用Hough变换提取车道线的线条曲线,利用三阶Bezier样条曲线拟合算法进行直线拟合,获得车道线的检测结果。实验表明,该方法在图像较清晰的情况下,检测近距离的车道线获得了较好的效果,适用于平坦路面下的白色和黄色等车道线检测。     

基于广义延拓逼近法的凸轮轮廓反求设计

在高精度的凸轮轮廓反求设计中,利用凸轮轮廓非圆曲面的离散测量点,采用一种新的方法--广义延拓逼近法,构造出凸轮非圆曲面的广义延拓逼近模型,来实现高精度凸轮轮廓的反求设计.为验证设计效果,分别运用三次样条插值法和最小二乘拟合法对凸轮非圆曲面数据进行逼近计算.结果对比表明,采用广义延拓逼近法数学模型处理凸轮非圆曲面的离散数据时,如果在延拓域边界点上满足插值条件,可以实现区域内部的最佳拟合.此外,在插值次数相同的条件下,广义延拓逼近法具有更高的设计精度.     

分纸吸嘴机构反求设计方法

针对印刷机飞达分纸吸嘴高速输纸时的抖动问题,提供了一套分纸吸嘴机构反求设计的方法。根据实测凸轮廓线离散坐标,利用样条插值法得到了实际廓线的解析方程;构建了分纸机构运动反求的数学模型,得到了从动件及分纸吸嘴的运动规律。分析表明：分纸吸嘴抖动的根本原因在于运动过程中加速度的剧变;通过反求设计,吸嘴的加速度峰值降低了84％,显著改善了吸嘴的运动性能。该方法可用于其它机构的运动分析和反求设计。     

基于树结构的平面连杆机构运动学数值逆解

分析了平面连杆机构运动学逆解问题的复杂性,根据平面连杆机构的树结构表达方法,利用树结构的遍历算法并结合无约束优化方法,将运动学逆解问题分解为每个时间步的正解逼近,从而克服了运动学逆解复杂的运动路线生成问题,形成了自动求解平面连杆机构运动学逆问题的一种通用数值方法,该方法对任意指定的原动件的平面连杆机构运动分析也适用,数值算例表明该方法的有效性.     

基于广义边界的机械加工系统碳排放量化方法

针对机械加工系统碳排放问题,提出了一种机械加工系统碳排放量化方法.对机械加工系统物料、能源消耗及碳排放特点进行了分析,定义了其广义边界,并对碳排放的多源性进行了论述;对机械加工系统多源碳排放量化方法进行了详细论述,不仅考虑了机械加工设备物料、能源消耗引起的碳排放,而且考虑了切削液、刀具等辅助物料及废屑处理引起的碳排放,分别给出了其量化方法并对量化方法中的关键要素进行了研究;通过一个具体案例验证了该量化方法的可行性.     

Novel method of constructing generalized Hoberman sphere mechanisms based on deployment axes

This study proposes a method of constructing type II generalized angulated elements (GAEs II) Hoberman sphere mechanisms on the basis of deployment axes that intersect at one point. First, the constraint conditions for inserting n GAEs II into n deployment axes to form a loop are given. The angle constraint conditions of the deployment axes are obtained through a series of linear equations. Second, the connection conditions of two GAEs II loops that share a common deployable center are discussed. Third, a flowchart of constructing the generalized Hoberman sphere mechanism on the basis of deployment axes is provided. Finally, four generalized Hoberman sphere mechanisms based on a fully enclosed regular hexahedron, arithmetic sequence axes, orthonormal arithmetic sequence axes, and spiral-like axes are constructed in accordance with the given arrangement of deployment axes that satisfy the constraint conditions to verify the feasibility of the proposed method.     

Design and analysis of the gripper mechanism based on generalized parallel mechanisms with configurable moving platform

Generalized parallel mechanisms with a configurable moving platform have become popular in the research field of parallel mechanism. This type of gripper mechanism can be applied to grasp large or heavy objects in different environments that are dangerous and complex for humans. This study proposes a family of novel (5 + 1) degrees of freedom (three translations and two rotations plus an additional grasping motion) gripper mechanisms based on the generalized parallel mechanisms with a configurable moving platform. First, the configurable moving platform, which is a closed loop, is designed for grasping manipulation. The hybrid topological arrangement is determined to improve the stiffness of the manipulator and realize high load-to-weight ratios. A sufficient rule based on Lie group theory is proposed to synthesize the mechanism. The hybrid limb structure is also enumerated. A family of novel gripper mechanisms can be assembled through the hybrid limbs by satisfying the rule. Two examples of the gripper mechanisms with and without parallelogram pairs are shown in this study. A kinematic analysis of the example mechanism is presented. The workspace shows that the mechanism possesses high rotational capability. In addition, a stiffness analysis is performed.     

基于逆向蒙特卡洛法的溶液葡萄糖浓度低相干测量

提出了基于蒙特卡洛逆运算的葡萄糖含量低相干干涉测量方法,理论研究了葡萄糖含量与光学参数的相关性.通过正向蒙特卡洛数值模拟说明了从干涉曲线中同时求解散射系数和吸收系数的条件和可行性.以脂肪乳悬混溶液Intralipid作为实验对象,研究了糖浓度变化对深度相关干涉信号的影响.利用低相干干涉测量系统配合逆向蒙特卡洛计算提取了散射和吸收系数,进而通过散射和吸收系数的变化量间接获得了溶液葡萄糖含量.对实验结果与双积分球测量结果进行了比较验证,并对存在的系统误差进行了修正.实验结果显示,在加入修正值后,测量的散射和吸收系数的最大相对误差分别为2.52％和3.11％.研究结果表明,葡萄糖含量与散射系数和干涉曲线存在高度相关性,在非前向散射条件下,可以同时测量吸收和散射系数.经过校准后的测量结果满足了实际要求.     

阀门驱动装置——电控液动执行机构的研究

电控液动执行机构是一种自动化程度较高的阀门驱动装置 ,其结构简单、形式紧凑、操作方便、运行可靠 ,产品体积小、重量轻、出力大 ,耐恶劣环境。本文介绍了电控液动执行机构的结构、工作原理和使用情况等     

基于广义特性演进的复杂产品设计过程模型

为指导产品设计过程的展开,提出了一种基于广义特性演进的复杂产品设计过程模型,从广义组件演进与广义特性演进两条并行主线对产品设计过程进行定义与描述。通过演进模型向演进活动分解、演进活动IDEF0建模,提出了统一的广义组件演进过程模型;通过分析归纳广义特性识别、分解、映射、排序、聚类、冲突协调和优化等广义特性演进活动,提出了广义特性演进过程模型。基于该模型开发了浏览器/服务器架构的复杂产品设计支持系统,并结合雷达设计开发过程,得到了广义组件和广义特性演进网络,对该模型进行了验证。     

基于Deeplabv3+和注意力机制的道路场景语义分割方法

在自动驾驶技术研究中,理解道路场景是提高驾驶安全性的保障.语义分割技术可以在像素级别上,将图片分割成与语义类别相关联的不同图像区域,可以辅助车辆感知、理解周围的道路环境信息,从而提高驾驶安全性.当下流行的语义分割模型Deeplabv3+在分割任务中,存在细小目标被漏分割以及外形相似物体容易被误判等现象,导致分割边界粗糙,精准度降低.针对此问题,在Deeplabv3+网络结构的基础上,结合注意力机制加重分割区域的权重,提出一种改进的Deeplabv3+融合注意力机制的道路场景语义分割方法.首先,在Deeplabv3+编码端引入一组并联的位置注意力模块和空间注意力模块,捕获更多空间上下文信息和高级语义信息.然后,在解码端引入注意力机制恢复空间细节信息,并对数据归一化处理,加快模型收敛速度.将不同方式引入注意力机制的模型分割效果进行对比,在CamVid数据集和Cityscapes数据集上进行了测试.实验结果表明,相比Deeplabv3+,改进后的模型分割准确度平均交并比在两个数据集上分别提升了6.88％和2.58％,效果优于Deeplabv3+.该方法不会明显加大网络计算量和复杂度,具有良好的分割速度和准确性的兼顾.     

基于反拟合法的电容称重传感器非线性校正

本文针对电容称重传感器电容检测电路的输出电压值与载荷质量之间的非线性特性,在测试系统中增加了非线性校正环节,利用多项式拟合法,求取传感器反非线性特性,进行曲线拟合实现非线性校正,并给出逼近多项式系数的最小二乘求解方法。实际应用表明,其测量载荷的精度可以达到要求,非线性校正效果明显,具有良好的应用和推广价值。     

基于反问题的正则化波束形成改进算法

基于反问题的正则化波束形成技术能以较高的计算效率得到稳健的声源识别结果。然而由于其正则化解中的正则化矩阵取决于低效的传统波束形成方法,使得基于反问题的正则化波束形成的声源识别结果精准度较低。为了在低信噪比环境下进一步提升其声源识别性能,基于Tikhonov正则化一般形式解提出一种双重迭代优化算法。该算法基于延时求和波束形成算法与互谱运算构造出新的正则化矩阵,并结合迭代方法对新正则化矩阵和波束输出进行优化,最终以较少的迭代步数经两次迭代运算有效提高了声源识别精度和稳定性。最后,通过数值仿真和实验算例,进一步验证了双重迭代优化算法的可行性和有效性。     

基于导通角调节的双足式尺蠖电机驱动

为了解决尺蠖电机难以兼顾高速和高精度的问题,提出一种基于导通角调节的驱动方法,对V形双足式尺蠖电机的机电耦合模型、驱动方法和运动机理等进行了研究。根据设计的V形双足式尺蠖电机结构建立其机电耦合模型,基于导通角调节确定尺蠖电机驱动方法。分析V形双足式尺蠖电机运动机理,并搭建实验平台进行实验验证。实验结果表明:在一定允许误差的范围内,实验结果与理论推导相符,验证了驱动方法的合理性与可行性。引入导通角,最小步距由500 nm降低到330 nm,降低了34%;通过同时调节频率f和导通角α,可使电机具备0.5 mm/s的最大驱动速度和330 nm的最小步距的能力。引入变量导通角α,成功实现了电机步距和驱动速度的独立调节。     

一种多次随机圆检测及拟合度评估的瓶口定位法

针对现有啤酒瓶口质量检测中的定位方法在瓶口严重破损或存在大量干扰时定位误差大的问题,提出一种多次随机圆检测及圆拟合度评估的瓶口定位算法。采用阈值分割、重心法和径向扫描获取边缘点,利用从边缘点中随机采样的3个点确定一个圆,定义各边缘点到圆距离小于给定阈值的边缘点的数目与边缘点总数的比值为圆拟合度,提出将圆拟合度作为评估标准搜索最优定位结果的方法,利用多次重复随机圆检测得到大量圆拟合结果并计算对应圆拟合度,以最大圆拟合度对应的圆拟合结果作为瓶口中心。与4种典型方法对比,实验结果表明:在瓶口图像不完整和存在大量干扰时,该方法可实现瓶口高速高精度定位。     

基于广义模块化快速设计的液压机产品模块划分与规划

提出柔性元结构和虚拟柔性模块的概念，通过对液压机产品进行模块的划分与规划，得到以柔性元结构为单位的结构单元，给出了液压机产品模块划分和规划的过程模型及应用实例，为实现液压机产品的快速设计提供支持。     

机械结构动力优化振型反问题求解的逆摄动方法

通过对振型反问题的研究，提出了振型反问题求解的逆摄动方法，并给出了相应的逆摄动参数ε取值方法。同传统的求解方法如罚函数法和变尺度法等相比。该方法还可避免或减少重分析，提高计算效率，算例表明，这种方法是有效可行的。     

3-PRS并联机构正解的数值方法

<正>解计算是3-PRS并联机构设计与评价的重要工作之一,由于求解3-PRS并联机构的解析表达式十分困难,所以通常求其数值解。针对正解迭代求解时可能由于初始值设置不当引起的求解失败或遗漏真实解的问题,提出了运用蒙特卡洛方法设置迭代初始值。通过大量的随机抽样得到所有可能的解,并且归并这些解,然后绘制3-PRS并联机构的位姿简图,以此来直观判断解的合理性,最后应用算例验证了该方法的有效性及可行性。结果表明:充分利用蒙特卡洛方法的随机性,可以找到所有的解;绘制的3-PRS并联机构位姿简图形象直观,方便对真实解进行判别。     

基于机器视觉的齿形结构齿顶圆检测方法

齿形结构作为传动装置的关键零部件,齿顶圆的精确检测是后续装配的重要依据。在齿顶圆的视觉测量中,传统图像处理方法检测精度较低,齿形结构倾角过大时轮齿存在遮挡导致算法的鲁棒性差。针对上述问题,现提出基于机器视觉的齿形结构齿顶圆检测方法。首先基于自适应阈值的曲率尺度空间(CSS)技术对轮齿进行亚像素角点检测,其次采用超最小二乘法拟合齿顶椭圆,最后通过补偿准偏心误差优化椭圆参数。实验结果表明,该方法不仅可以提取包含全部轮齿图像的齿顶圆,对于轮齿存在遮挡的图像也能进行高精度检测,同时能够补偿透镜畸变产生的椭圆准偏心误差,齿顶圆圆心测量精度为0.056 mm,法向量测量精度为0.068°,满足齿形结构视觉测量要求。     

基于坐姿的脚控操纵装置安装位置评价方法

在产品设计中,操纵装置安装位置直接影响了操作者的操纵行为,对操纵元件安装位置的设计和评价具有十分重要的意义.研究了一种通过人体姿态的舒适性来反映脚控操纵装置安装位置设计优劣的新评价方法,建立了坐姿操作状态下脚控操作装置安装位置的评价数学模型,并研究了模型的求解方法.运用该方法对某型号装甲车辆的脚踏板安装位置进行评价计算,得出了与实际情况非常吻合的结果.