A METHOD FOR DETERMINING THE DARK RESPONSE FOR SCIENTIFIC IMAGING WITH SMARTPHONES

The proliferation of smartphone technology has provided an unprecedented opportunity for greater community participation in collaborative scientific observations that were once out of reach due to cost, accessibility, and ease of use. Currently, there have been several applications making use of the various sensors included in a smartphone, particularly the image sensor, which has been used in a wide range of scientific endeavors including air quality and medicine. Like all digital image sensors, the smartphone sensor is subject to noise, particularly that related to dark current. The objective of this article is to present the development and testing of a method to determine the dark response that a smartphone camera may experience under different temperatures representative of the environmental conditions for scientific imaging. This has required the development and testing of a specially developed application. This was tested in the evaluation and analysis of the dark response of a smartphone camera for the range of 8–38°C. The mean of the dark response was relatively unchanged over this range. The method developed in this paper allows the rapid and easy determination of the dark response of smartphone image sensors, enabling this to be readily subtracted from the signal in the development of scientific investigations.     

预测含间隙机构副元素分离和碰撞的力判定方法

通过解析分析，对预测含间隙平面连杆机构运动副元素分离的方法进行了改进，指出了原方法的不足之处。改进后的预测方法的精确性和稳定性都大为提高，使得对平面连杆机构运动副元素分离的预测更准确有效。     

点在平面多边形内外的判断方法

在诸多研究领域中,判断点是否在多边形内是一个非常基本的问题。首先分析了解决这一问题的传统方法, 然后提出一种边界代数跟踪法对多边形进行栅格化,在此基础上设计出Flooding操作和轮廓腐蚀算法进行多边形内外点的判断。试验结果表明该方法具有健壮性好、适用于任意复杂多边形而无需对奇异情况进行单独处理等优点。     

根据S－N曲线确定P－S－N曲线

给出了一种根据已知Ｓ－Ｎ曲线和某一应力水平下疲劳寿命分布参数，确定Ｐ－Ｓ－Ｎ曲线的极大似然法。该方法在求解所需Ｐ－Ｓ－Ｎ曲线时，充分利用了原有Ｓ－Ｎ曲线的大量信息，因而不仅节约试验试件，减少试验时间，而且所求得的Ｐ－Ｓ－Ｎ曲线与原有Ｓ－Ｎ曲线的关系也更为合理。应用实例与分析表明，该方法的实用性及曲线拟合的合理性均很好。     

确定疲劳极限的极小样本方法

提出一种确定疲劳极限的极小样本方法,该方法不但给出了很好的方差估计量,解决了传统升降法对方差估计误差较大的问题,而且还能够充分利用以往积累的经验数据,并结合当前少量的试验,即可确定出安全疲劳强度,与传统的只能利用当前试验数据的升降法相比,其可利用的信息量有了大幅度增加,所以,在精度相同的情况下,可以节省大量试件,而在试件数一定的条件下,又能提高预测精度,文中还给出了一个对比实列。     

确定Corten－Dolan疲劳损伤公式指数d的试验方法探讨

近来的研究表明［１，２］，Ｃｏｒｔｅｎ－Ｄｏｌａｎ损伤公式中的指数ｄ可能不简单地是一个材料常数，它不但与材料有关，而且还与载荷谱的水平有关，不同的载荷谱将对应不同的ｄ值。ｄ值可由二级循环载荷的程序疲劳试验来确定。本文依据Ｃｏｒｔｅｎ－Ｄｏｌａｎ公式的导出原理，探讨了应用二级循环载荷的程序疲劳试验确定ｄ值的具体方法，提出了确定二级循环载荷参数的原则。最后给出应用二级载荷程序试验法确定ｄ值的具体实例。结果表明，应用本文方法求得的ｄ值及估算的疲劳寿命与试验结果符合的很好。     

二齿差摆线针轮行星传动的受力分析

在对二齿差结构理论齿形啮合时的受力分析方法进行探讨后，应用解析法对修形后摆线轮和针齿啮合时的初始间隙进行了准确计算，给出了一套完整的二齿差针摆传动的有隙啮合受力分析方法，其计算结果更符合工程实际。     

抽油杆涡流在线检测中的几个问题

通过数值计算得到涡流探头阻抗与裂纹深度的关系,提出以探头阻抗的相位分量作为描述裂纹尺寸的原始伤变量。     

公理设计中确定交互作用程度的方法

公理设计是设计领域的通用理论,为设计提供一个理论框架,但是没有考虑功能要求间交互作用程度问题,使该理论在解决存在交互作用的现实工程设计时产生困难.将网络分析法(ANP理论)应用于公理设计中功能要求间交互作用的研究,在分析研究的基础上建立功能要求间交互作用的ANP理论通用模型,提出交互作用的测评算法,提出判断交互作用可否忽略的两个判据与判别方法.该方法为设计人员指明改进设计的方向,加速设计进程并得到实例验证的支持.     

质量功能配置中工程特性最终重要度的确定方法

针对质量功能配置中顾客需求和工程特性之间的关联关系,以及各项工程特性之间的自相关关系均具有不确定、不分明和模糊等特性,分别提出关联关系和自相关关系确定的粗糙集方法,进而确定工程特性的初始重要度.对工程特性表现的改进比率的实现进行效率和风险分析,提出实现工程特性表现的改进比率的重要性概念及其计算公式.基于工程特性的初始重要度、实现工程特性表现的改进比率的重要性和"技术点"的合成,提出一种工程特性最终重要度的确定方法.以全自动洗衣机的产品研发为实例,说明所提方法的应用.     

一种确定内啮合和外啮合斜齿圆柱齿轮载荷分布的有效方法

为了能精确地进行斜齿圆柱齿轮的强度计算和振动分析,必须准确地确定斜齿圆柱齿轮接触线上的载荷分布。本文根据齿面坐标系及相应的坐标转换阵,提出了一种有效地计算内啮合和外啮合斜齿圆柱齿轮载荷分布的方法。通过总体坐标系可同时求出斜齿圆柱齿轮在整个啮合过程中诸接触线上的载荷分布和齿间载荷分配,这将极大地节省计算时间。文末给出了计算实例。     

质量屋中顾客需求改进重要度的确定方法

研究基于粗糙集的产品规划质量屋中顾客需求改进重要度的确定问题.针对质量功能配置的顾客调查中需求具有不确定和模糊等特征,提出产品规划质量屋中顾客需求确定的粗糙集方法.基于粗糙集中的相对正域方法,确定顾客需求的基本重要度.对顾客需求满意度的改进比率的实现进行效率和风险分析,提出实现顾客需求满意度的改进比率的重要性概念及其计算公式.基于顾客需求的基本重要度、实现顾客需求满意度的改进比率的重要性和"顾客需求的卖点"的融合,提出一种顾客需求改进重要度的确定方法.以全自动洗衣机的产品质量改进为实例,说明所提方法的应用.     

动态载荷时域识别方法的研究

振动系统模态参数的获取是时域荷识别方法的关键。文中提出了模态系数的优化识别算法，系统介绍了时域法识别动态载荷的各个过程，包括模态参数的识别和动态载荷的识别。仿真算例表明，该方法精度较高，对噪声不敏感，可以用于实际载荷的识别。     

基于任务的可重构模块机器人构形确定方法

可重构机器人为柔性加工系统提供了更多的选择,但复杂多变的任务、环境以及机器人模块无穷组合,为机器人构形的确定带来了很大的难题。采用遗传算法和迭代算法分两级搜索对机器人构形组合进行优化设计:运用遗传算法对机器人构形进行进化设计,满足工作空间的可达性、环境避障、线性和角度误差、末端操作灵巧度、运动关节的动力学要求、期望模块数目等性能指标要求。运用迭代算法对构形进行运动学逆解求解,计算空间工作点的可达性适应度。根据可装配的模块机器人及模块化思想,建立各个模块的速度、加速度等动力学表达式及相关修正公式,采用补偿迭代法来自动生成动力学方程,计算运动模块驱动性能的适应度。用专家经验对搜索得到适应度较高的构形进行修正,得到满足工作要求的机器人构形。最后给出实例验证。     

确定机构运动学解的区间分析法

本文提出了确定机构运动学解的区间分析法。文中阐明了该法的基本理论和算法构造,并以实例说明了它的具体应用。     

平面机构振动力平衡的新方法

根据机构运动的特点，从广义优化的角度，引入了“各因素对总质心影响与总质心变化的相关性”，给出平面机构振动力平衡的新方法。通过一实例，充分说明这一方法简便、实用和效果显著的优点，对复杂平面机构尤其明显。     

基于名义硬度的金属材料塑性参数压入识别方法

采用量纲分析和有限元数值仿真建立了对应Vickers压头和面角为172°的四棱锥压头的特征应力和特征应变与名义硬度的函数关系式,以此为基础建立了基于名义硬度的金属材料塑性参数仪器化压入识别方法。6061铝合金、S45C碳钢、SS316不锈钢、SS304不锈钢和黄铜5种金属材料条件屈服强度σ0.2的识别误差为-17.1%~15.4%,应变硬化指数n的识别误差为-0.125~0.11,基本满足工程需要,验证了建立的金属材料塑性参数仪器化压入识别方法的有效性。     

预紧力状态螺栓连接结构动力学响应的一种数值方法研究

基于螺纹连接的精细有限元模型,提出了预紧力状态螺栓连接结构动力学响应的一种数值模拟方法。针对螺纹接触,采用常规接触面定义方法定义了两组螺纹接触对,以对称罚函数法处理螺纹接触,并采用指数型接触压力-过盈关系;在已建立螺纹连接旋转模型条件下,采用直接在六角螺母的一对侧面上直接施加力偶矩的方法定义预紧力载荷,较传统方法更简单,且与实际更相符;采用先进行纯预紧力状态下的静力学响应分析,再将分析结果作为动力学响应分析的初始构型的方法,解决了预紧力载荷静态响应和冲击载荷动态响应间的静动耦合问题。最后,针对预紧力状态下口型含螺栓连接结构在钢球撞击下的响应问题,采用该方法进行了动力学响应分析,并将计算结果与实验结果进行了比较。误差分析结果表明,小球3 m和5.5 m跌落撞击条件下,应变响应前两个波脉宽以及幅值,计算结果与实验结果误差在20%以内。     

超声疲劳试验方法在铸铝疲劳试验中的应用

应用20kHz频率下的超声疲劳设备完成亿周次疲劳试验,获得铸铝AS5U3G-Y35超高周疲劳特性。通过20kHz频率下的超声疲劳试验和35Hz频率下的常规试验,完成10^4～10^10周的S-N曲线。试验结果表明,在10^7周以上试件仍会发生疲劳断裂。在10^7～10^10周之间,当应力比R=-1时,疲劳强度随循环数的增加而下降;当应力比r=0．1时,在循环数超过10^8周时,疲劳强度不再下降,S-N曲线出现平台。比较20kHz和35Hz两种频率下的试验结果,在10^4～10^7周之间没有明显差别,即铸铝AS5U3G-Y35在超声疲劳试验中不存在频率效应。扫描电镜观察试件疲劳断裂面发现材料中分布许多小的缩孔,而且大多数试件的疲劳破坏都发生在试件表面或接近表面的缩孔处。     

时间序列均值和方差函数的确定方法

发现并提出一个重要定理：时间序列的方差与该序列的差分绝对值序列的趋势项具有相同的函数形式。在此基础上,建立一种确定该差分绝对值序列趋势项的方法,该方法首先采用样本周期图和多点平均对趋势项中的周期项和非周期项进行分离,分别求得其函数表达式,然后再综合得到整个趋势项函数,进而求得原时间序列的方差函数形式,其中待定参数可根据相关系数平稳序列理论求得。该方法也可用于确定时间序列的均值函数(趋势项)。