双探棒式海缆路由及埋深探测系统设计

根据海缆路由及埋深探测系统的实时性和准确性要求,提出了一种基于交流磁场探测法的双探棒式海缆探测方案。从海缆的路由探测和埋深探测2个部分出发,分别对双探棒式海缆探测方法进行了模型构建和理论分析,并对其埋深探测的误差进行分析和修正。设计制作了双探棒式海缆探测系统,对文中提出的探测系统进行实物实现,验证了该系统对海缆路由探测和埋深探测的可行性和准确性。     

光纤传感用于海缆扰动探测的试验研究

海缆是海缆基础设施供电和通信的关键载体,海缆监测对于保障海缆基础设施安全稳定运行具有重要工程意义。针对海缆扰动监测需求开展海缆扰动探测试验研究。首先,搭建基于分布式光纤传感技术的海缆扰动探测试验系统,并接入南海深海海底观测网试验系统海缆暗光纤进行扰动探测试验,试验结果表明本系统能够有效探测铁锹拍击、车辆振动、海水冲刷及台风影响引起的海缆扰动。然后,根据海缆光纤瑞利背向散射（Rayleigh Backscattering, RBS）幅度信号特征,提出一种基于双向长短期记忆（Bidirectional Long Short-Term Memory, BiLSTM）神经网络的海缆扰动定位方法,本方法以海缆光纤RBS幅度信号的谱熵和瞬时频率作为特征参量输入,使用海缆光纤RBS幅度信号样本对本方法进行测试,结果表明本方法对海缆沿线扰动信号和非扰动信号的平均检测准确率高于99.6%。将海缆扰动探测试验系统与海缆扰动定位方法结合应用于海缆监测可有效探测海缆沿线扰动。     

柔性浅埋物的声-振智能探测

提出一种基于目标检测算法的柔性浅埋物的声-振智能探测方法,将声波激励、激光散斑干涉测振和目标检测算法有机结合,用以柔性浅埋物的大范围快速探测。在论述YOLO系列目标检测算法原理的基础上,选择并优化柔性浅埋物的智能探测网络模型;然后,搭建声-光融合智能探测系统,构建不同柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图数据集;最后,对数据集进行训练和测试,验证该算法用于干涉条纹图识别的可行性。实验结果表明：在给定实验条件下,柔性浅埋物智能探测网络模型的精确率为98.39%,召回率为84.72%,平均识别精度为99.66%。该声-振智能探测方法可以在给定实验环境下对多种柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图进行智能识别,适用于浅层地下柔性掩埋物的大面积快速探测。     

基于Hartmann-Shack波前检测原理的微透镜阵列焦距测量

基于哈特曼波前传感器检测原理,结合图像清晰度定焦技术,提出了一种测量微透镜阵列焦距的方法,介绍了测量系统的组成和原理.首先利用平行光管的出射平面波前在被测微透镜阵列焦面上成像,利用标准透镜产生的球面波前在微透镜阵列焦面附近成像.然后,根据平面波前和球面波前经过微透镜阵列成像时微透镜阵列焦面上光斑的偏移量,计算相应的微透镜阵列子单元的焦距.最后,基于图像清晰度定焦技术,通过不确定度分析和实验测量验证了该方法检测微透镜阵列焦距的可行性.测量结果表明,该方法对微透镜阵列焦距检测精度可达到3％;同时,一次测量可完成微透镜阵列多个子单元的焦距标定.相对于传统的检测方法,该方法具有较高的检测精度和效率.     

数字孪生在雷达天线阵面装配中的应用

针对数字孪生与雷达天线阵面装配调控需求,开展雷达天线阵面数字化测量场构建、天线阵面数字孪生模型构建、机电耦合机理及算法实现、天线阵面变形仿真与电性能仿真预测等研究,搭建测量数据库和数字孪生模型库,开发基于数字孪生的天线阵面装配调控系统。在雷达天线阵面装配调控过程中,实现天线阵面精度测量、变形仿真与电性能仿真可视化、天线阵面变形精度以及电性能指标调控策略,达到对天线阵面装配精度进行全方位的测量、跟踪、分析、预测和控制的目的。     

基于FPGA的静电测向系统

任何使用发动机或移动的物体都必定会因为各种不同的带电过程而带上静电,因此可以通过测量物体周围静电场感知物体及其运动方向.设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的静电测向系统,实现对运动带电体的实时测向.该系统由静电探测电极阵列、电流检测式静电检测电路和以FPGA为主核心器件的数字信号处理电路组成.为实现静电信号检测电路高输入阻抗及高灵敏度的要求;根据静电测向原理,设计了静电传感器标定系统对静电测向阵列各路静电探测器进行标定,保证了静电探测阵列各路一致性,从而有效提高了测向精度;并根据静电测向系统性能参数设计了基于FPGA的信号处理器,完成对静电传感器信号的获取、处理和运动带电体方位实时解算.实验表明采用该系统对运动带电体的测向误差小于15°,且可以满足一定的实时性解算要求.     

基于Delaunay三角剖分的多相流射线层析成像

为提高多相流CT系统重建图像质量,提出基于Delaunay三角剖分的射线层析成像方法.根据模型构造点集,对管道截面进行多尺度Delaunay三角剖分,根据三角形重心在探测阵列上的投影到其最近探测阵列元的归一化距离,确定各剖分单元的投影系数,并采用不同的重建算法进行图像重建.仿真与实验结果表明,该方法可利用少量投影数据重建图像,改善了工业多相流检测中投影数据不完整造成的图像失真;与均匀剖分相比,多尺度剖分明显改进了图像精度和实时性.     

盾构前方障碍物探测中天线阵雷达的应用研究

针对盾构施工时前方障碍物不明易造成事故的问题,基于探地雷达天线阵技术,提出将天线阵雷达安装于盾构刀盘上探测前方障碍物,进行雷达参数设置、布置方案设计和频率选择,最后正演模拟试验表明,利用天线阵雷达能够实现1m距离内水泥管的准确探测,为盾构施工前方障碍物的超前探测做了有益尝试.     

基于成像式照度探测的菲涅尔光学助降系统检测方法研究

为了解决菲涅尔光学助降系统(FLOLS)的检测问题,文中根据FLOLS检测应满足的技术指标,提出了一种基于成像式照度探测法的菲涅尔灯发光强度测量方案,并根据分析设计研制了成像式照度探测装置。通过试验,结果表明该装置可远距离对大口径、大发光角度的菲涅尔灯进行发光强度的探测,满足菲涅尔光学助降系统检测装置测量的要求。     

一种提高全自动酶免分析仪微量移液精度的方法

为提高全自动酶免分析仪等微量移液系统的移液精度和可靠性,提出了一种动态法液位探测和双极值法压力监控相结合提高微量移液精度的方法.首先,通过探针式电容传感器动态法进行液位探测,有效减小电机运动惯性以及浸润现象产生的毛细管作用对液位探测精度的影响;然后,用双极值法对移液过程进行压力监控,避免堵针、样本量不足、气泡等异常移液现象对移液精度的影响.在此基础上,利用基于GM(1,1)模型的灰色动态滤波方法对电容传感器、压力传感器的输出进行滤波,提高传感器输出的稳定性,从而提高对液位判定及移液异常现象判定的准确性.通过微量移液实验对该方法进行了验证,实验结果表明,基于探针式电容传感器的液位探测动态法与传统单向测量法相比,液位探测精度由±0.3 mm提高到±0.1 mm;在保证液位探测精度的前提下进行基于双极值法压力监控的微量移液操作,能够对移液过程中异常移液现象进行实时判断并保证压力曲线信息的完整性,将移液精度由±5.0％提高到±2.4％.     

亚像素检测方法在图像检测点提取中的应用

图像检测点的提取是图像定位于检测系统中的关键问题.为解决利用二值细化提取图像检测点技术精度不足等问题,将亚像素检测定位技术应用到图像检测点提取中.通过试验比较了三种亚像素定位算法图像定位中的优缺点,进行了通过光条中心线的提取试验以及通过两条光条中心线交叉点提取图像检测点的试验,对亚像素检测定位技术作出评价.研究结果表明...     

一种激光主动探测的回波信号检测方法

微弱激光回波信号探测是远距离激光主动探测的难点问题.本文提出了一种应用四象限探测器进行激光回波信号相关检测的新方法.经仿真计算表明,将四象限探测器接收到的4路回波信号送入相关处理器进行相关处理,可以检测出信噪比为-21.07dB的信号,其信号检测能力比二元相关检测要高出5.68dB.在4个象限中信号分布越均匀,信号检测能力越强.     

基于矢量加权线检测算子的虹膜环状线条检测

由于虹膜环状线条与背景相比信号强度比较弱,且背景图像纹理异常丰富,环状线条灰度不完全连续,在灰度图像上直接用边缘检测算子进行虹膜环状线条检测时,会丢失很多有效信息,误检率及漏检率较高,为了解决这个问题,在对虹膜环状线条特征进行分析的基础上,设计了一种适用于虹膜环状线条检测的矢量加权线检测算子。首先由于环状线条在虹膜上的位置比较固定,选取虹膜环状区域左右两部分区域作为感兴趣区域;其次,设计矢量加权线检测算子,依据优势信号出现在不同通道的随机性自适应的进行加权,由此将矢量图像转变为边缘信息最为突出的单通道图像,再根据环状线条的线特征分布特点设计线检测矩阵,对预处理后的感兴趣(ROI)区域进行检测;最后在二值化图像上根据环状线条的形状设计区域形状因子排除非环状线条,实现环状线条的检测。该方法在图库中人工标定的1 921条环状线条的检测正确检出率达到91.78%。实验结果表明,本方法与经典的边缘检测算子相比,更适用于虹膜环状线条的检测。     

联合梯度直方图和局部二值模式特征的人体检测

针对采用单一梯度方向直方图(HOG)特征进行人体检测时易受竖直梯度分量干扰的缺点,提出了将分块局部二值模式(LBP)特征加入HOG特征的方法.首先,将检测窗口划分为大小为16×16的不重叠块,以块为单位统计LBP特征直方图,并通过大量实验获得了LBP算子的最佳参数;然后用优化过的插值方式计算HOG特征,将两者组成联合直方图.最后,用线性支持向量机(SVM)通过Bootstrapping的方式训练,得到判别模型.在INRIA人体库上的测试表明,检出率在误检率(FPPW)为10-4时由原始的89％提高到95％,单窗口检测速度由0.625 ms提高到0.533 ms.本文将纹理特征加入原始描述轮廓的HOG特征中,排除了部分梯度干扰信息造成的误检,提高了检出率.     

几种边缘检测算子的性能比较研究

边缘检测是图像处理和计算机视觉中的重要的环节.文章具体考察了7种常用的边缘检测算子.根据实验结果对其特点和性能进行了比较研究.分析了各种边缘检测算子的特点,以及在处理各种噪声时,对各种边缘检测算法的检测效果进行了分类比较.在对各种图像进行边缘检测时,为选择检测算子提供指导.     

基于边缘信息和局部直方图的视频文字检测法

视频中的标题文字通常在视频信息索引和检索中起到重要的作用。针对视频中文本的检测问题,提出了一种基于边缘和局部直方图的由粗到精的视频标题文字检测算法,首先采用边缘聚集提取文字的粗略位置,然后利用局部直方图特征对候选的文字区域精确定位。实验结果表明,该方法简单,效果良好,能快速地定位文本区域,且不受文本颜色、语种、文本字体大小的限制。     

生物芯片及其荧光信号检测

系统介绍了生物芯片的概念和制造方法,重点讨论了生物芯片的荧光检测方法,并对不同的检测方法进行了对比和分析.总体来说,激光共聚焦芯片扫描仪的荧光检测灵敏度和扫描分辨力较高,而CCD芯片扫描仪的荧光检测灵敏度和扫描分辨力较低,但CCD芯片扫描仪的检测速度较快,成本也较低.     

Experimental analysis of change detection algorithms for multitooth machine tool fault detection

This paper describes an industrial application of fault diagnosis method for a multitooth machine tool. Different statistical approaches have been used to detect and diagnose insert breakage in multitooth tools based on the analysis of electrical power consumption of the tool drives. Great effort has been made to obtain a robust method, able to avoid any needed re-calibration process, after, for example, a maintenance operation. From the point of view of maintenance costs, these multitooth tools are the most critical part of the machine tools used for mass production in the car industry. These tools integrate different kinds of machining operations and cutting conditions.     

生物芯片及其荧光信号检测

系统介绍了生物芯片的概念和制造方法 ,重点讨论了生物芯片的荧光检测方法 ,并对不同的检测方法进行了对比和分析。总体来说 ,激光共聚焦芯片扫描仪的荧光检测灵敏度和扫描分辨力较高 ,而 CCD芯片扫描仪的荧光检测灵敏度和扫描分辨力较低 ,但 CCD芯片扫描仪的检测速度较快 ,成本也较低     

结合假边缘提取和直方图分析的图像灰度变换

光学刻划字符图像的前景通常由高灰度像素区域和低灰度像素区域组成,导致使用传统的基于梯度的边缘提取方法如Canny算子不能准确地获得字符的轮廓,为此本文提出了一种利用假边缘信息结合直方图分析的图像灰度变换方法,变换后的图像前景仅由低灰度像素构成。首先对Canny边缘点进行特征分析,提取其假边缘点;然后进行图像直方图分析,确定灰度变换范围以及灰度对应关系,并对假边缘两侧的边界区域施加光滑度约束来确定灰度变换参数;最后以此变换参数对非背景区域的高灰度像素进行灰度变换。实验证明,灰度变换后字符笔画仅由低灰度像素构成,原边界处的灰度变化足够光滑,可以使用基于梯度的方法来提取完整而准确的字符轮廓。