面向Otsu阈值搜索的PSO惯性因子改进方法研究

针对快速寻找Otsu方法的最优阈值,提出了一种粒子群优化(PSO)算法中惯性因子的改进方法。 该方法使PSO的惯性因子与群最优适应值和个体最优适应值相关,惯性因子的大小由个体最优适应值与群最优适应值的距离决定,随着个体最优适应值与群最优值的距离减小,惯性因子也减小,反之则增加。通过与现有方法比较,结果表明：该方法计算量小,收敛速度快.     

基于粒子群算法的二维Otsu阈值分割法

二维Otsu方法同时考虑了图像的灰度信息和像素间的空间邻域信息,是一种有效的图像分割方法。针对二维Otsu方法计算量大的特点,采用粒子群算法来求解最优二维阈值向量。通过分别用快速递推算法和改进粒子群算法对显微细胞图像的实验表明,后者不仅能得到理想的分割效果,且相较于前者,计算量大大减少,达到了快速分割的目的,有利于提高图像处理的实时性。     

一种改进的基于最大类间方差的图像分割方法

在分析最大类间方差阈值图像分割算法原理的基础上,根据实际图像直方图中目标与背景的像素分布特点,提出了一种改进的最大类间方差图像分割算法.该算法充分考虑了图像直方图中目标与背景存在交叉的情况,通过与传统阈值分割算法的实验比较,证明该算法具有分割精度高、效果好、速度快的特点.     

基于积分图像的快速二维Otsu算法

Otsu自适应阈值算法是图像分割的经典方法之一,在其基础上发展起来的二维Otsu阈值算法却因为计算复杂而制约了其应用.本文针对二维Otsu的耗时瓶颈问题,引入积分图像简化了二维直方图最佳阈值搜索过程的计算复杂度,从而大大缩短了算法处理时间.实验结果表明,本文提出的算法在分割效果上与原始算法完全相同,但计算时间远远小于后者,具有很好的实时性.     

基于Otsu准则和直线截距直方图的阈值分割

对二维Otsu法中类间离散度测度进行了分析,发现按该算法对被噪声污染图像的二维直方图进行划分时,所得两类的类内均值点容易远离主对角线,因而抗噪声能力不足。针对以上情况,本文提出了一种新算法,该算法基于二维直方图中直线阈值分割的思想,利用像素点的二维信息直接建立阈值直线的截距直方图;然后应用Otsu准则对该一维直方图求解最佳截距阈值,并应用该阈值和二维信息完成图像分割。对提出的算法与传统二维Otsu法进行了比较和分析,结果表明:提出的算法可以有效避免传统算法在抗噪方面的缺陷,当实验图像的噪声方差大于0.003且逐渐增加时,提出的算法抗噪表现稳健;另外,提出的算法计算阈值的速度比基于二维Otsu法的直分法和直线阈值法快2个数量级以上,占用内存空间更少。因而提出的算法是一种抗噪稳健且快速有效的阈值分割算法,更适于实时应用。     

基于Otsu方法的钢轨图像分割

由于钢轨图像灰度分布不均,一般的图像分割法难以将目标从背景中分割出来,故本文提出了目标方差加权的类间方差阈值分割法对钢轨图像进行阈值分割。分析了钢轨图像的特点,总结了加权的目标方差(Otsu)方法及其它全局阈值分割法对钢轨图像分割存在的问题。然后,对Otsu方法进行改进,以目标出现的概率为权重,对类间方差的目标方差加权,使分割阈值靠近单模直方图的左边缘和双模直方图的谷底。最后,计算图像的错误分类误差、钢轨图像的缺陷检测率和误检率来验证算法的有效性。实验结果表明,改进的Otsu方法能有效地分割钢轨图像,错误分类误差接近0。与其它阈值分割法如Otsu法、其它改进的Otsu法、最大熵阈值分割法相比,本文方法对钢轨图像的分割效果更优,缺陷检测率和误检率分别为93%和6.4%,适合机器视觉缺陷检测的实时应用。     

基于改进Canny算法的LED晶片边缘提取

为了提高固晶机对LED晶片边缘提取的自动化程度和边缘质量,避免固定阈值Canny所必须的人工调整,增大检测方法的适应范围和稳定性,提出了一种基于大津法的Canny边缘检测算法进行晶片边缘提取。在分析了LED晶片的图像灰度分布特征之后,通过求得最大类间方差找到了自适应的分割阈值,并将其作为Canny算法的低阈值进行边缘的检测提取。实验结果证明,这种方法适合LED晶片的边缘提取,能够快速得到较为精确的晶片边缘轮廓和晶片两极边缘,对光线变化的鲁棒性好。     

基于竞选算法的Otsu阈值快速确定方法

竞选算法是一种具有并行能力的启发式优化算法,其搜索机制模拟竞选活动中对支持率的追求动机.利用竞选算法对Ostu进行优化,全局搜索图像的阈值,缩短了计算时间,比传统的Ostu在时间上有明显的优点.     

基于广义反向粒子群与引力搜索混合算法的多阈值图像分割

提出了基于粒子群优化(PSO)与引力搜索(GSA)混合算法(PSOGSA)的多阈值图像分割方法来解决图像阈值搜寻过程中单一优化算法局部搜索能力不强的问题。提出了图像阈值分割领域中的广义反向学习策略,在阈值寻优过程中提高群体多样性,增强了全局搜索能力;采用了全局最优解的正态变异策略,扩展了全局最优的搜索区域,避免了算法的早熟收敛。在此基础上,实现了基于广义反向粒子群与引力搜索混合算法的多阈值图像分割方法。最后,使用本方法对复杂多目标图像进行了多阈值分割实验,并与引力搜索算法和萤火虫算法进行了比较。实验结果表明,本文方法的分割精度优于引力搜索算法与萤火虫算法,其分割目标函数值在连续运行时的标准差降低了90%以上,是一种精度高、稳定性强的多阈值图像分割方法。     

基于动态惯性权重的电子节气门改进PSO-BP优化控制

针对汽车电子节气门系统存在的动态迟滞非线性问题,提出一种模糊神经网络PID控制器的设计方法。该控制器将动态调整惯性权重的粒子群优化算法和BP算法结合来优化模糊神经网络参数,修正模糊神经网络在寻优过程中收敛缓慢、易陷入局部最小值的不足。利用模糊神经网络的自学习能力,对PID控制器参数进行整定。仿真结果表明,经过优化后的模糊神经网络PID控制器相比于模糊PID控制器在响应时间、超调量和振荡次数等方面都有显着提升。在模拟气流扰动工况施加扰动信号后,该控制器表现出良好的抗干扰性能。在电子节气门响应试验中,节气门响应曲线存在轻微超调,但稳态误差较小,表明该控制方法下电子节气门具有良好的动态响应特性。     

粗糙控制中的规则获取策略研究

本文讨论了一种新型的智能控制方法－－粗糙控制,介绍了粗糙集合理论的基本概念。通过产例给出了粗糙控制中的规则获取策略,并与模糊控制方法作了对比研究。实践证明,粗糙集合理论作为一种处理模糊和不确定性问题的有效工具,对于工业过程、智能仪表等的控制具有简单、高效等特性。     

The use of displacement threshold for switching frequency strategy for structural vibration mitigation

This paper presents a study of controllable real-time frequency shift using a fluid pin damper, so called ‘smart pin’, mounted at a beam-column connection. Unlike the stationary frequency shifter, the pin can increase or decrease the rotational stiffness of the connection, leading to an actively adjustable structural frequency due to real-time responses of polarised magneto-rheological (MR) fluid, whose rheological properties can change in milliseconds. The feedback to the pin damper governs the structural frequency changes. To demonstrate this concept, a single storey plane steel frame model with one hinge and one ‘smart pin’ damper, mounted at each beam-column connection and subjected to two scaled earthquake excitations, namely El-Centro 1940 and Northridge 1994, which respectively represent near- and farfield excitations, was tested using the shake table at the University of Technology, Sydney (UTS) structures laboratory, for ‘proof-of-concept’ investigation. Further, the dynamic performance of the model using a proposed switching strategy with a displacement threshold as an indicator for alternately supplied current level (flip-flop) was examined, assuming the earthquake records were known. The results showed some potential use of this control technique for structural vibration mitigation, however, further study to optimize the performance of the switching strategy is still required. An erratum to this article is available at .     

基于规则进化模糊系统的步行方向意图识别

为了准确识别下肢功能障碍患者自主步行康复训练过程中的方向意图,提出了一种能够兼顾使用者个体差异及安全状态的新型步行方向意图识别方法。首先论述了康复训练机器人结构及患者前臂对机器人支撑板的压力和步行方向意图的关系。为保证患者安全地向任意方向行走,提出根据膝盖旋转角度推理安全步态的先决条件下,基于距离型模糊推理算法设计具有稀疏前件规则库的步行方向意图识别方法;然后为减小因个体差异、非稳定模糊规则引起的识别误差,提出规则进化算法实时优化模糊推理规则库。最后将该算法进行了多方向模糊推理实验与步行康复训练机器人压力控制实验,实验表明该算法可以准确识别下肢功能患者的任意步行方向意图并提高了步行的安全性,提出的步行方向意图识别方法可以应用在下肢功能障碍人士的日常起居与康复训练中。     

龙门起重机变截面支腿惯性矩折算方法

龙门起重机的刚性支腿根据其受力特点和构造要求，制作成上端截面大，下端截面小的变截面构件。因此当计算门架超静定问题时，必须用莫尔积分计算变截面支腿在侧推力作用下端部位移。为了简化变截面构件的变位计算，可采用辛普生积分来代替莫尔积分，即用假想的等截面支腿代替变截面支腿，从而达到简化计算的目的，图1为辛普生积分参数定义图。     

Studying the possibilities of georadar tomography in searching for air cavities in engineering constructions

Possibilities of a tomographic version of the georadar method of searching for air cavities in engineering constructions and estimating cavity sizes are considered. Cavity sizes vary from 10 to 70 cm. Results of mathematical modeling and in-situ measurements for a pillar with a known structure are provided in order to verify the results of calculations. It is shown that the problem of searching for and outlining cavities in engineering constructions can be successfully solved with georadar tomography. Despite high labor expenditures that are involved in the method of tomographic raying, the results are of a higher quality and reliability than the results of traditional georadiolocation with a combined source–receiver.     

粒子群优化算法在求解线性规划方程中的效率研究

提出了使用粒子群优化算法求解线性规划方程的方法,并对粒子群优化算法设置不同的参数求解线性规划方程,研究粒子群优化算法在求解线性规划方程时所表现出的效率,实验表明,粒子群优化算法在求解线性规划方程时当设置参数φ1,=2.8,φ2=1.3,粒子人口数选择40时该算法表现出较高的效率.     

An improved PSO algorithm for time-optimal trajectory planning of Delta robot in intelligent packaging

With the advancement of the times, robotics technology is also developing rapidly. Some large enterprises in China use robots to work in manufacturing and