基于分水岭变换和图论的图像分割方法

提出了一种融合分水岭变换和图论的图像分割方法.利用图像的局部灰度信息进行分水岭变换后,将图像分割成多个小区域,再结合各小区域的灰度和空间信息从全局角度用Normalized Cut方法在区域之间进行分割,产生最终的分割结果.实验结果表明,该方法可以消除分水岭变换后所产生的过分割现象,是一种有效的图像自动分割方法.     

基于非下采样Contourlet变换和谱图理论的扩散去噪

提出了一种基于谱图理论的热扩散方程图像去噪方法.该方法用非下采样的Contourlet变换提取图像的边缘和轮廓等几何特征,并将提取的特征用来构造图的权重函数,将扩散方程建立在图上,用热核和拉普拉斯矩阵实现图像的去噪.仿真实验结果表明,该方法能够有效去除高斯噪声,较完整地保持图像中的边缘等细节信息,在去噪性能上优于其他的偏微分方程去噪方法.     

基于图论的可重构制造系统单零件流水线构形优化

获取各生产周期内的最优和K-1个次优(K优)单零件流水线构形,是可重构制造系统构形选择中一个重要的优化问题。给定零件的工序优先图、工序和工位操作的关系以及各工位操作的可选设备,该流水线构形优化问题即确定工作站数量,选择各工作站内的机床类型和数量,选择并分配工位操作,以最小化流水线构形的资本成本。将寻求满足功能和产能约束、空间约束和投资限制的K优构形问题建模为关联所有可行工位操作序列的复合增广有向图上的约束K最短路径问题,获得K优解。最后,通过案例研究验证了该方法的有效性和优越性。     

工程图形自动标注尺寸的图论方法

有效自动标注工程图形尺寸是CAD领域长期以来未较好解决的一个复杂问题。应用图论方法,从图形中提取由线段和连接点组成的路,研究路中线段和连接点的相互关系,生成关于线段的二分图,既可有效实现尺寸的自动标注,又能直观得出应标尺寸总数。     

基于图论的2K-H型周转轮系效率计算的研究

图论是研究运动链构造学有效的工具。以图论为基础，提出了一种2K—H型周转轮系构造的图表示法，可以有效地表示周转轮系的拓朴与运动构造。根据图表示法和基本回路理论，建立角速度和力矩方程，给出了效率的计算方法，较传统方法直观、简便。同时，提出了用邻接矩阵来表示周转轮系的图，将遗传算法中适应度概念与轮系结构联系起来，为周转轮系的分析和设计提供了理论依据。     

基于有向图的零件容差建模方法

为了实现用计算机表示零件几何形状和尺寸变动的基准、变动方向和变动量的要求,提出了一种基于有向图的容差建模方法。该方法采用一个五元组来表示容差元：定义零件的参考坐标系和零件中与几何形状和尺寸相关的关键特征;采用图的有向边描述关键特征之间的容差关系;采用单位向量表示容差变动方向,实现容差元的有向图表示;基于图的和运算实现了对所有容差元模型求和,从而构建了零件容差模型。最后,给出了实例验证,并开发了与CATIA集成的容差建模功能模块。     

基于图论模糊聚类的室内自适应RSSI定位算法

针对现有RSSI定位算法无法满足室内环境下对目标的自适应定位,提出一种基于图论模糊聚类的室内自适应RSSI定位算法IAL-GT-FC。算法根据室内环境下各区域RSSI分布的差异性,建立基于图论和模糊聚类的RSSI模糊聚类模型,并基于该模型将定位区域自适应划分成若干环境差异较小的子区域;通过建立参数自适应规则,自适应调整各子区域内的环境参数,使其满足该区域内RSSI测距的需要;结合该区域内的环境参数,通过建立相邻区域间的RSSI补偿机制对未知节点进行RSSI测距补偿;最后采用权重质心法对未知节点进行位置求解。通过实验,证明该算法具有较高的定位精度和较强的自适应能力,能够满足室内环境下对目标的精确定位。     

基于图的工作流访问控制模型

为了直观和准确地描述工作流访问控制,提出了一个基于图的工作流访问控制模型.使用图和图变换对模型进行形式化描述,并给出了模型应用的相关算法.在该模型中,使用类型图表示访问控制中各元素的类型信息,使用带变量规则表示系统授权状态转换,使用肯定、否定约束限制图结构,并建立了基于图的工作流访问控制授权约束和图变换规则模板.提出了基于图变换的约束一致性验证算法和使用图终止性对授权合理性验证的方法.最后,通过一个实例对模型进行了验证.     

基于小波簇的包络解调方法及其在故障诊断中的应用

本文提出了一种基于小波簇的带通滤波和包络解调方法。通过合理地选择小波参数，用多个单类Morlet小波组成的小波簇可构成具有零相移、平顶通带及快速衰减过渡带特性的带通滤波器，可用于提取振动信号的高频自然频率成分。由于该小波簇的虚部是实部的Hilbert变换，可用于实现包络解调提取振动信号在高频谐振带的包络成分。将该方法用于干式真空泵轴承故障的诊断中，结果表明可有效地提取故障特征频率，实验结果验证了该方法的有效性。     

有回路无根多刚体系统图论描述的优化问题

在求解多刚体系统中任意刚体的绝对角速度等运动量时,需要对指定刚体到零刚体的路径上所有刚体的某一物理量作求和运算。某一刚体到零刚体的路径长度直接影响着该刚体运动学分析计算量的大小。对有回路的无根多刚体系统,寻找最优的派生树系统,恰当选择与零刚体直接相连的刚体,可以使零刚体到所有刚体的路径长度总和为最小,最大限度减小动力分析的计算量。首次就这一优化问题使用图论方法进行了分析,提出了解决办法。结合一个简单实例,阐述了对于有回路无根多刚体系统图论描述的优化处理流程。     

基于小波理论的弧焊机器人激光检测系统

研制了一套弧焊机器人激光检测系统,根据激光检测图象的特点,运用小波理论建立了梯形边缘分析模型,并分析了此模型的一些性质,将其成功地运用在激光检测的实时图象处理当中,实验证明,此方法无论是检测时间还是适应性,可靠性都优于传统的LOG方法,有较大的实用价值。     

基于再扩展属性面边图的复杂结构件特征识别技术

针对飞机结构件的特点,提出了基于再扩展属性面边图的特征识别算法,该算法以再扩展属性面边图为基础,用种子面表示特征痕迹,基于种子面进行痕迹的检索和扩展,能够有效处理飞机结构件中的曲面特征和相交特征.基于以上研究开发的原型系统已在某大型航空制造企业框类零件数控加工中应用验证,提高了飞机结构件数控编程的效率和质量.     

基于粗集理论的知识挖掘及其在工程中的应用研究

本文探索了知识挖掘和粗集理论的基本原理与方法，阐述了基于粗集理论知识挖掘的实现方法，介绍了该方法在工程中的应用。     

MPM/MD handshaking method for multiscale simulation and its application to high energy cluster impacts

We propose a new multiscale simulation method which seamlessly combines the conventional molecular dynamics (MD) with the continuum mechanics formulated under the material point method (MPM). In MPM, modified interpolation shape functions are adopted to reduce artificial forces on the hierarchical background grids. The multiscale method is validated using the examples of step-like wave and wave packet propagations within a bar. The method is applicable to several kinds of potentials including the Lennard–Jones, EAM and a bonding-angle related potential for silicon. Examples of high energy Cu–Cu and Si–Si cluster impacts are presented. The evolution of displaced atoms is found to depend on the underlying lattice structures. For the case of Cu–Cu cluster impacts, stacking faults play an important role. The displaced atoms, visualized in the method of “local crystalline order”, propagate in an anisotropic manner. This implies the anisotropy in energy transformation process through multi-interactions among cluster and surface atoms.     

基于灰色理论的改进FMEA方法在装配工艺改善中的应用

应用模糊理论和灰色理论对传统的失效模式与影响分析(Failure Mode and Effect Analysis,FMEA)方法进行改进,以B公司汽车雷达生产工艺为研究对象,以提高产品质量和降低生产成本为目的,对产品装配工艺过程中的失效模式和影响因素进行分析和工艺改进。利用模糊理论对专家评价语言进行处理,得到各个失效模式的风险优先序数,结合灰色关联分析法,对失效模式的影响因子S、O和D进行计算,确定失效模式的风险优先级,针对不同类型的失效模式采用不同改善措施,并通过实例分析验证了方法的有效性,以达到提高产品质量、降低产品返修率的目的。     

基于图论和拓扑结构分析的机械式无级变速器的创新设计

归纳了原始机构的拓扑构造特性,运用图论理论得到了原始机构的拓扑缩图.通过对机构的原始拓朴缩图进行二度点的分配,消去同构方案后,即可综合出符合条件的拓扑全图和一系列相时应的运动链图谱.在此基础上指定各构件和运动副的类型,得到与原始机构具有相同或相似功能的新型机构.设计者可根据功能要求和具体的设计环境,从中筛选出好的结构.     

基于加权D—S证据理论信息融合的故障诊断方法及其应用

针对新产品因故障概率数据掌握不充分使其故障诊断较为困难的问题,提出了一种基于加权D—S证据理论多源信息融合的故障诊断方法。该方法采用D-S证据融合,解决了缺乏故障概率分布模型或准确数学分析无效的问题,引入加权Ds证据理论融合方法进行故障诊断,用历史故障估计的正确率作为确定信息源当前检测估计值的置信程度调整,实现了故障诊断的历史数据对当前诊断结果的修正。对新型船舶气象仪故障诊断结果表明,该方法在故障概率和故障经验知识掌握不充分时,实现故障诊断是非常有效的。     

基于混合图上随机游走的视觉注意显著目标检测模型

目前的视觉显著性检测算法,主要依赖像素间的对比,缺乏从全局角度对显著目标进行分析理解。根据生物视觉注意机制,显著目标通常是显眼、紧凑和完整的,提出一种基于混合图上随机游走的显著目标检测算法,将视觉显著性检测公式化为马尔科夫随机游走问题。首先将输入图像进行分块,利用颜色特征距离和方向的空间分布和方向熵对比分别确定无向图和有向图的边权重,进而得到混合图;然后通过全连通图搜索提取全局特性,突出全局较孤立的区域;同时通过k-regular图搜索提取局部特性,增强局部较均匀的区域;最后结合全局特性和局部特性得到输入图像的显著图,从而确定感兴趣区域位置。实验结果表明,相比于其他两种具有代表性的算法,所提算法检测结果更加准确、合理,证明该方法合理可行。     

基于二维光扫描的细长孔内壁疵病检测技术

细长孔内壁疵病检测是采用光学、机械、计算机等技术实现深孔内表面疵病的自动观察与检测.该测试系统由光扫描光学成像分系统、CCD摄像分系统、计算机控制及图像处理分系统等组成.被测面的反射像通过内窥镜成像在面阵CCD的光敏面上,CCD输出的视频信号经图像采集卡输入计算机,经图像拼接及图像处理,最终完成疵病的检测与尺寸测量,测量精度可达到0.2 mm.本文重点介绍了细长孔内壁疵病检测的原理、二维光扫描成像技术、图像拼接和图像处理技术,并对总体的检测精度进行了分析.该项检测技术不仅可计算出细长孔内壁疵病的面积大小、方位,还可检测出镀铬层脱落面的大小、方位,内壁裂纹的长度、方位等.     

Improved information fusion approach based on D-S evidence theory

Conventional D-S evidence theory has an unavoidable disadvantage in that it will give counter-intuitive result when fusing high conflict information. This paper proposes an improved method to solve this problem. By reassigning weight factors before fusing, the method can give reasonable results especially when the initial weight factors of conflict evidences are almost equal. It gives an adjustable factor to adjust the reassigning force. An example is given to illustrate these advantages. This paper was recommended for publication in revised form by Associate Editor Eung-Soo Shin Rui Sun, PhD candidate. He received M.E. in mechatronics engineering from University of Electronic Science and Technology of China. He is currently a Ph.D. candidate in School of Mechatronics Engineering, University of Electronic Science and Technology of China. His research interests include system reliability analysis and mechanical fault diagnosis. Hong-Zhong Huang is a full professor and the Dean of the School of Mechanical, Electronic, and Industrial Engineering at the University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu, Sichuan, China. He has held visiting appointments at several universities in Canada, USA, and elsewhere in Asia. He received a Ph. D. degree in Reliability Engineering from Shanghai Jiaotong University, China. His current research interests include system reliability analysis, warranty, maintenance planning and optimization, and computational intelligence in product design. Dr. Qiang Miao obtained B.E. and M.S. degrees from Beijing University of Aeronautics and Astronautics and Ph.D. degree from University of Toronto. He is currently an associate professor of the School of Mechanical, Electronic, and Industrial Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu, Sichuan, China. His current research interests include machinery condition monitoring, reliability engineering, and maintenance decision-making.