基于DEM技术的水下泥沙冲淤分析

河道冲淤分析是河床演变研究的主要技术方法。以DEM（数字高程模型）作为分析工具,对河床冲淤进行分析研究,不仅提高工作效率,而且提高成果的精度。同时由于水下地形不像陆地上的悬崖、陡坎之类的地形,在构建水下DEM时,考虑泥沙水下休止角的限制,从而进一步提高了计算的精度,为河床演变分析提供了新的研究方法。结合西安市？产河橡胶坝库区的冲淤情况进行了分析。     

洪水过程中河床冲淤与糙率变化

在缺少专门的系统的河床演变观测的情况下,分析水文年鉴刊布的“实测流量成果表”,取得了淮河洪水过程中断面冲/ 淤,糙率变化以及连续几年间冲/ 淤交替,前期冲淤影响糙率的重要信息。淮河中游河床虽较稳定,但一次洪水过程断面面积冲淤变化可达700-800m2 ;河床糙率随冲淤而增减,变化幅度从0.012到0.04;规划设计和模型试验选取糙率,应考虑这一特性。     

珠江南河道平面二维非恒定流水沙数值模拟

基于贴体正交曲线坐标系下沿水深积分的平面二维非恒定水沙数学模型对珠江南河道水沙运动和泥沙冲淤进行了数值模拟,在确定悬沙絮凝沉速时考虑了泥沙粒径、盐度、含沙量及水流紊动的影响,针对河口泥沙双向交换的特点,对泥沙冲淤函数φ作了改进,对挟沙力级配公式进行了调整,改进了现有模型,并利用河段实测水文资料及原型观测数据对模型进行验证,结果表明,模型计算的沿程水位、流速分布和泥沙输移以及河床冲淤演变与资料符合较好。     

长江中下游典型分汊浅滩河段二维水沙数学模型

以沙市河段为例,针对微弯分汊河段复杂的地形和河势,建立了正交曲线坐标下的平面二维水沙数学模型.考虑到阻力分布的确定是模型能否准确模拟微弯分汊河段年内主流摆动频繁、冲淤幅度大、洲滩变化剧烈等特点的关键,采用“动床率定”的方法确定糙率系数等参数,使阻力分布与地形相匹配,以提高模型的计算精度.通过对该河段水流泥沙运动过程及河床演变过程进行复演,结果表明,该模型能准确模拟该河段水流运动规律,不仅可以用于该河段复杂的冲淤变化模拟及预测,对其他浅滩河段数值模拟亦具有借鉴意义.     

黄河下游花夹高河道断面法冲淤变化分析

根据黄河花园口水文站、夹河滩水文站、高村水文站3站1994～2003年资料,采用断面法进行河道的冲淤量变化分析计算,表明黄河下游花夹高河道1999年之前为淤积状态,1999年之后河道基本为冲刷状态,断面法累计计算长时段淤积量时,精度会明显提高,为深入研究黄河下游河道的河床演变奠定基础。     

安谷水电站导流明渠流态及冲刷分析

以安谷水电站枢纽导流明渠工程为依托,选取典型的工程河段设计导流明渠试验模型,采用多波束测深仪,动态跟踪河床的冲淤演变状态.针对试验模型建立有限元数值分析模型,根据水文水情实测数据并考虑3种分流比工况,研究了导流明渠及相邻河床段的地形变化、水流流速、流态和堤脚冲刷等,对该河段河床的演变及导流明渠坡脚冲刷情况进行了分析.研究成果为工程施工期导流明渠坡脚防冲加固与度汛应急抢险措施的决策提供了科学依据.     

基于SFM地形测量多尺度河工模型结构变化研究

水沙运动造成的河床冲淤演变是自然界普遍存在的现象,常造成河道淤积、河岸变形、海岸后退、水库淤积库容减少等实际工程问题,其与水利工程的设计、建设和运行紧密相关。研究精确、高效的河床三维地形测量方法并分析冲淤量变化,对河工模型试验及实际工程应用具有重要意义。本文开展不同水流条件下的推移质输沙试验,基于SFM(Structure from Motion)方法,对动床床面冲淤前后分别进行三维地形重构,获取地形稠密点云。在此基础上,插入相同控制点获取实际地形三维坐标,并将三维点云坐标内插值在床面网格上,冲淤前后相减以精确获取整个动床床面冲淤变化。本文对应用SFM测量河床地形所涉及的拍摄方法、控制点选取、河道区域网格化及插值方法进行了介绍并总结了关键技术方法。研究结果表明：（1）通过SFM方法,首先通过对有无块状模型的棋盘格进行体积计算,验证本方法相对误差小于4%。（2）将SFM方法计算所得水槽试验冲淤量与实际称量值对比,其结果值相对误差小于5%。（3）本方法应用于大型河工物理模型试验时,其河床冲淤量计算相对误差小于10%。以上研究结果表明,该方法可应用于水槽试验和河床物理模型试验,能够快速高效重构冲刷前后河床三维地形,具有较高精度,为研究河床冲淤变化及水利模型试验开展提供新的思路和参考。     

松滋口分流及其对芦家河河势影响研究

依据实测资料 ,分析了松滋河口门河段的河床冲淤及水位流量关系、松滋口分流对芦家河河势变化的影响 ,提出了根据枝城站水位流量与新江口水位流量关系推求松滋口的分流量的方法 ,预估了三峡水库运用对松滋河分流及河床冲淤的影响 ,为芦家河河段进行数学模型计算及物理模型试验提供了边界条件 .     

黄河下游河道1952～2000年特征大断面变化特性

黄河下游河道滩区防洪形势的严峻性使下游滩区的治理受到广泛关注.针对这种现状,作者搜集整理黄河下游各大断面历年汛期实测资料以及断面资料,用Visual FoxPro程序建立数据库;采用断面法计算汛期特征断面冲淤量;通过分析各断面历年汛期冲淤面积和平均冲淤深度变化,分析了近50 a不同来水来沙条件下河道冲淤演变特点,得到不同来水来沙对河道冲淤影响的几点认识.     

荆江微弯分汊浅滩的水沙输移及河床演变

沙市河段为长江中游典型长顺直微弯分汊河段,河床演变复杂.对该河段水流变化规律、河床冲淤模式进行了分析,探讨了来水来沙及河床形态对河道水沙输移的影响.河床冲淤由来水量、来沙量和河床形态共同决定,但河床形态与流量过程在更大程度上影响着河床冲淤特性,放宽段河床冲刷深度与单宽流量变化率之间较好的相关性便体现了这一点.考虑来流及河床形态的决定性作用,对该河段的主流摆动特性进行了分析,认为汊道兴衰交替是河床演变的主要特性.     

由等高线图像生成三维地形的简易方法

针对目前三维地形数据生成技术普遍缺乏对小范围地形的便捷导入，还停留在大范围、高硬件支持、高计算量水平的现状，介绍了由图像等高线信息生成三维地形的简易方法.着重论述了等高线的跟踪及等高线间地貌信息的填充，根据等高线的特点，采用图像的边界检测方法实现了对非细化等高线图像的自动跟踪；采用内插和外插相结合的方法填充等高线间的地貌信息，生成的三维地形效果较好.介绍的由等高线图像生成三维地形生成方法比较简单，容易实现，而且对于系统平台的硬件和软件要求较低,适合于一些小规模、且对地形精度要求不高的三维地形的生成.     

Burr Contour Recognition and Coordinates Sequence Real-Time Generation for Robotic Deburring Efficiency Optimization

毛刺轮廓识别和坐标顺序实时生成下的机器人去毛刺效率优化

熊仁涛¹,赖增亮¹,管贻生¹,杨宇峰²,蔡传武²

（1. 广东工业大学 机电工程学院,广州 510006;

2. 佛山博文机器人自动化科技有限公司,佛山 528237）

创新点说明：

1） 提出一种基于视觉的毛刺轮廓识别方法;

2） 将毛刺轮廓坐标按照标准工件闭环轮廓去毛刺加工顺序实时生成;

3） 通过调整去毛刺速度提高机器人去毛刺的效率。

研究目的：

提供一种高精度和高效率的机器人自动化去毛刺技术和装备,解决现代机械制造行业中存在的加工精度差和去毛刺效率低的问题,包括但不限于机器人去毛刺、抛光打磨、焊缝处理、喷涂等机器人自动化作业。

研究方法：

1）基于局部可变形模板匹配算法,将标准工件轮廓与待加工工件轮廓进行配准;

2）计算两轮廓之间逐点像素距离,基于设定的距离阈值将毛刺大小划分为不同的量级;

3） 将毛刺轮廓坐标映射到标准工件轮廓中,实时生成机器人去毛刺闭环加工路径顺序;

4） 基于毛刺大小量化信息,实时调整机器人去毛刺的速度。

研究结果：

1）针对具有随机形变的工件,基于局部可变形模板匹配算法可以获得高的轮廓匹配度;

2） 在X和Y方向上,对毛刺轮廓坐标进行排序,可以生成与标准工件轮廓去毛刺路径一致的加工顺序;

3） 基于毛刺大小量化信息,可以实时调整机器人去毛刺的速度。

结 论：

基于视觉的提高机器人去毛刺效率的方法,相比传统离线编程去毛刺,去毛刺效率提高了13.53%。

关键词：机器人去毛刺;装配精度;轮廓识别;模板匹配;去毛刺效率

     

水库库容和淤积量精密测量及计算方法研究

针对传统库区容量和淤积量测量及计算方法的缺陷,依靠现代高精度GPS定位技术、回声测深技术,借助水下地形测量方法对库区实施测量,根据水下地形变化的复杂程度,用等间距、高密度的测点对测区水域进行覆盖.建立在高精度、高密度测点的基础上,利用地形图绘制中的三角形构网方法,对整个测区以三角网进行覆盖,计算每个三角柱的水柱体积和淤积体积,并对所有三角柱的水柱体积和淤积体积进行叠加,便可获得库区库容和淤积量的精密计算结果.     

Corner detection via anisotropic Gaussian kernels information entropy on edge contours

To improve the accuracy of corner detection, a new corner detector is proposed based upon the information entropy which is derived by the anisotropic Gaussian directional derivatives (ANDDs) on edge contours of an image. Firstly, the edge map of an image is extracted by the Canny edge detector. Secondly, small gaps between contours are filled. Finally, on each contour pixel, the main direction corresponding to the maximal ANDDs at each contour pixel and its surrounding pixels are used to compute the main direction's probability density function and information entropy. Different from the traditional contour-based detectors, our detector uses the maximal intensity variation's directional information entropy on contours and surrounding pixels rather than the curvatures of the planar curves, which presents better robustness. Experimental results show that the proposed detector achieves a better corner detection performance than several state-of-the-art detectors.     

基于图像分析和深度学习的复合绝缘子憎水性分级

为了更加方便快捷地检测大量复合绝缘子憎水性等级,提出一种基于图像分析和深度学习的复合绝缘子憎水性分级方法。首先为提高图像对比度,对复合绝缘子憎水性图像进行灰度化和图像增强处理;其次利用图像分析技术和U-Net网络提取水珠轮廓,得到水珠轮廓图像;接着引入深度卷积神经网络,将这些水珠轮廓图作为神经网络的输入,以相应的憎水性等级作为输出向量,训练网络得到分级模型;最后将分级模型用于憎水性分级,得到分级结果。实验结果表明:该方法的分级结果已达到实际应用要求,水珠轮廓提取的精度达到了92.96%,分级准确率达到了90.2%,预测一幅图像的憎水性等级平均耗时0.1 s。     

低阻油层岩石特性及流体识别方法研究

岩心分析是识别低阻油层的有效方法。在实践中,可用岩心刻度测井技术建立低阻储层测井解释模型,定量测定储层孔隙度、饱和度、渗透率等地质参数,并把岩心物理实验、地质综合录井、试油资料与多井测井资料结合起来,把定性测井解释与定量测井解释结合起来,以便加深对低阻储层的地质认识,提高测井解释精度。     

基于图论的等高线空间关系表达

利用计算机模拟判读地形图面临的一个关键问题是：如何在计算机环境下有效地描述、表达等高线的空间关系．为解决此问题，从空间认知的需求出发，在等高线空间关系分类的基础上，利用图论中的树结构(等高线树)形式化表达等高线的空间关系，以便在计算机环境下有效地表达等高线空间关系，建立了可执行的等高线空间关系计算方法．并且给出一个从数字等高线图中提取山包的实验．实验表明，上述等高线空间关系的描述与表达方法是可靠和有效的．     

圆轮廓特征综合分析的探讨与测量分析系统的研究

对圆轮廓只给出单项的圆度误差评定已不能满足使用和研究的要求。为此,本文提出了圆轮廓特征分析的概念,规定了它的作用范围,并在此基础上提出了圆轮廓特征的综合分析方法,研制了测量分析系统。     

Motion estimation of elastic articulated objects from image contours

A new method of elastic articulated objects (human bodies) modeling was presented based on a new conic curve. The model includes 3D object deformable curves which can represent the deformation of human occluding contours. The deformation of human occluding contour can be represented by adjusting only four deformation parameters for each limb. Then, the 3D deformation parameters are determined by corresponding 2D contours from a sequence of stereo images. The algorithm presented in this paper includes deformable conic curve parameters determination and the plane, 3D conic curve lying on, parameter determination.     

基于ANSYS的废水一体化处理设备的有限元分析

对废水一体化处理设备中的沉淀池的过水壁进行分析,得出了简化的力学模型.利用ANSYS有限元软件对简化模型进行了有限元分析,初步得出了位移等值图和应力场等值线图.经过比较,废水一体化处理设备中沉淀池的过水壁设计合理.