Time‐multiplexed tiled projection system with improved pixel and spatial resolution

We propose two methods to increase the pixel and spatial resolution of Digital Micromirror Devices (DMD)‐based projectors by utilizing the large bandwidth provided by their high pattern rates. By varying the intensity of the illumination for each binary pattern displayed on the DMD, the time required to display an 8‐bit grayscale image can be reduced by up to factor 32 compared to using constant illumination and binary pulse‐width modulation (BPWM). The high image rate projection is then spatially separated by either using a galvanometer scanner or sequentially illuminating the DMD from different directions, thus creating multiple independently addressable projections which are then tiled to form a larger, higher resolution image.     

改进粒子滤波在汽轮机故障诊断中的应用

针对汽轮机的振动信号容易受到较为复杂的随机噪声污染,提出了一种改进粒子滤波的振动信号降噪方法;首先建立采集振动信号的数学模型,将其作为粒子滤波的状态方程;然后利用小波分析提取采集振动信号的背景噪声,将其和状态信号一起作为观测信号,得到观测方程,把降噪问题转化成在状态空间模型下的滤波问题;由于采用序贯重要性采样的粒子滤波存在着样本退化问题,在重采样阶段采用了一种权值排序、优胜劣汰的重采样算法,就是对各粒子的归一化权值从小到大的排列顺序,并根据权值方差大小淘汰粒子,从而得到了改进的粒子滤波算法,在一定程度上解决了标准粒子滤波的退化问题;进而运用改进粒子滤波算法对振动信号进行降噪处理,降噪前信号和降噪后信号分别通过小波包分解系数求取频带能量,根据各个频带能量的变化提取故障特征向量浓缩了汽轮机振动故障的全部信息,对提取的故障特征向量应用诊断识别算法进行故障模式识别;通过对比降噪前信号和降噪后信号的故障诊断识别率,证明了改进粒子滤波在汽轮机故障诊断中的应用效果更佳。     

基于改进光流法的旋转运动背景下对地运动目标实时检测

针对战机对地侦查视频图像中地面旋转运动背景下运动目标检测高虚警、低实时性的问题,提出了一种基于改进光流法的旋转运动背景下对地运动目标实时检测算法。首先提取图像的特征点,在特征点处计算光流运动矢量,并通过光流矢量场估算背景运动矢量。根据战机飞行高度自适应计算目标像素尺寸,网格化分块待检测图像;然后将各个特征点光流矢量与背景运动矢量相比较,获得备选目标特征点。最后统计分块备选目标特征点密度,判断目标位置区域。对2组实验视频中央360像素×432像素区域进行目标检测实验,结果表明该算法能够准确地检测出地面运动目标,虚警率低。平均每帧检测耗时分别为29.460 ms和31.505 ms,满足战机对地运动目标检测的实时性。     

改进PSO优化参数的LSSVM燃煤锅炉Nox排放预测

为了提高燃煤锅炉NOX排放浓度预测的准确度,更好地进行氮氧化物的污染监测,提出了一种结合最小二乘支持向量机(Least squares support vector machines,LSSVM)和改进的粒子群优化算法(Particle swarm optimization,PSO)的预测方法。依据LSSVM预测原理及其参数选择的不确定性,采用一种改进的PSO优化算法对模型参数进行寻优,建立锅炉燃烧NOX排放特性模型,并与另两种方法结果进行比较。结果表明:LSSVM是一种有效的建模方法,有较高的拟合度;改进的PSO与LSSVM结合可改善模型的预测精度和泛化能力,在NOX排放浓度预测方面明显优于其他两种参数优化算法,对NOX排放预测有指导意义。     

煤矿视频监控图像的改进非局部均值滤波算法

针对井下光线较差、粉尘大而导致视频监控图像清晰度不佳的问题,提出了一种改进非局部均值滤波算法。首先采用Log边缘检测算子对图像进行边缘提取,获得边缘和非边缘图像;然后分别从相似图像块获取方法以及权重值计算方法2个方面对非局部均值滤波算法进行改进,用于去除非边缘图像中的噪声点;最后将边缘图像与滤波后的非边缘图像进行融合。分别采用该算法与中值滤波算法、均值滤波算法、非局部均值滤波算法对现场采集的图像进行测试,结果表明该算法的图像处理效果明显优于其他算法。     

基于改进粒子群优化算法的火电厂机组负荷分配

以坑口电厂厂级监控信息系统的机组负荷在线优化分配功能模块为应用背景,针对模块所运用的基本粒子群优化算法在优化过程中容易陷入局部收敛、收敛速度慢的缺点,提出一种基于惯性权重非线性减小策略的改进粒子群优化算法,使惯性权重呈对数减小;测试函数仿真结果表明,改进粒子群优化算法在收敛速度和寻优精度方面,优化性能均优于基本粒子群优化算法;通过MATLAB与Visual C++混合编程,开发了机组负荷在线优化分配功能模块,提高了算法的计算效率和工程应用价值。     

NLOS环境下基于EKF的移动机器人定位研究

针对室内移动机器人基于接收信号强度(RSSI,Received Signal Strength Indication)测距定位存在非视距(NLOS,Not-line-of-sight)传播问题,提出一种利用运动模型预测RSSI并修正NLOS测量的定位算法。首先结合移动机器人运动模型预测位置和信号强度RSSI,进而实现NLOS误差判定和测量修正;然后结合步长将移动机器人限制到圆域内,采用改进三边定位算法定位;最后使用扩展卡尔曼滤波(EKF,extended Kalman Filter)进行定位结果优化,得到位置的优化估计。仿真实验表明,该方法能有效地提高定位精度,能有效抑制具有较大量值的NLOS误差,是NLOS环境下一种有效的定位方法。     

Modeling and multiobjective optimization of traction performance for autonomous wheeled mobile robot in rough terrain

Application of terrain-vehicle mechanics for determination and prediction of mobility performance of autonomous wheeled mobile robot(AWMR) in rough terrain is a new research area currently receiving much attention for both terrestrial and planetary missions due to its significant role in design,evaluation,optimization,and motion control of AWMRs.In this paper,decoupled closed form terramechanics considering important wheel-terrain parameters is applied to model and predict traction.Numerical analysis of traction performance in terms of drawbar pull,tractive efficiency,and driving torque is carried out for wheels of different radii,widths,and lug heights,under different wheel slips.Effects of normal forces on wheels are analyzed.Results presented in figures are discussed and used to draw some conclusions.Furthermore,a multiobjective optimization(MOO) method for achieving optimal mobility is presented.The MOO problem is formulated based on five independent variables including wheel radius r,width b,lug height h,wheel slip s,and wheel rotation angle θ with three objectives to maximize drawbar pull and tractive efficiency while minimizing the dynamic traction ratio.Genetic algorithm in MATLAB is used to obtain optimized wheel design and traction control parameters such as drawbar pull,tractive efficiency,and dynamic traction ratio required for good mobility performance.Comparison of MOO results with experimental results shows a good agreement.A method to apply the MOO results for online traction and mobility prediction and control is discussed.     

华南地区典型土壤渗透性的改良配置研究

为改善我国华南地区土壤黏性大、渗透性差的问题,研究华南地区土壤与落地灰、砾石、沸石、海砂、草根和枯树叶等多种材料的改良配置,测试不同重量配比下试验土壤的渗透性,获取不同有机、无机材料对典型土壤自然入渗能力的改善效果(包括各种材料的单独作用和择优性混合作用效果)。结果表明:单材料试验中,低重量配比的草根和枯树叶试验土壤的峰值入渗速率分别为0.178 mL/s和0.163 mL/s,且有机材料的改良效果优于无机材料。高重量配比的5～9 mm砾石和5～9 mm落地灰试验土壤分别在重量配比为40%和60%情况下,峰值入渗速率达0.338 mL/s和0.717 mL/s,在同重量配比的所有材料里具有最佳入渗效果。多材料混合试验中,枯树叶、5～9 mm砾石和5～9 mm落地灰相结合的试验土壤实现最佳入渗效果。研究成果为改善华南地区土壤渗透性能提供科学依据。     

溪洛渡水电站掺PVA纤维混凝土的试验研究及应用

溪洛渡水电站拦河大坝为双曲拱坝,最大坝高285．5m,大坝混凝土抗裂指标要求高,为了提高混凝土的极限拉伸值、自生体积变形性能,进行外掺改性PVA纤维大坝混凝土配合比的试验研究,并在溪洛渡水电站工程成功应用。室内试验研究和对大坝混凝土的抽样检测结果表明,掺改性PVA纤维混凝土可提高28d龄期混凝土极限拉伸值10％以上,相同龄期可减少混凝土自生体积变形收缩约15×10^-6左右,有效的提高了大坝混凝土的抗裂性能指标。