基于卷积神经网络的指针式仪表识别

目前大部分研究指针式仪表识别的方法中提取指针是完全基于传统的图像处理技术,提取过程较为复杂且步骤繁多.为了有效解决指针式仪表读数识别中指针中轴线所在直线提取困难及识别精度不高等问题,本文提出了一种基于深度学习的指针式仪表的识别方法.首先用Faster R-CNN算法检测仪表圆盘,再采用基于深度学习的方法Faster R-CNN算法检测指针,根据得到的指针目标框的位置信息裁剪得到指针图像,在指针图像的基础上进行二值化、细化、霍夫变换检测直线、最小二乘法拟合直线等步骤识别仪表最终读数.和直接在仪表表盘目标框图像或原始图像上进行传统图像处理相比很大程度上减少了定位指针中轴线所在直线过程中的干扰.实验结果表明本文所提出的基于深度学习的指针检测的平均准确率高达96.55％.对于复杂背景下指针式仪表的指针区域的检测具有良好的准确性与稳定性.     

改进Faster R-CNN的汽车仪表指针实时检测

针对产业化的汽车仪表指针人工视觉检测效果差、检测速度慢和实时性低等问题,本文提出了一种改进的Faster R-CNN汽车仪表指针实时检测算法。通过改进原始的RoI网络层结构,实现小目标高低层特征之间的完整传递;采用双线性内插算法替代两次量化操作,使得特征聚集变成连续的过程,能够有效减少计算时间;最后将工业机采集的视频数据,预处理成VOC格式数据集进行训练,调整超参数得到改进汽车仪表指针检测模型。实验结果表明:所提出的方法能够快速、准确地实现汽车仪表指针检测,单张图片的平均检测时间为0.197 s,平均检测精度可达92.7%。在不同类别仪表指针的迁移实验中,展示了良好的泛化性能。     

天然气互换性多组分配气计算及软件开发

随着我国天然气行业的发展,城市天然气多气源供气现象将长期存在。在天然气互换性问题基础上,为满足互换性实验的要求,在实验室得不到供应各地方实际气源气的前提下,以北京地区为例,对各气源天然气进行多组分配气计算并编写相关软件,得到不同配气方案下各气源天然气的实验配制气。通过分析不同配气方案下配制气的燃烧特性参数,并结合天然气互换性实验系统的要求甄选出了最佳配气方案。     

双等离子体离子源的工作特性

针对双等离子体离子源受气压、磁场强度和放电电流影响,产生的O-离子束亮度不稳定的问题,设计并搭建了一套用于测试离子束亮度的离子光学系统,以SHRIMP II上的双等离子体离子源为对象,通过实验和仿真模拟分别研究了气压、磁场强度和放电电流对O-离子束亮度的影响规律。结果表明:该离子源能够稳定地工作在放电电流大于50 m A,气压为110~170 m Torr(1Torr=133.322 Pa)的条件下;当气压为140 m Torr、放电电流为200 m A、磁场强度为0.25 T时,获得的O-离子束亮度能够达到52.4 A/(cm2·sr)。合理控制离子源工作参数,可以增大O-离子束亮度,提高二次离子质谱的横向分辨率和灵敏度。     

工程车辆翻车保护结构试验台测试系统研发

翻车保护结构试验台是用来检测工程车辆驾驶室安全强度的重要试验装置,按照国际及国内相关检测标准,提出了一种基于虚拟仪器的便携式测控系统方案;采用便携式PC机和USB同步采集卡,利用LabWindows/CVI软件,使用多线程等关键技术进行系统开发;针对能量计算要求精度较高,提出了一种改进能量计算精度的算法;针对现有检测标准中评价方法的不足,提出一种比较实用的评价方法;该系统实现了数据采集、实时显示与存储、数据回放、生成数据报表等功能,系统运行稳定可靠。     

TC4钛合金表面氧化皮去除

针对TC4钛合金在热成形过程中其表面易形成一层致密的氧化皮且氧化皮的表面形貌和厚度均受温度影响这一现象,采用先热碱洗后酸洗的工艺过程对TC4钛合金在不同温度下氧化后的氧化皮去除工艺进行了研究.采用光学显微镜对氧化皮形貌进行表征,研究了时间对去除氧化皮的影响,且通过国际上较先进的美国LECO公司RH-404定氢仪对去除氧化皮后钛合金的氢质量分数进行了测定.结果表明,通过采用先热碱洗后酸洗的过程,TC4钛合金表面的氧化皮可以完全被去除.此外,通过RH-404定氢仪测得合金中氢质量分数的变化不大.     

一种便携式色谱工作站的设计

色谱法是从混合物中分离组分并进行分析测定的方法,是物理、化学分析不可缺少的重要方法.采用虚拟仪器设计了一种便携式的色谱工作站,利用NI公司USB-6211采集卡实现数据采集,通过小波滤波算法对采集的信号进行预处理,并完成了谱峰识别和定量计算.系统不仅利用了计算机运算能力强、精度高、运算速度快、存储量大的优点,而且还充分利用了虚拟仪器技术易于实现、简单的数据采集系统和功能强大的数据分析处理能力,大大简化了色谱系统采集及分析处理的难度.     

基于虚拟仪器技术的轮荷测量仪电测系统开发

依据电阻应变测量原理,应用机电一体化技术,开发测量汽车轮荷的测量仪电测系统.该系统由数采硬件电路和上位机车辆轮荷测量系统软件组成.应变传感器测得的电压信号,先后经过调理电路、A/D转换电路和光电隔离电路,传输给MCU.通过串口通信协议,MCU与上位机轮荷测量系统间进行指令和数据的传输,数据经过存储和运算处理后,通过上位机系统面板把轮荷值传达给用户,并将结果储存到PC机中.采用砝码加载,在可倾斜卡具上对测量仪进行了实验标定.根据实验数据算得测量仪的非线性误差为±0.72%,重复性误差为±1.37%,迟滞性误差为±1.47%,灵敏度误差为±1.67%,最终得到综合误差为±2.71%,满足轮荷测量仪预期设计的测量精度和功能要求.     

虚拟牛顿环光参量测试仪

虚拟仪器在测试测量领域、自动控制和工业控制领域有着广泛的应用.本文以虚拟牛顿环光参量的测量为例,介绍了虚拟仪器在物理实验中的具体应用.