检索结果-内蒙古大学图书馆

激光与红外 2025年第1期55卷 67-74页

作者：王会李奔曹泽浩何宗泰湖北工业大学机械工程学院超快激光加工研究中心湖北武汉430068 湖北工业大学机械工程学院现代制造质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068

鉴于航空航天领域对钛合金光学器件表面减反射性能的需求,本实验利用飞秒脉冲激光对TC4钛合金表面制备减反射微纳结构。通过脉冲激光直写的方法,采用对样品进行0°和90°交叉扫描的加工方式,探究了激光单脉冲能量密度和脉冲串... 详细信息

鉴于航空航天领域对钛合金光学器件表面减反射性能的需求,本实验利用飞秒脉冲激光对TC4钛合金表面制备减反射微纳结构。通过脉冲激光直写的方法,采用对样品进行0°和90°交叉扫描的加工方式,探究了激光单脉冲能量密度和脉冲串子脉冲个数对TC4钛合金表面的反射率以及微观形貌的影响,避免钛合金表面硬度因加工产生的热影响而发生变化,采用不同方式对样品进行处理。采用分光光度计测试后TC4钛合金样品的反射率,并且利用扫描电子显微镜(SEM)观察样品的微观形貌。结果表明,当激光的能量密度为1.27 J/cm^(2)、扫描速度为300 mm/s、扫描间距为0.0015 mm、脉冲串子脉冲个数为1时,样品在可见光波段(400 nm~780 nm)的平均反射率达到1.70%以下,在波长为300 nm时,反射率达到1.30%以下。本实验研究结果使卫星相机遮光罩、位标器等重要器件表面对杂散光的抑制具有一定的指导意义。

关键词： TC4钛合金减反射飞秒激光 burst模式微纳结构

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TCN-Net:融合三重注意力机制与特征聚焦扩散的烟支缺陷检测网络

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包装与食品机械 2025年第2期43卷 30-38页

作者：吴庆华张哲铭赵德华湖北工业大学机械工程学院武汉430068 现代制造质量工程湖北省重点实验室武汉430068 湖北中烟工业有限责任公司武汉卷烟厂武汉430040

针对烟支生产过程中微小微弱缺陷(如刺破、黄斑、油渍、隐形夹沫等)检测难度大、对易混淆缺陷的区分能力不足的问题,提出一种改进的缺陷检测网络TCN-Net。融合三重注意力机制,在通道、高度和宽度3个维度进行特征增强,提高微小目标的检... 详细信息

针对烟支生产过程中微小微弱缺陷(如刺破、黄斑、油渍、隐形夹沫等)检测难度大、对易混淆缺陷的区分能力不足的问题,提出一种改进的缺陷检测网络TCN-Net。融合三重注意力机制,在通道、高度和宽度3个维度进行特征增强,提高微小目标的检测能力,使刺破等缺陷的mAP@0.5提升2.4个百分点;设计一种特征聚焦扩散结构,优化高层语义与低层空间特征的融合,有效提高易混淆缺陷(如油渍、黄斑等)的区分能力,使其mAP@0.5分别提升2.8,1.9个百分点;采用归一化Wasserstein距离损失函数优化目标定位,提升小目标检测精度。试验结果表明,相较于基线模型YOLOv8,TCNNet的mAP@0.5提高5.4个百分点,综合性能优于SSD,YOLOv5和YOLOv7等主流检测算法。研究为烟草工业的缺陷检测提供更精准的解决方案。

关键词：图像处理烟支缺陷检测深度学习注意力机制 NWD损失函数

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采用地面约束的图像点云配准与目标检测方法

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激光杂志 2025年第4期46卷 57-64页

作者：汪威黄旭东黄玉春刘旭徐显金湖北工业大学机械工程学院武汉430068 现代制造质量工程湖北省重点实验室武汉430068 武汉大学遥感信息工程学院武汉430072

针对室外场景3D目标检测所面临的挑战,利用较为成熟的2D目标检测研究成果,提出一种基于地面约束的图像与点云配准方法,以实现点云目标的识别与定位。具体而言,提出了基于体素的滤波算法,最大程度地保留有效三维点。依据室外场景地面点... 详细信息

针对室外场景3D目标检测所面临的挑战,利用较为成熟的2D目标检测研究成果,提出一种基于地面约束的图像与点云配准方法,以实现点云目标的识别与定位。具体而言,提出了基于体素的滤波算法,最大程度地保留有效三维点。依据室外场景地面点的分布规律,设计了基于法向量Z向角的聚类算法,快速、精确地提取地面特征参数。进一步的,按地面约束条件构建从图像空间至点云空间的映射模型,完成图像目标与点云目标的配准,从而实现3D目标的检测与定位。实验结果表明,与传统方法相比,点云滤波的准确度、点云平面参数的提取速度和3D目标的平均定位精度分别提升了约8%,46.7%和10%。证明了所提方法的可行性与有效性,为室外场景3D目标检测技术的发展提供了有价值的参考与实践依据。

关键词：地面约束体素滤波角度聚类直方图图像点云融合 3D目标检测

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基于IDBO-BP与PSO的超声冲击薄板激光焊接残余应力预测与工艺优化

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现代制造工程 2025年第3期 9-18页

作者：薛欢张洛源张文谦徐赛清彭萧剑郭畅苏子傲湖北工业大学机械工程学院武汉430068 现代制造质量工程重点实验室武汉430068 武汉市德华测试工程有限公司武汉430068

45Mn薄板在激光焊接过程中产生的残余拉应力,将对其强度、韧性以及疲劳寿命产生不利的影响。采用多种超声冲击工艺对薄板表面进行强化,并提出一种对薄板超声冲击工艺参数的多目标优化方法。首先,通过有限元冲击仿真得到了不同冲击工艺... 详细信息

45Mn薄板在激光焊接过程中产生的残余拉应力,将对其强度、韧性以及疲劳寿命产生不利的影响。采用多种超声冲击工艺对薄板表面进行强化,并提出一种对薄板超声冲击工艺参数的多目标优化方法。首先,通过有限元冲击仿真得到了不同冲击工艺参数下薄板表面残余应力的数据集;然后,以仿真数据集为基础,采用IDBO-BP神经网络成功建立了冲击工艺参数与表面残余应力之间的非线性映射关系。通过IDBO-BP神经网络与BP、GA-BP、PSO-BP和DBO-BP等神经网络对比,发现IDBO-BP神经网络预测薄板表面残余应力的精度更高,MAE和R 2这2种评价指标分别为0.0683和0.9974,表明该模型可以有效地预测超声冲击薄板后的残余应力;最后,以超声冲击工艺参数为设计变量,以最小残余应力、最小冲击电流和最小冲击时间为优化目标,结合IDBO-BP神经网络和PSO算法,得到与超声冲击工艺参数对应的残余应力、冲击电流和冲击时间Pareto最优解集。结果显示,优化后的冲击工艺有效提高了加工效率和加工能效。

关键词： 45Mn 超声冲击改进蜣螂优化算法残余应力多目标优化

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基于IWOA-LMBP的水稻插秧机可靠性预测

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湖北工业大学学报 2025年第2期40卷 1-10页

作者：文昌俊陈凡康锁陈洋洋湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 湖北省现代制造质量工程重点实验室湖北武汉430068

针对水稻插秧机可靠性评价存在明显滞后的问题,提出一种创新的解决方案:构建改进鲸鱼算法-列文伯格·马夸德优化的BP神经网络可靠性预测模型。其设计思路如下:首先,引入Chebyshev混沌策略,以增强初始种群的多样性;其次,采用“双阶... 详细信息

针对水稻插秧机可靠性评价存在明显滞后的问题,提出一种创新的解决方案:构建改进鲸鱼算法-列文伯格·马夸德优化的BP神经网络可靠性预测模型。其设计思路如下:首先,引入Chebyshev混沌策略,以增强初始种群的多样性;其次,采用“双阶梯”和“双山谷”非线性自适应因子,动态平衡算法的全局搜索与局部勘探能力;最后,结合趋优透镜反向学习策略,以更新个体位置,进一步提升个体质量,有效帮助算法跳出局部最优。通过6个基准测试函数的寻优对比分析和Wilcoxon秩和统计检验可知,IWOA具有更好的寻优性能。随后,利用现场跟踪获取的水稻插秧机故障数据,建立IWOA-LMBP模型。为了全面评估该模型的性能,选取MAE、RMSE、R 2作为网络模型的评价指标,并将其与其他5种模型进行对比。结果表明:采用IWOA-LMBP模型进行预测时,效果更好。该IWOA-LMBP模型为水稻插秧机可靠性精准预测提供了参考依据。

关键词：水稻插秧机改进鲸鱼算法趋优透镜反向学习 LMBP神经网络可靠性预测

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基于线激光的大型圆柱壳体筋板垂直度检测方法

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传感器与微系统 2025年第05期44卷 29-33页

作者：王正家雷卓杨晓龙张成娟丁聪湖北工业大学机械工程学院现代制造质量工程湖北省重点实验室

针对大型圆柱壳体筋板装配过程中人工测量垂直度步骤复杂、工作强度大且测量效率低的问题，提出了一种基于线激光传感器的筋板垂直度测量方法，并分析了该测量方法下的主要误差来源。首先，通过机械臂带动线激光传感器对圆柱壳体构件的... 详细信息

针对大型圆柱壳体筋板装配过程中人工测量垂直度步骤复杂、工作强度大且测量效率低的问题，提出了一种基于线激光传感器的筋板垂直度测量方法，并分析了该测量方法下的主要误差来源。首先，通过机械臂带动线激光传感器对圆柱壳体构件的壳圈和筋板焊接处进行匀速扫描，获取轮廓三维点云数据，并采用动态系数调整阈值的方法对点云进行噪声去除；为了降低圆柱壳体壳圈曲面的影响，对点云数据进行局部分割；最后，为了降低微小倒角或圆角对平面拟合的影响，提高系统测量精度，提出了基于RANSAC点云分割和法向量夹角约束的平面拟合方法。实验结果表明：该测量系统的重复度误差小于0.012 mm,最大示值误差不超过±0.04 mm,能够满足大型圆柱壳体筋板垂直度测量需求。

关键词：线激光圆柱壳体点云垂直度尺寸测量

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2219铝合金带筋板辊轧工艺

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锻压技术 2025年第4期50卷 125-131页

作者：许志强钱应平湖北工业大学机械工程学院现代制造质量工程湖北省重点实验室

为实现筋板类构件连续成形及提高筋条质量，提出一种使用两辊辊轧机来成形带筋板的工艺方法，并利用Deform有限元模拟软件，建立了带筋板辊轧成形的有限元模型，阐述了工艺原理，揭示了带筋板在辊轧过程中筋条区域与底板区域的金属流动... 详细信息

为实现筋板类构件连续成形及提高筋条质量，提出一种使用两辊辊轧机来成形带筋板的工艺方法，并利用Deform有限元模拟软件，建立了带筋板辊轧成形的有限元模型，阐述了工艺原理，揭示了带筋板在辊轧过程中筋条区域与底板区域的金属流动变形行为以及等效应变分布情况，并分析研究了不同板厚以及压下率对带筋板成形的影响。结果表明：该方法可以实现薄壁高筋类构件的成形加工，通过调控板厚和压下率可以提高带筋板的成形筋高，当板厚小于8 mm、压下率小于60%时，最高可成形筋高为1.8 mm的带筋板。该研究可为此类构件的辊轧工艺及模具的优化设计提供理论参考。

关键词： 2219铝合金筋板类构件辊轧筋高轧制力

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白光干涉测量系统中的相位噪声抑制方法研究

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光学学报 2025年第07期 119-128页

作者：聂磊谢怡君徐怡心王选择赵杭董正琼朱金龙湖北工业大学现代制造质量工程湖北省重点实验室华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室

为解决白光干涉测量系统中由机械振动和环境扰动等因素引入的相位噪声影响，提出一种多周期移动差分的相位噪声预处理方法。首先，基于数学解析法，从白光干涉信号相位分布中分离出由相位噪声引起的强度误差项，并对干涉信号进行最小二... 详细信息

为解决白光干涉测量系统中由机械振动和环境扰动等因素引入的相位噪声影响，提出一种多周期移动差分的相位噪声预处理方法。首先，基于数学解析法，从白光干涉信号相位分布中分离出由相位噪声引起的强度误差项，并对干涉信号进行最小二乘正弦拟合，推导出给定拟合区间下的多周期信号差分方程；然后，通过移动拟合区间，即可根据相位噪声的正态分布特性消除每个区间内与相位噪声相关的误差项；最后，利用快速傅里叶变换法对消除相位噪声的干涉信号进行包络线提取，再结合改进的七步移相法提高零光程差位置的计算精度。实验结果表明：在仪器扫描误差的振幅约为15 nm时，利用所提方法得到样品阶跃高度[标称值为（11.97±0.05）μm]的测量相对误差为0.05%，重复性测试的标准差为6 nm，相位噪声抑制率达到92.8%。这在很大程度上验证了所提方法的有效性。

关键词：白光干涉表面形貌测量相位噪声移动差分

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基于改进YOLOv7-tiny的轻量级条码检测算法

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印刷与数字媒体技术研究 2025年第1期 71-81页

作者：王正家丁聪庄健肖喆程培杨剑东湖北工业大学机械工程学院武汉430068 湖北工业大学现代制造质量工程湖北省重点实验室武汉430068

针对当前复杂工业场景下条码检测精度低、多尺度识别难度大、检测算法复杂度高的问题,本研究提出一种基于改进YOLOv7-tiny的轻量级条码检测算法。首先,针对检测算法复杂度高、难部署到嵌入式设备的问题,引入ShuffleNet v2轻量化网络并... 详细信息

针对当前复杂工业场景下条码检测精度低、多尺度识别难度大、检测算法复杂度高的问题,本研究提出一种基于改进YOLOv7-tiny的轻量级条码检测算法。首先,针对检测算法复杂度高、难部署到嵌入式设备的问题,引入ShuffleNet v2轻量化网络并将其结构中步长为2的深度可分离卷积修改为空洞卷积来扩大感受野,修改后作为新的特征提取网络。其次,嵌入CBAM(Convolutional Block Attention Module)轻量级注意力机制提高网络特征提取能力,获取更丰富的语义信息,提升小目标检测精度。最后,采用SIoU损失函数替代原始的CIoU损失函数,增强条码定位能力。实验结果表明,改进后的YOLOv7-tiny模型相比原模型的平均精度和速度分别提升了2.36%和19frame/s、参数量和计算量分别减少了0.9MB和1.9G,满足工业场景下条码检测准确度与速度的要求。

关键词：条码深度学习目标检测轻量级 YOLOv7-tiny

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基于特征金字塔融合的水下目标识别方法研究

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舰船科学技术 2025年第4期47卷 117-123页

作者：刘梦然连恒绪聂磊简泽明湖北工业大学机械工程学院现代制造质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068

复杂的海洋环境会加大水下目标识别的难度,为进一步提高水下目标识别准确率,本文提出基于特征金字塔融合的识别方法。提取了梅尔频率的倒谱系数(Mel Frequency Cepstrum Coefficient,MFCC)、线性预测倒谱系数(Linear Predictive Cepstra... 详细信息

复杂的海洋环境会加大水下目标识别的难度,为进一步提高水下目标识别准确率,本文提出基于特征金字塔融合的识别方法。提取了梅尔频率的倒谱系数(Mel Frequency Cepstrum Coefficient,MFCC)、线性预测倒谱系数(Linear Predictive Cepstral Coefficient,LPCC)、色度频谱和短时能量4种频率信息不同的特征,分别基于特征金字塔完成特征的深层信息与浅层信息之间的融合,并将融合特征分别输入迁移学习后的轻量化神经网络shufflenetV2,进行水下目标识别。在Deepship数据集和Shipsear数据集上进行测试,结果表明,本文中4种频率信息不同特征基于特征金字塔融合后水下目标识别准确率均大于98%,相比于原始特征,识别准确率更高。该方法可应用于海洋资源勘探、海洋防御与安全、海洋环境监测等场景,为水下目标识别领域的研究提供了新的思路。

关键词：水下目标识别特征金字塔融合深度学习

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