检索结果-内蒙古大学图书馆

北京信息科技大学学报（自然科学版） 2023年第2期38卷 47-52页

作者：黄禹翔吴国新左云波北京信息科技大学机电系统测控北京市重点实验室北京100192

针对Cartographer算法在激光雷达的数据处理中存在的点云特征丢失的问题和低帧率激光雷达导致的运动畸变问题,提出一种改进激光同步定位与地图构建(simultaneous localization and mapping, SLAM)算法。采用k邻域搜索邻近点降采样的体... 详细信息

针对Cartographer算法在激光雷达的数据处理中存在的点云特征丢失的问题和低帧率激光雷达导致的运动畸变问题,提出一种改进激光同步定位与地图构建(simultaneous localization and mapping, SLAM)算法。采用k邻域搜索邻近点降采样的体素滤波方法代替Cartographer算法中的传统体素滤波方法,在不丢失点云特征的情况下提升计算速率;嵌入轮式里程计辅助模块去除激光雷达运动畸变,减少机器人的位姿累积误差,从而改善建图效果;最后,增加了边约束条件改善回环检测效果。通过在机器人操作系统中的gazebo搭建仿真环境进行模拟实验,对比两种算法,实验结果显示改进算法的建图轨迹误差更小。

关键词：激光同步定位与地图构建 Cartographer算法体素滤波运动畸变

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包含刀具-工件多重交互与速度效应的铣削颤振稳定性分析

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振动与冲击 2021年第17期40卷 14-24,54页

作者：籍永建王西彬刘志兵王红军北京信息科技大学机电系统测控北京市重点实验室北京100192 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

为研究刀具-工件多重交互与速度效应对铣削颤振稳定性的影响,建立了包含刀具-工件多重交互与速度效应的铣削动力学模型,阐明了无刀轴倾角状态下再生效应、过程阻尼、刀具结构模态耦合与速度效应的耦合作用对铣削颤振稳定性的影响规律,... 详细信息

为研究刀具-工件多重交互与速度效应对铣削颤振稳定性的影响,建立了包含刀具-工件多重交互与速度效应的铣削动力学模型,阐明了无刀轴倾角状态下再生效应、过程阻尼、刀具结构模态耦合与速度效应的耦合作用对铣削颤振稳定性的影响规律,研究了不同径向浸入比下刀具-工件交互与速度效应对铣削稳定性的影响。结果表明,与只考虑再生效应的铣削动力学模型相比,当同时考虑再生效应、过程阻尼与刀具结构模态耦合时,得到的稳定性叶瓣图中颤振区域发生明显变化;当主轴转速较低时,刀具-工件之间的多重交互效应是影响铣削颤振稳定性的主要因素,速度效应对极限切深的影响可忽略不计;随着主轴转速升高,速度效应对极限切深的影响逐渐增大,稳定性叶瓣图中稳定区域呈逐渐减小趋势;在一定范围内,随着铣刀后刀面磨损带的增加,铣削极限切深逐渐增大;主轴转速一定时,径向浸入比相对较小的情况下过程阻尼对铣削稳定性的影响更加明显。采用铣削试验进行验证,结果表明,与传统动力学模型相比,构建的铣削动力学模型能够更加可靠地预测实际铣削状态。

关键词：铣削加工颤振稳定性刀具-工件交互速度效应稳定性叶瓣图

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多特征融合的抗遮挡相关滤波目标跟踪算法

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北京信息科技大学学报（自然科学版） 2023年第6期38卷 48-55页

作者：王慧炳左云波刘重阳北京信息科技大学机电工程学院北京100192 北京信息科技大学机电系统测控北京市重点实验室北京100192

针对传统相关滤波目标跟踪算法由于背景杂乱、目标尺度变化、目标遮挡等导致鲁棒性较差的问题,提出一种多特征融合抗遮挡的相关滤波目标跟踪算法。该算法对核相关滤波(kernel correlation filter,KCF)算法进行改进,通过将方向梯度直方图... 详细信息

针对传统相关滤波目标跟踪算法由于背景杂乱、目标尺度变化、目标遮挡等导致鲁棒性较差的问题,提出一种多特征融合抗遮挡的相关滤波目标跟踪算法。该算法对核相关滤波(kernel correlation filter,KCF)算法进行改进,通过将方向梯度直方图(histogram of oriented gradient,HOG)特征和多尺度块局部二值模式(multiscale block local binary pattern,MB-LBP)特征加权融合,并将所得特征再次与颜色(color name,CN)特征进行二次加权融合的方式来增强特征表达能力;增加尺度滤波器用于目标尺度估计;利用峰值旁瓣比(peak sidelobe ratio,PSR)和目标重定位算法对被遮挡目标进行判定和检测。选取OTB100数据集,将改进算法与几种主流算法进行了跟踪效果对比。实验结果表明,改进算法在背景杂乱、目标尺度变化、目标遮挡等情况下具有较好的鲁棒性。

关键词：相关滤波目标跟踪多特征融合尺度滤波器目标重定位

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一种面向缺角文档图像的矫正网络

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北京信息科技大学学报（自然科学版） 2023年第1期38卷 40-47页

作者：吕学强郝伟韩晶北京信息科技大学网络文化与数字传播北京市重点实验室北京100101 北京信息科技大学机电系统测控北京市重点实验室北京100192

文档图像的变形矫正对提高文档光学字符识别(optical character recognition, OCR)的准确率至关重要。透视倾斜变形文档图像的矫正一般依赖于文档角点的定位,然而目前文档图像矫正算法大都无法准确定位图像边界外的角点,导致缺角图像矫... 详细信息

文档图像的变形矫正对提高文档光学字符识别(optical character recognition, OCR)的准确率至关重要。透视倾斜变形文档图像的矫正一般依赖于文档角点的定位,然而目前文档图像矫正算法大都无法准确定位图像边界外的角点,导致缺角图像矫正效果不理想。针对此问题,提出了一种缺角文档图像矫正网络,采用填充缩放的方法将分布在图像边界外的角点映射到图像内,可实现对缺角图像的矫正,并构建了缺角图像数据集。针对角点映射后文档区域相对面积减小、下采样后空间信息丢失严重的问题,对MobileNetV2主干网进行改进设计,提出密集下采样卷积,充分保留空间信息的同时实现下采样;在倒置残差块中增加通道重组操作,提升特征表示能力。在解码器中使用密集上采样卷积进行上采样,确保角点定位的准确性。在SmartDoc QA(仅取146张文档图像)数据集上与5种先进的图像矫正方法进行对比,以平均位移误差(mean displacement error, MDE)指标评估角点坐标的精度,以多尺度结构相似性(multi scale structural similarity, MSSIM)指标评估矫正效果,实验表明,提出的矫正方法在非缺角图像和缺角图像上的MDE指标分别为1.043 5和2.815 1,MSSIM指标分别为0.514 4和0.525 7,均优于其他5种方法。

关键词：图像矫正透视倾斜变形缺角图像姿态估计深度学习

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面向视频动作识别的时空解耦卷积神经网络

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北京信息科技大学学报（自然科学版） 2023年第5期38卷 19-24页

作者：郝伟吕学强韩晶北京信息科技大学机电系统测控北京市重点实验室北京100192 北京信息科技大学网络文化与数字传播北京市重点实验室北京100101

基于常规3D卷积的视频动作识别模型提取的时空特征是耦合的,无法有效区分动作类别,限制了其识别准确性。对此以最新的3D卷积视频动作识别网络为基础,设计了一种时空解耦模块,该模块包含时间和空间两个并行分支,分别沿时间方向和空间方... 详细信息

基于常规3D卷积的视频动作识别模型提取的时空特征是耦合的,无法有效区分动作类别,限制了其识别准确性。对此以最新的3D卷积视频动作识别网络为基础,设计了一种时空解耦模块,该模块包含时间和空间两个并行分支,分别沿时间方向和空间方向进行特征提取,最后将解耦的时空特征融合后输出。同时,为了降低冗余空间信息的影响,提出一种时间注意力模块,在时空解耦模块前对输入特征的冗余空间信息进行抑制。在HMDB51和UCF101数据集上进行了时空解耦模块和时间注意力模块的验证实验。实验结果表明,两种模块均能有效提高模型的识别准确率。在HMDB51数据集上的对比实验结果表明,时空解耦卷积神经网络模型准确率比基础网络MoViNetA0提高了2.66百分点。

关键词：视频动作识别 3D卷积卷积神经网络时间注意力时空解耦

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燃气轮机深度卷积生成对抗故障样本生成研究

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电子测量与仪器学报 2022年第6期36卷 82-90页

作者：王政博王红军张翔崔英杰苏静雷北京信息科技大学机电工程学院北京100192 高端装备制造智能感知与控制北京市国际科技合作基地北京100192 北京信息科技大学机电系统测控北京市重点实验室北京100192 天津光电通信技术有限公司天津300211

针对应用深度学习进行燃气轮机故障诊断时,因故障信号数据不易获取,使得正常运行样本多、故障样本少,影响故障诊断准确率的问题,提出了一种采用深度卷积生成对抗学习对燃气轮机故障样本进行扩充的方法。根据燃气轮机振动信号特点,利用... 详细信息

针对应用深度学习进行燃气轮机故障诊断时,因故障信号数据不易获取,使得正常运行样本多、故障样本少,影响故障诊断准确率的问题,提出了一种采用深度卷积生成对抗学习对燃气轮机故障样本进行扩充的方法。根据燃气轮机振动信号特点,利用快速傅里叶变换、经验模态分解、解调预处理故障信号,提取故障频域特征并选取特征值指标,将振动信号转为二维灰度图像,通过正交梯度惩罚算法训练深度卷积生成对抗故障样本生成模型。实例结果表明,使用所提方法获得CWRU轴承数据集生成样本测试准确率为98.01%;某型燃气轮机生成样本测试准确率为97.43%,同条件下均优于其他主流故障样本生成方法,验证了所提故障样本生成方法的有效性和优越性。

关键词：燃气轮机故障数据故障诊断生成对抗网络

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含MFC智能层的复合材料层合板自由振动研究

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振动．测试与诊断 2020年第1期40卷 79-88,204页

作者：赵宽飞郝育新陈静北京信息科技大学机电学院北京100192 北京信息科技大学机电系统测控北京市重点实验室北京100192

在一阶剪切变形板理论的基础上,提出一种考虑之子函数影响的位移场。根据给定的位移场,利用瑞利-里兹法和切比雪夫多项式,考虑机电耦合特性,分别求出含有智能压电宏观纤维复合材料层(macro fiber composite,简称MFC)的碳纤维增强复合材... 详细信息

在一阶剪切变形板理论的基础上,提出一种考虑之子函数影响的位移场。根据给定的位移场,利用瑞利-里兹法和切比雪夫多项式,考虑机电耦合特性,分别求出含有智能压电宏观纤维复合材料层(macro fiber composite,简称MFC)的碳纤维增强复合材料层合悬臂板在开路与通路两种电学边界条件下自由振动的固有频率,讨论不同铺层方式、宽厚比、长宽比以及不同的外电压状态下,MFC智能层对碳纤维增强复合材料层合板固有频率的影响。研究结果表明,MFC智能层对所研究系统的固有频率影响显著,可以通过控制MFC智能材料的通电电压来实现对复合材料层合板振动特性的控制。

关键词：之子函数瑞利-里兹法固有频率宏观纤维复合材料

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无人驾驶方程式赛车横向运动控制研究

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济南大学学报（自然科学版） 2022年第3期36卷 292-300页

作者：张苏才李刚王立勇宿焱辽宁工业大学汽车与交通工程学院辽宁锦州121001 北京信息科技大学机电系统测控北京市重点实验室北京100192

针对无人驾驶方程式赛车在变速和复杂曲率赛道条件下难以保证横向运动控制精度与行驶稳定性的问题,提出基于纯追踪控制与模型预测控制的横向运动混合控制策略;以赛车纵向车速作为依据,设计控制模式切换逻辑,当赛车处于低速行驶工况时采... 详细信息

针对无人驾驶方程式赛车在变速和复杂曲率赛道条件下难以保证横向运动控制精度与行驶稳定性的问题,提出基于纯追踪控制与模型预测控制的横向运动混合控制策略;以赛车纵向车速作为依据,设计控制模式切换逻辑,当赛车处于低速行驶工况时采用纯追踪控制,高速行驶时采用模型预测控制,并使用模糊控制算法设计切换控制器,实现2种算法的平滑切换;使用CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真实验进行验证。结果表明,在变速与复杂曲率赛道条件下,所提出的控制策略能保证无人驾驶方程式赛车横向位置误差小于0.2 m,质心侧偏角小于0.15°,具有较好的跟踪精度与行驶稳定性。

关键词：无人驾驶方程式赛车行驶稳定性模型预测控制纯追踪控制横向运动控制

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基于图像的TO型光器件快速定位算法

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北京信息科技大学学报（自然科学版） 2023年第4期38卷 37-43页

作者：巩玉国谷玉海左云波北京信息科技大学机电系统测控北京市重点实验室北京100192 北京科信机电技术研究所有限公司北京100016

提出了一种基于OpenCV图像处理的光器件快速定位算法。对获取的图像进行二值化处理,利用腐蚀和膨胀操作,剔除图像中由于光线或微小划痕等造成的微小区域;采用改进的双边滤波对图像进行去噪处理,保留图像的边缘信息,在传统双边滤波的基... 详细信息

提出了一种基于OpenCV图像处理的光器件快速定位算法。对获取的图像进行二值化处理,利用腐蚀和膨胀操作,剔除图像中由于光线或微小划痕等造成的微小区域;采用改进的双边滤波对图像进行去噪处理,保留图像的边缘信息,在传统双边滤波的基础上引入自适应的参数,提高了区域边界的轮廓清晰度;利用Laplacian算子提取图像边缘,得到完整的轮廓,根据边缘位置信息和器件特征信息,确定光器件内微小激光器芯片的位置。改进算法可以实现同轴型光器件定位误差控制在5μm情况下,平均定位时间430 ms。

关键词：双边滤波边缘检测图像定位最小二乘法

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基于MVMD-FRFT的滚动轴承早期故障特征提取研究

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机电工程 2021年第10期38卷 1284-1291页

作者：洪达马洁赵西伟北京信息科技大学机电工程学院北京100192 北京信息科技大学机电系统测控北京市重点实验室北京100192

滚动轴承的振动信号具有非平稳、非线性的特点,造成其早期故障信号的特征提取困难,针对这一问题,对滚动轴承状态监测中常用的特征提取方法进行了研究,提出了一种基于多元变分模态分解(MVMD)和分数阶傅里叶变换(FRFT)的特征提取方法,并... 详细信息

滚动轴承的振动信号具有非平稳、非线性的特点,造成其早期故障信号的特征提取困难,针对这一问题,对滚动轴承状态监测中常用的特征提取方法进行了研究,提出了一种基于多元变分模态分解(MVMD)和分数阶傅里叶变换(FRFT)的特征提取方法,并将其应用于滚动轴承的故障诊断中。利用MVMD算法将多传感器同时采集的多通道振动信号进行了同步分解,有效地提高了多通道数据融合处理能力,同时得到了若干个固有模态函数(IMF)分量;依据相关系数法从分解后得到的IMF分量中选取了包含故障信息最多的分量作为最优分量,利用FRFT对最优分量进行了滤波,降低了噪声对微弱故障信号的干扰;对滤波后的信号进行了1.5维包络谱解调,通过分析滤波后信号的包络谱,提取了滚动轴承的故障特征。研究结果表明:应用MVMD和FRFT相结合的方法能够有效地避免模态混叠现象,充分地利用故障特征信息,削弱低频信号与噪声的干扰,从而有效地提取出了滚动轴承的故障特征信息。

关键词：滚动轴承特征提取多元变分模态分解分数阶傅里叶变换固有模态函数

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