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作者：龚文龙南京理工大学

学位级别：硕士

科技和时代的发展促使导航技术在各个领域得到广泛的应用,人们对导航系统的可靠性和稳定性也提出了更高的要求。然而,随着导航系统中传感器数量的增加,系统故障的概率也有所提升,容错技术逐渐成为重要的研究方向。基于上述需求,本文以... 详细信息

科技和时代的发展促使导航技术在各个领域得到广泛的应用,人们对导航系统的可靠性和稳定性也提出了更高的要求。然而,随着导航系统中传感器数量的增加,系统故障的概率也有所提升,容错技术逐渐成为重要的研究方向。基于上述需求,本文以冗余惯组和组合导航系统为研究对象,分别研究了冗余惯组的器件级容错技术、组合导航的系统级容错技术和自适应鲁棒滤波技术。本文的主要研究内容如下:(1)研究了冗余惯组配置结构对惯导系统可靠性和导航性能的影响,确定了冗余九单轴正交式配置方案。针对奇偶空间法依赖于先验噪声信息,而先验噪声在实际应用中易受到环境影响的不足,提出了基于卡方统计特性的自适应噪声估计方法。该方法借助卡方序列的期望特性解算出传感器所处的环境噪声,实现噪声的自适应在线估计,降低了动态条件下对车载冗余惯组进行故障检测的误警率和漏警率。(2)研究了SINS/GPS/OD/气压计组合导航系统的故障诊断方法。针对序贯概率比检验法无法判断故障的结束时间这一问题,提出了基于聚类思想的突变点检测方法。通过滑动窗口中样本点的最小平均距离对检验函数增量的斜率突变点进行检测,以突变发生时刻作为故障的结束时刻对检测模块进行重置,实现时间序列上的多故障检测。并采用无反馈重置式的联邦滤波结构对数据进行融合,提高了系统的容错性。(3)研究了自适应鲁棒滤波方法。针对量测噪声失配且观测量存在干扰的条件下,滤波性能会受到影响的问题,提出了一种自适应鲁棒滤波方法。该方法通过建立量测噪声的高斯混合模型判断数据是否异常,并采用期望最大化算法对异常观测量进行修正,提高了自适应滤波的精度和稳定性。(4)设计实验验证了上述容错方法。设计了车载实验,分别以冗余惯组和组合导航系统作为实验对象,通过采集传感器数据并展开离线半物理仿真对容错技术进行了分析验证。实验证明了论文所提方法的可行性和有效性。

关键词：冗余惯组组合导航联邦滤波容错技术鲁棒滤波

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基于多源信息融合的行人导航系统研究

基于多源信息融合的行人导航系统研究

作者：鲜委南京理工大学

学位级别：硕士

进入新世纪以来,基于位置的服务(LBS)蓬勃发展,可靠的行人导航系统是提供该服务的基础。针对全球定位系统(GPS)不可用情况下纯惯导解算的行人导航系统定位误差大的问题,本文基于可用的信息源,从速度修正,航向角修正,双IMU修正,水平位置... 详细信息

进入新世纪以来,基于位置的服务(LBS)蓬勃发展,可靠的行人导航系统是提供该服务的基础。针对全球定位系统(GPS)不可用情况下纯惯导解算的行人导航系统定位误差大的问题,本文基于可用的信息源,从速度修正,航向角修正,双IMU修正,水平位置修正和高度修正五个方面展开了深入的研究,将这些信息源以模块的形式引入基于惯导的卡尔曼滤波器中,构建了多源信息融合的行人导航系统,显著提升了行人导航系统的定位精度。本文的主要研究内容如下:(1)针对传统的零速检测(ZUPT)算法判定阈值固定,只适用于单一运动类型的问题,本文实现了自适应ZUPT算法。通过实验确定了行走、慢跑的最优阈值,研究了基于支持向量机(SVM)和自适应波峰检测的运动类型分类方法,并根据分类结果实时调整判定阈值,最后选择自适应波峰检测算法作为运动类型的分类器进行行人的定位实验,实验结果表明自适应ZUPT算法的鲁棒性优于传统算法。(2)针对传统的ZUPT算法航向角不可观的问题,设计了一个结合启发式航向角漂移削减(HDE)和磁力计的航向角约束集成算法。该集成算法实时建立主方向,检测到主方向可用时用主方向修正航向角,否则使用磁力计修正航向角,并构造了自适应量测噪声来融合航向角信息。通过户外的长路径行走实验来评估该集成算法的性能,其终点误差仅为总路程0.68%。(3)针对单IMU行人导航系统定位误差大的问题,使用双IMU融合来提升行人定位的精度。基于行人行走时双脚存在距离上限这一事实,设计带不等式约束的卡尔曼滤波器来融合双IMU的信息,并通过实验证明了双IMU融合能显著提升行人定位的精度。(4)针对行人室内定位位置误差大的问题,利用实时建立的地标点约束行人的水平位置,设计了匹配度的计算公式来区分不同的地标点,并研究分别使用气压计和基于阶梯高度的约束算法来修正行人的高度信息。结合前文的研究设计了行人高精度三维室内定位系统,该系统的滤波框架包含速度约束、航向角约束、水平位置约束和高度约束四个模块,多楼层行走实验表明该系统的定位误差相较于ZUPT算法和ZUPT+HDE算法下降了一个数量级。

关键词：行人定位卡尔曼滤波自适应零速检测航向角修正双IMU 地标点高度修正

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钢琴陪练软件关键技术研究与实现

钢琴陪练软件关键技术研究与实现

作者：兰智杰南京理工大学

学位级别：硕士

随着生活水平的提高,人们对于艺术的追求有了更高的标准,一时间掀起了钢琴学习的潮流。对于钢琴学习者而言,在练习曲目时无法实时检测自己的学习成果,于是在计算机技术极速发展的背景下,大量的钢琴陪练软件应运而生,其内部的核心技术就... 详细信息

随着生活水平的提高,人们对于艺术的追求有了更高的标准,一时间掀起了钢琴学习的潮流。对于钢琴学习者而言,在练习曲目时无法实时检测自己的学习成果,于是在计算机技术极速发展的背景下,大量的钢琴陪练软件应运而生,其内部的核心技术就在于乐曲的识别,包括弹奏时每个音符的音长及其音高的识别。目前在乐音识别这一研究领域,音符音长的识别即乐音的端点检测主要是基于阈值的方法,该方法受人为因素影响大,识别精度低,且易受环境噪声的干扰。而音高识别虽然在单音识别上已取得突破性进展,但和弦识别仍无有效方法。本文以钢琴演奏时产生的音频为研究对象,采用改进的双向长短期记忆网络和卷积神经网络分别对乐音的端点检测及音高识别进行了研究,具体工作如下:(1)在分析钢琴乐音特征及目前钢琴陪练软件关键技术利弊的基础上,确立了本文的技术思路,设计了整体算法流程及实验环境与评价标准;(2)针对乐音端点检测中,传统的经典双门限算法过分依赖阈值的缺点,提出了基于双向长短期记忆网络及短时能量差的端点检测算法,以相邻两帧的短时能量差为特征,通过将连续11帧的短时能量差作为输入,第6帧处是否为端点作为标签送入双向长短期记忆网络进行训练,完成乐音的端点检测;(3)在音高的识别中,针对和弦数据集的匮乏以及不完备的难题,首先利用MIDI文件易于编写的特点完成了数据集的构建,接着采用恒Q变换对数据进行了预处理,保证了频率的识别精度,然后绘制了每个音符在恒Q变化后的语谱图,将其输入卷积神经网络完成训练。所构建的卷积神经网络及其训练,针对每一基频,采用二分类的方式检测和弦中是否包含该音,确保了钢琴88个音的全覆盖,并且基于这一改进算法,采用了能量归一化的方法规避了在出现倍频和半频时识别精度下降的问题;(4)采用多个极端的音频数据进行实验,对比双门限法、基于短时能量差的时域分析法以及本文实现的算法,可知基于双向长短期记忆网络及短时能量差的端点检测算法在识别效果上更好,泛化能力更强。对于音高识别,在The NSynth Dataset和自建的数据集上进行实验,可达到91.68%的平均正确率,证明了本算法的有效性。

关键词：端点检测音高识别短时能量差循环神经网络卷积神经网络

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两栖作战火力协同规划方案建模与分析

两栖作战火力协同规划方案建模与分析

作者：刘林南京理工大学

学位级别：硕士

两栖火力支援力量是两栖协同作战的主要力量。两栖火力协同规划是确保两栖作战火力有效支撑两栖登陆作战的手段。考虑到联合作战中各种火力打击平台规划受到两栖作战条件约束多,海战场影响大,构建一套合理的两栖作战火力协同规划方案十... 详细信息

两栖火力支援力量是两栖协同作战的主要力量。两栖火力协同规划是确保两栖作战火力有效支撑两栖登陆作战的手段。考虑到联合作战中各种火力打击平台规划受到两栖作战条件约束多,海战场影响大,构建一套合理的两栖作战火力协同规划方案十分困难。为此,本研究开展两栖作战火力协同方案的建模与分析研究,旨在提高两栖作战火力的作战效能。本文的主要研究内容如下:(1)分析两栖作战火力协同过程,梳理出整个过程的重难点问题,提出两栖作战火力协同规划方案建模的总体技术框架。(2)对两栖作战火力协同的任务时间进行规划,利用STN距离图刻画多任务时间约束,运用Floyd算法进行负环检测,判定时间网络的一致性,进而求解每个作战任务的执行时间。(3)对两栖作战火力协同的火力调度过程建模分析,将问题拆解为火力资源配置和最优航线选择两个模块。基于作战任务需求,利用直觉模糊集理论评估最优的火力资源配置方案,并采用改进的Dijkstra算法选择最可靠航线。(4)在两栖作战火力协同的武器目标匹配阶段,对武器装备性能及目标威胁度进行量化评估,建立毁伤收益模型,并采用改进的模拟退火算法对模型求解,得出最优的武器目标匹配方案。本文提出了一套两栖登陆背景下的两栖作战火力协同规划方案模型,结合Floyd、Dijkstra、模拟退火等算法对模型中的时间规划、火力调度过程、武器目标匹配等问题进行求解,得到一套完整的火力支援规划方案,并结合两栖协同作战想定案例,证实了该模型及其解算方法的合理性和可行性,为海军两栖作战火力协同规划提供理论参考。

关键词：两栖作战火力协同武器目标匹配时间规划模拟退火算法

电动汽车换电站立体仓库堆垛机控制系统设计与优化研究

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电动汽车换电站立体仓库堆垛机控制系统设计与优化研究

作者：丛晓杰南京理工大学

学位级别：硕士

随着电动汽车的大力推广,与之相配套的电动汽车换电站也迅速得到发展。电动汽车换电站立体仓库堆垛机用于对电动汽车电池的存取、搬运以及更换,堆垛机的自动化水平和运行性能是保证整个电动汽车换电站高效运行的前提。本文以南京熊猫电... 详细信息

随着电动汽车的大力推广,与之相配套的电动汽车换电站也迅速得到发展。电动汽车换电站立体仓库堆垛机用于对电动汽车电池的存取、搬运以及更换,堆垛机的自动化水平和运行性能是保证整个电动汽车换电站高效运行的前提。本文以南京熊猫电子装备有限公司电动汽车全自动电池更换系统的研发为工程背景,对堆垛机作业调度和运行性能进行优化设计与研究,具有一定实用价值。本文在分析电动汽车换电站堆垛机控制系统构成及特点的基础上,进行堆垛机控制系统的功能设计与实现,采用条形码和伺服电机双定位系统以及S型速度曲线,保证高精度定位以及运行的快速性、平稳性,并在Visual Studio2008下,进行监控软件的开发,实现对堆垛机的监控与管理。对堆垛机作业调度进行分析,将其转化为旅行商问题（TSP）,采用遗传算法对作业调度进行路径优化,通过MATLAB进行仿真验证,并与随机作业调度相比较,表明所采用的算法能够有效缩短拣选作业时间,提高堆垛机的运行效率。在对堆垛机运行性能分析的基础上,引入模糊控制构成模糊PID控制系统,利用模糊推理方法实现对PID参数的在线自整定,并采用模糊PID切换控制方法,在MATLAB下进行仿真研究,结果表明,模糊PID切换控制能够有效地克服系统的速度等非线性因素影响,提高系统的稳定性和动态性能,具有良好的控制效果。

关键词：电动汽车换电站堆垛机 Visual Studio2008 作业调度 TSP 模糊PID切换控制 MATLAB

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基于多元统计分析的故障诊断研究

基于多元统计分析的故障诊断研究

作者：郑源南京理工大学

学位级别：硕士

随着科技水平的不断提高,现代工业生产过程生产规模越来越大、设备结构越来越复杂、自动控制要求越来越严、投资成本也越来越高,一旦这类系统和设备发生故障而不能被及时检测,就可能造成难以估计的损失。因此,研究和开发具有监测、控制... 详细信息

随着科技水平的不断提高,现代工业生产过程生产规模越来越大、设备结构越来越复杂、自动控制要求越来越严、投资成本也越来越高,一旦这类系统和设备发生故障而不能被及时检测,就可能造成难以估计的损失。因此,研究和开发具有监测、控制和故障诊断等功能的过程监控系统,已成为当代工业发展的迫切需要,不仅具有重要的理论意义,而且具有广泛的应用价值。在故障诊断领域中,基于多元统计分析的故障诊断方法是一个重要研究内容。本文以多元统计分析为理论基础,对基于主元分析的故障诊断方法进行了深入研究和探讨,并将该类方法用于田纳西-伊斯曼过程的故障诊断,取得了很好的故障检测效果。论文主要包括以下几方面的工作：阐述了目前故障诊断领域的各种研究方法,特别对基于多元统计分析的故障诊断方法的发展和现状进行了综述;介绍了基于多元统计的故障诊断方法常用的统计量和统计控制图,分析了基于主元分析的多变量系统故障检测与诊断的基本思想,指出了主元分析法在非线性系统故障诊断上存在的不足;为了对非线性系统的故障进行诊断,引入了核函数概念,介绍了核主元分析法,并针对核主元分析法的不足进行了改进,研究了基于特征矢量提取的核主元分析法。开发了基于田纳西-伊斯曼过程的过程监控系统,取得了很好的监控效果,并成功将算法的研究结果应用到监控系统的在线故障检测模块中,从而证明了算法有效性和实用性。

关键词：故障诊断主元分析核主元分析特征矢量提取田纳西-伊斯曼过程

三电平光伏并网逆变器模型预测控制方法的研究

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三电平光伏并网逆变器模型预测控制方法的研究

作者：马丙辉南京理工大学

学位级别：硕士

近年来,数字信号处理器(Digital Signal Processors,DSP)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)等器件的快速发展推动了一些高级控制算法在逆变器并网控制领域的应用。其中,有限控制集模型预测控制(Finite Control Se... 详细信息

近年来,数字信号处理器(Digital Signal Processors,DSP)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)等器件的快速发展推动了一些高级控制算法在逆变器并网控制领域的应用。其中,有限控制集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Control,FCS-MPC)算法具有动态响应快、无超调、非线性和多目标控制等优点,因而在逆变器并网控制领域引起了广泛研究。但是FCS-MPC存在开关频率不固定和控制精度低的问题,使得并网滤波器的参数难以设计,同时在低调制比工况下,入网电能品质难以得到保证。本文主要研究解决FCS-MPC算法应用于三电平逆变器并网控制时开关频率不固定和控制精度低的问题。根据FCS-MPC算法的基本原理,首先建立了三电平逆变器直流侧中点电压和交流侧入网电流的预测模型,并构建了多控制目标的目标函数。在此基础上,分析了计算和采样延时对电流跟踪控制的影响,并提出采用两步预测计算法对延迟进行补偿。同时结合参考电压矢量计算和扇区划分,对三电平逆变器的基本电压矢量进行离线预选,以实现降低在线寻优计算量的目的。其次,分析了基于基本电压矢量输入控制集合的FCSMPC开关频率不固定和电流跟踪精度差的原因,提出了一种基于合成虚拟电压矢量控制集合的FCS-MPC解决方法。在此基础上,优化了合成虚拟电压矢量的矢量作用序列以降低了开关损耗,并且采用分段法建立了三电平逆变器输出虚拟电压矢量时的中点电压预测模型。进一步地,出于降低在线寻优计算量的目的,同样地结合参考电压矢量计算和扇区划分对虚拟电压矢量进行离线预选,并且建立了预选虚拟电压矢量表。最后,基于参考电压矢量引入参考电压矢量圆的概念,分段制定出了虚拟电压矢量合成系数δ与调制比M的关系,为合成系数δ的在线计算提供依据。本文设计了一套基于二极管中点箝位式三电平逆变器拓扑的并网实验平台,静态和动态并网实验结果表明,本文所提出的基于虚拟电压矢量输入控制集合的FCS-MPC具有动态响应快且无超调的优点,同时能够集中三电平逆变器桥臂输出电压频谱,有效地提高入网电流跟踪精度,降低入网电流畸变率(Total Harmonic Distortion,THD)。对比性实验结果进一步表明,当调制比变化时,相较于基本电压矢量输入控制集合,本文提出的方法能够取得更低的电流THD和更高的电流跟踪精度,切实有效地提高了入网电能品质。

关键词：有限控制集模型预测控制虚拟电压矢量三电平并网逆变器

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工业过程数据校正技术的研究与分析

工业过程数据校正技术的研究与分析

作者：李九龙南京理工大学

学位级别：硕士

现代工业过程中,准确可靠的测量数据是生产决策制定,过程控制与优化,操作分析与改进的基础,然而,在实际的生产过程中,由于测量偏差、传感器或者仪表失灵以及由于管道泄漏等原因造成测量数据中不可避免的存在随机误差或者显著误差,严重... 详细信息

现代工业过程中,准确可靠的测量数据是生产决策制定,过程控制与优化,操作分析与改进的基础,然而,在实际的生产过程中,由于测量偏差、传感器或者仪表失灵以及由于管道泄漏等原因造成测量数据中不可避免的存在随机误差或者显著误差,严重影响测量数据的准确性和可靠性。数据校正就是利用一定的算法对测量数据进行处理,避免各种误差的影响,得到一组中既满足化工过程的物料平衡、能量平衡等物理或者化学规律又合理且接近真实值的协调值。本文针对数据校正中的鲁棒校正算法以及显著误差检测算法进行研究分析,并对它们的局限性进行了改进,主要研究内容如下：(1)M估计的研究：分析了鲁棒估计特性及其在数据校正中的应用,研究了鲁棒估计中的极大似然估计的构造条件,提出了一种新的鲁棒估计函数LnRLS,新的鲁棒估计函数不但满足极大似然估计的特性,而且具有较强的鲁棒性和稳定性。(2)误差分布的研究：分析了Tjoa和Biegler提出的污染正态分布模型的鲁棒特性,及其在双线性约束过程中的应用,然而该模型在实际应用中存在一定的不足：需要估计显著误差的方差和污染率,校正范围有限,而且稳定性较差。根据高倩的鲁棒自适应分布模型,通过改进得到了一种新的鲁棒自适应分布模型,新模型克服了污染正态分布模型的缺陷,而且对各种幅度的显著误差都具有良好的抑制性。(3)泄漏误差的研究：分析了NT和GLR两种显著误差检测算法的优缺点,取长补短,提出了"NT-GLR"联合检测算法,新算法不仅有效地避免了NT无法定位以及GLR计算复杂,容易误判的缺点,还可以检测出由于管道设备泄漏等原因造成的显著误差,并做了实例验证。(4)工业实例的研究：对某焦化公司的甲醇工艺流程进行建模和分析,使用文中提出的LnRLS的鲁棒估计,基于两步法的思想,实现了对工业采集数据中的总流率和组分组成良好的数据协调。

关键词：数据校正鲁棒估计鲁棒自适应 NT-GLR法

基于电压源型换流器的高压直流输电系统小信号稳定性分析

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基于电压源型换流器的高压直流输电系统小信号稳定性分析

作者：张岱岳南京理工大学

学位级别：硕士

随着大功率可控关断型电力电子器件制造工艺和计算机控制技术的进步,电压源型换流器(Voltage-Sourced Converter,VSC)在高压直流输电(High-Voltage Direct Current,HVDC)领域得到了广泛应用,与基于电流源型换流器(Current-Sourced Conve... 详细信息

随着大功率可控关断型电力电子器件制造工艺和计算机控制技术的进步,电压源型换流器(Voltage-Sourced Converter,VSC)在高压直流输电(High-Voltage Direct Current,HVDC)领域得到了广泛应用,与基于电流源型换流器(Current-Sourced Converter,CSC)的传统直流输电方式不同,VSC既可以实现有功和无功的独立控制,又能向无源网络供电,在潮流反转时,只需改变直流电流方向即可实现潮流反转,无需改变直流电压极性,这一特性有利于构成既能方便控制潮流,又具有较高可靠性的并联多端HVDC系统。针对系统稳定性问题,当系统遭受小扰动后,仍能回到以平衡点为中心的区域内,则说明此系统在平衡点是局部稳定,即小信号稳定。交直流混合电力系统的小信号稳定性问题,可通过推导系统关系矩阵,探寻系统特定的稳定运行点,将非线性方程在相应的稳定运行点进行线性化,进一步地针对系统零极点及特征根进行分析,以判断系统的小信号稳定性。小信号分析法是系统稳定性分析和进行参数设计的重要方法,通过建立VSC-HVDC系统小信号模型,分析其特征根分布及根轨迹曲线,能够验证参数设置的合理性,有效判断不同参数对系统稳定性的影响,并通过仿真进行验证。本论文主要研究内容如下:1.针对单端VSC系统及其交流侧的动态特性及参数影响进行研究。基于单端VSC系统的动态特性及控制策略,分析并推导其数学模型,基于此,采用小信号分析方法,建立以可控电压源作为VSC等效输入/输出的系统小信号模型,分析单端VSC系统小信号模型特征根,并进一步地进行根轨迹求解,分析不同参数对单端VSC系统稳定性的影响,针对P/Q及P/V控制策略下的单端VSC系统进行仿真验证。2.针对计及开关函数的单端VSC系统和双端VSC-HVDC系统建模及小信号稳定性分析进行研究。分析VSC开关函数建模方法,针对采用不同控制策略且考虑开关函数建模的单端VSC系统进行研究,建立含开关函数的单端VSC系统小信号模型;通过VSC开关函数将交流侧系统与直流侧线路形成互联,进一步地将直流侧线路与另一端VSC系统连接,形成双端VSC-HVDC系统小信号模型;将计及开关函数的双端VSC-HVDC系统进行平均模型等效,研究双端系统中各端参数对整个系统的影响。结果表明,本论文所建立的含开关函数单端VSC系统小信号模型,能够有效体现系统的动态特性,推导出的平均模型能够实现对含开关函数的等效,以开展双端系统的小信号稳定性分析。3.针对三端VSC-HVDC系统,研究定P/Q控制、下垂(Droop)控制及定交流电压(V/f)控制三种控制方式下的系统小信号稳定性。建立三端VSC-HVDC系统直流侧数学模型,通过线性化推导直流侧小信号模型,针对三端VSC-HVDC系统不同控制策略,建立采用不同控制策略的三端VSC-HVDC系统:(1)交流侧与电网相连接的三端VSC-HVDC系统,三端VSC控制方式分别为V/V控制、P/Q控制、P/Q控制;(2)一端连接负载的三端VSC-HVDC系统,三端VSC控制方式分别为V/V控制、P/Q控制、V/f控制;(3)一端采用下垂控制的三端VSC-HVDC系统,三端VSC控制方式分别为下垂控制、P/Q控制、V/f控制。通过仿真验证构建的多端VSC-HVDC系统小信号模型的正确性,研究其中一端参数变化对另外两端的影响,分析得出多端VSC-HVDC系统的临界参数取值,并根据根轨迹得出参数变化对系统稳定性影响的趋势,最后通过仿真验证理论分析的有效性。

关键词：高压直流输电(High-Voltage Direct Current,HVDC) 电压源换流器(Voltage-Sourced Converter,VSC) 小信号模型稳定性分析等效平均模型下垂控制根轨迹分析

基于遗传算法和支持向量机的混纺纱线横截面图像分割方法的研究

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基于遗传算法和支持向量机的混纺纱线横截面图像分割方法的研究

作者：林森南京理工大学

学位级别：硕士

纺织工业是我国传统的支柱产业,纺织品检测是纺织工业中不可或缺的一环。传统的检测方法大多依赖手工操作,主观性较强。如何提高检测方法的客观性和自动化程度,是实现产业可持续发展所面临的紧要问题。随着计算机图像处理技术和机器学... 详细信息

纺织工业是我国传统的支柱产业,纺织品检测是纺织工业中不可或缺的一环。传统的检测方法大多依赖手工操作,主观性较强。如何提高检测方法的客观性和自动化程度,是实现产业可持续发展所面临的紧要问题。随着计算机图像处理技术和机器学习理论的快速发展,众多领域焕发了新的活力。如何融合计算机图像处理技术和机器学习理论,获得良好的纺织品检测结果,是其中关键的技术难点。本文重点研究了利用支持向量机对羊毛和粘胶的混纺纱线横截面图像,按羊毛和粘胶两种类别进行分割的方法。主要完成工作如下： (1)针对本文的分割对象,提出一套较为通用的图像预处理流程。 (2)对混纺纱线中两种不同材质羊毛和粘胶,进行特征提取。从两者在形态上的差异着手,将它们与规则的圆、椭圆、矩形、外接多边形等进行比对,获得用于支持向量机训练所需要的样本集。 (3)研究了遗传算法和支持向量机理论的基本框架。借助于两者框架,对遗传算法的选择算子进行了改进,对支持向量机的核函数类型进行了选择。并以一个应用的例子,说明了所做改进和选择的合理性。 (4)基于遗传算法和支持向量机的图像分割方法的实证分析。以对羊毛和粘胶的混纺纱线横截面图像进行分割的应用为背景,对所提方法进行了分析验证,结果表明所提方法的可行性。 (5)非启发式的网格搜索参数寻优和启发式的遗传算法参数寻优的对比分析。主要在获得分类器模型的速度上进行了对比分析,说明了遗传算法结合支持向量机方法的优越性。最后利用遗传算法结合支持向量机方法,对单根羊毛和粘胶混纺纱线的横截面进行图像分割,并对所得结果进行了纱线质量参数的计算和分析。

关键词：混纺纱线羊毛粘胶图像处理遗传算法支持向量机参数寻优