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挖掘机器人铲斗不变矩及改进BP网络识别方法

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东北大学学报（自然科学版） 2012年第3期33卷 426-430页

作者：王福斌刘杰陈至坤王静波东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 河北联合大学电气工程学院河北唐山063009

在利用视觉信息跟踪、识别挖掘机器人铲斗目标时,实时采集的铲斗图像存在旋转、平移、缩放等情况.为提高对铲斗目标的识别能力,提出了基于不变矩和神经网络相结合的铲斗目标识别方法.提取铲斗图像对于平移、旋转、缩放具有不变性能的7... 详细信息

在利用视觉信息跟踪、识别挖掘机器人铲斗目标时,实时采集的铲斗图像存在旋转、平移、缩放等情况.为提高对铲斗目标的识别能力,提出了基于不变矩和神经网络相结合的铲斗目标识别方法.提取铲斗图像对于平移、旋转、缩放具有不变性能的7个不变矩特征向量,归一化后作为改进BP神经网络的训练样本及测试样本.应用训练后的神经网络对铲斗目标进行识别,仿真表明该方法具有较好的识别能力.

关键词：挖掘机器人不变矩神经网络图像识别

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基于模糊聚类判别的挖掘机器人行为控制

东北大学学报（自然科学版） 2011年第12期32卷 1745-1748,1769页

作者：王福斌刘杰陈至坤焦春旺东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 河北联合大学电气工程学院河北唐山063009

为实现挖掘机器人的自主挖掘,构建了适合挖掘机器人的行为控制体系结构.以挖掘行为作为基准,用状态流模型实现挖掘目标、挖掘任务、挖掘行为的逐层分解.采集目标图像、机械臂倾角及液压缸压力信号,作为状态流行为状态之间触发转换的事... 详细信息

为实现挖掘机器人的自主挖掘,构建了适合挖掘机器人的行为控制体系结构.以挖掘行为作为基准,用状态流模型实现挖掘目标、挖掘任务、挖掘行为的逐层分解.采集目标图像、机械臂倾角及液压缸压力信号,作为状态流行为状态之间触发转换的事件或条件.针对挖掘中遇到的沙土物料、表面块状物料、块状物料埋于沙中3种挖掘环境,综合视觉定位信息、压力及倾角信息,通过模糊聚类判别后,触发挖掘动作状态流模型,有区别地自主处理挖掘中遇到的不同情况.最后通过控制挖掘动作,实现自主挖掘目标.

关键词：挖掘机器人模糊聚类特征提取状态流行为控制

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可伸缩产品平台优化设计的质量功能展开方法

机械工程学报 2011年第12期47卷 175-184页

作者：雒兴刚王福斌 KWONG C K 东北大学信息学院沈阳110819 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 香港理工大学工业与系统工程系

为使基于产品平台的系列产品更好的满足顾客需求,提出一种基于质量功能展开的方法,可以优化设计可伸缩产品平台。该方法的主要思路是应用质量功能展开技术,建立单个产品的质量屋,确定其最优工程特性值,对每个工程特性进行敏感性分析,并... 详细信息

为使基于产品平台的系列产品更好的满足顾客需求,提出一种基于质量功能展开的方法,可以优化设计可伸缩产品平台。该方法的主要思路是应用质量功能展开技术,建立单个产品的质量屋,确定其最优工程特性值,对每个工程特性进行敏感性分析,并根据所得的工程特性敏感性指标建立优化模型,求得最优的平台工程特性值和非平台工程特性值。优化模型的目标是最大化一个产品族中所有产品变体的顾客满意度的均值,约束主要包括顾客需求和工程特性之间的函数关系以及工程特性之间的自相关函数关系。模型中采用了线性函数形式,并采用回归方法来估计函数中的参数。给出一个工业卡钳的例子来验证所提方法的可行性,案例分析的结果表明,该方法比传统的两阶段方法能获得更好的顾客满意度。

关键词：质量功能展开产品平台顾客满意度

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原点反共振振动机振幅可靠性分析

东北大学学报（自然科学版） 2011年第8期32卷 1169-1172页

作者：焦春旺王倩倩王福斌刘杰东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

分析了原点反共振振动机的原理,以此为基础推导出原点反共振振动机上下质体稳态振幅的表达式.提出了反共振振动机可靠性及可靠激振频率区间的概念,分析了由于加工、安装等误差造成的反共振振动机各元件参数的随机性.基于随机摄动法,对... 详细信息

分析了原点反共振振动机的原理,以此为基础推导出原点反共振振动机上下质体稳态振幅的表达式.提出了反共振振动机可靠性及可靠激振频率区间的概念,分析了由于加工、安装等误差造成的反共振振动机各元件参数的随机性.基于随机摄动法,对反共振振动机的振幅响应进行可靠性分析,对振幅的稳定性条件进行量化,从而获得反共振振动机械可靠工作的激振频率区间,为验证原点反共振振动机参数选择的合理性及寻求可靠工作的激振频率区间提供了一种有效方法.最后进行了算例仿真.

关键词：原点反共振随机摄动法可靠性有效频率范围

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飞秒激光烧蚀光斑的亮度特征及分形维数

激光与光电子学进展 2021年第24期58卷 519-530页

作者：王福斌孙志林华北理工大学电气工程学院河北唐山063210

飞秒激光在微加工过程中衍生的等离子体亮度特征可作为实时反馈的测量信号,因此,研究光斑亮度特征并构造细节信息丰富的高质量亮度变化曲线具有重要意义。首先,针对光斑图像信噪比低、目标区域边缘模糊的情况,采用改进的小波阈值去噪法... 详细信息

飞秒激光在微加工过程中衍生的等离子体亮度特征可作为实时反馈的测量信号,因此,研究光斑亮度特征并构造细节信息丰富的高质量亮度变化曲线具有重要意义。首先,针对光斑图像信噪比低、目标区域边缘模糊的情况,采用改进的小波阈值去噪法对光斑图像进行滤波处理,在不改变光斑亮度水平的情况下得到边缘对比度较高的平滑光斑。然后,采用K均值聚类方法分割光斑图像,将表现为噪声的光晕部分分割出去,只保留亮度有效的区域。最后,提取光斑序列图像的亮度变化曲线,用分形与多尺度软阈值滤波相结合的方法对曲线进行处理,得到含有丰富细节信息的高质量亮度变化曲线。用不同功率的光斑图像计算亮度与分形维数,结果表明,光斑亮度和光斑变换的复杂性均随激光加工功率的增大而增大。

关键词：超快光学飞秒激光等离子体光斑小波处理光斑亮度

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基于改进聚类算法的烧结火焰图像分类

激光与光电子学进展 2022年第2期59卷 441-448页

作者：王福斌王蕊武晨华北理工大学电气工程学院河北唐山063210 唐钢国际工程技术股份有限公司河北唐山063000

烧结机尾断面火焰图像能够最直接有效地反映烧结终点的状态。充分利用火焰断面图像所蕴含的有效信息对烧结终点状态进行分类具有可行性及工程实际意义。提出一种K均值结合图像颜色特征的分类算法,实现对烧结机尾断面火焰烧结状态的分类... 详细信息

烧结机尾断面火焰图像能够最直接有效地反映烧结终点的状态。充分利用火焰断面图像所蕴含的有效信息对烧结终点状态进行分类具有可行性及工程实际意义。提出一种K均值结合图像颜色特征的分类算法,实现对烧结机尾断面火焰烧结状态的分类。首先,对90张火焰图像进行预处理,在烧结机采集的320 m2断面图像上按分辨率3024×1700像素对红火区域进行统一裁剪,提取烧结核心区域。对裁剪图像进行K均值分割,并对K分别为2,3,4的分割图像进行比较,结果表明K为3时的分割结果可以较准确地将火焰的红火区分割出来。其次,由于分割后的图像仍存在其他非红火区域,为了准确地提取红火区的几何特征,进一步对红火区进行颜色特征提取,得到最终的红火目标区域分割图像。最后,将提取的目标图像几何特征作为数据集,采用fuzzy C-means(FCM)算法对烧结终点状态进行分类。与传统FCM算法的分类结果对比表明,所提火焰图像分类算法改善了分类效果。

关键词：火焰图像 K均值分割几何特征模糊聚类

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边缘扩展的皮带撕裂支持向量机视觉检测

中国机械工程 2019年第4期30卷 455-460页

作者：王福斌孙海洋 TU Paul 华北理工大学电气工程学院唐山063009 卡尔加里大学机械制造工程系

提出了基于视觉的皮带撕裂监测方法,并构建了皮带撕裂视觉监控系统。针对皮带输送机运行过程中由于干扰导致的图像退化,采用维纳滤波方法实现了退化图像的复原。为实时识别高速运动的皮带裂纹,采用CamShift算法对快速移动的皮带裂纹序... 详细信息

提出了基于视觉的皮带撕裂监测方法,并构建了皮带撕裂视觉监控系统。针对皮带输送机运行过程中由于干扰导致的图像退化,采用维纳滤波方法实现了退化图像的复原。为实时识别高速运动的皮带裂纹,采用CamShift算法对快速移动的皮带裂纹序列目标图像进行跟踪与捕捉。采用Canny算子对皮带裂纹进行边缘提取,并通过增加一个δ值,使检测到的裂纹边缘向外扩张,从而增加检测到的皮带裂纹权重,获得鲁棒性更高的边缘检测效果。最后,构建了SVM皮带裂纹预报模型,以皮带裂纹图像的像素面积及长宽比几何特征量作为模型输入量,对皮带裂纹状态进行预报。实验表明,提出的皮带撕裂检测方法是有效的。

关键词：皮带撕裂图像分割 Canny边缘提取支持向量机裂纹识别

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基于改进的随机森林算法的烧结状态短期预测

激光与光电子学进展 2022年第18期59卷 372-378页

作者：王福斌王蕊武晨华北理工大学电气工程学院河北唐山063210 唐钢国际工程技术股份有限公司河北唐山063000

充分利用烧结机尾断面的火焰图像所蕴含的有效信息,利用随机森林算法对烧结状态进行短期预测,该算法在工程上具有可行性。为改善随机森林中重要性较低的属性对分类结果的影响,提出了一种基于概率决策的随机森林改进算法,实现对烧结机尾... 详细信息

充分利用烧结机尾断面的火焰图像所蕴含的有效信息,利用随机森林算法对烧结状态进行短期预测,该算法在工程上具有可行性。为改善随机森林中重要性较低的属性对分类结果的影响,提出了一种基于概率决策的随机森林改进算法,实现对烧结机尾断面火焰状态的短期预测。首先,对300张烧结断面火焰图像进行统一预处理,将获得的10个图像几何特征作为输入量;其次,对提取到的10个图像几何特征进行K均值聚类和模糊C均值聚类,根据聚类结果的准确率赋予叶子节点处各个类别出现的概率;最后,实验验证了优化的随机森林算法能提高对烧结状态分类的准确性。

关键词：火焰图像 K均值分割几何特征随机森林

基于激振频率波动的原点反共振振动机的振幅灵敏度

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东北大学学报（自然科学版） 2011年第7期32卷 996-999,1023页

作者：焦春旺刘杰王福斌王倩倩东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

分析了原点反共振振动机的原理,推导了反共振机上下质体稳态振幅表达式.在不考虑参数波动的情况下,针对设计指标上质体稳态振幅5 mm,下质体稳态振幅0.5 mm,以不同的质量比和反共振频率比进行了参数选择.推导了上下质体振幅相对激振频率... 详细信息

分析了原点反共振振动机的原理,推导了反共振机上下质体稳态振幅表达式.在不考虑参数波动的情况下,针对设计指标上质体稳态振幅5 mm,下质体稳态振幅0.5 mm,以不同的质量比和反共振频率比进行了参数选择.推导了上下质体振幅相对激振频率的灵敏度公式,分析了反共振频率比、质量比对上下质体振幅灵敏度的影响.结果表明:上下质体质量比相同,反共振频率比越大,上下质体振幅相对激振频率的灵敏度越低;反共振频率比相同,质量比越小,上质体振幅相对激振频率的灵敏度越低,下质体振幅相对激振频率灵敏度随质量比的变化很小.

关键词：频率波动振动机原点反共振振幅灵敏度