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基于投影栅线法的柱状药表面粘接剂厚度检测方法研究

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基于投影栅线法的柱状药表面粘接剂厚度检测方法研究

作者：石兵华中北大学

学位级别：硕士

某柱状药外表面需粘贴一个包覆衬套,两者之间的粘接质量直接决定了该柱状药的发射性能，而刮涂的粘接剂的厚薄是影响药柱和包覆层粘接质量的主要因素之一。因此研究一种非接触式的粘接剂厚度自动检测方法，对保证柱状药的性能具有重要... 详细信息

某柱状药外表面需粘贴一个包覆衬套,两者之间的粘接质量直接决定了该柱状药的发射性能，而刮涂的粘接剂的厚薄是影响药柱和包覆层粘接质量的主要因素之一。因此研究一种非接触式的粘接剂厚度自动检测方法，对保证柱状药的性能具有重要的实际意义。投影栅线法是一种基于结构光的三维轮廓的重建方法，本文将该方法扩展应用于柱状药表面的粘接剂厚度测量中，提出了基于投影栅线法的柱状药表面粘接剂厚度检测方法。本文研究了投影栅线法测量物体三维轮廓的原理，并验证了将该方法应用到柱状药表面粘接剂厚度测量中的可行性，结合测量原理和现场实施环境设计了以三角法为基础的系统光学结构，这种光学结构保证了检测系统的高精度性和高稳定性。本文重点研究了以傅里叶变换轮廓术法为基础的光栅条纹图像处理，为了使光栅条纹图像处理算法更好的满足测量需求，对传统的傅里叶变换轮廓术进行了改进研究，主要有基于最小二乘曲线拟合的条纹非线性校正法、基于加窗傅里叶变换的条纹图像频谱分析、基于平顶高斯滤波器的基频信号提取以及将新的系统标定模型应用到药柱表面高度标定中。对该检测系统进行了多次模拟实验，实验过程稳定，且每次测量结果与标准值基本接近，最大误差不超过0.02mm，这说明了本文检测方法的重复性和一致性较好。同时，本文的检测系统可以检测不同尺寸规格的药柱表面粘接剂的厚度，说明该检测方法具有普适性。

关键词：投影栅线法柱状药厚度测量傅里叶变换轮廓术

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船舶操纵运动仿真中改进变步长龙格库塔算法

华中科技大学学报（自然科学版） 2017年第7期45卷 122-126页

作者：张华军谢呈茜苏义鑫石兵华武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070

针对船舶四自由度操纵运动仿真对运算速度和精度的要求,提出了一种改进的变步长龙格库塔算法以求解船舶动力学和运动学方程.该算法每一次迭代求解过程中在局部将各运动姿态与步长转化为线性关系,根据各姿态实际相对误差与给定相对误差... 详细信息

针对船舶四自由度操纵运动仿真对运算速度和精度的要求,提出了一种改进的变步长龙格库塔算法以求解船舶动力学和运动学方程.该算法每一次迭代求解过程中在局部将各运动姿态与步长转化为线性关系,根据各姿态实际相对误差与给定相对误差允许值之间的比值来调整步长,使得步长能够根据微分方程梯度变化情况进行自动调整.以某大型货船四自由度模型为对象,对比分析了本文变步长算法、定步长龙格库塔算法和常规变步长龙格库塔算法的仿真性能,结果表明变步长算法具有更快的运算速度和响应速度,非常适用于船舶操纵运动的一般仿真研究.

关键词：龙格库塔算法变步长船舶操纵四自由度动力学方程

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水面无人艇的抗追捕-逃跑策略

哈尔滨工程大学学报 2018年第6期39卷 1019-1025页

作者：苏义鑫石兵华张华军李子璇王晨武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070 中国船舶重工集团第722研究所湖北武汉430079

针对美国海军的"蜂群"水面无人艇战术,本文研究了水面无人艇在受到多艘敌艇追捕情况下的逃跑路径规划问题。在多障碍物环境模型下,考虑水面无人艇的实际体量和操纵性能约束,提出了一种基于阿波罗尼奥斯圆和安全裕量的敌方水面无人艇威... 详细信息

针对美国海军的"蜂群"水面无人艇战术,本文研究了水面无人艇在受到多艘敌艇追捕情况下的逃跑路径规划问题。在多障碍物环境模型下,考虑水面无人艇的实际体量和操纵性能约束,提出了一种基于阿波罗尼奥斯圆和安全裕量的敌方水面无人艇威胁区域建模方法。根据威胁区域确定了水面无人艇的被包围状态集和抗追捕-逃跑策略集,并通过两个集合之间的映射关系自主调整逃跑方向。仿真结果表明本文的策略能有效避免我方水面无人艇被敌方捕获,对提高水面无人艇的环境适应性和自主性具有积极意义。

关键词：水面无人艇追捕-逃跑阿波罗尼奥斯圆环境建模逃跑策略回转性能约束条件路径规划

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基于傅里叶变换轮廓术的药柱外型尺寸检测

弹箭与制导学报 2013年第3期33卷 174-176页

作者：石兵华王召巴金永中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051

在弹药制造过程中,药柱外型尺寸将直接影响弹药的性能。针对人工检测效率低且重复性不好以及传统机器视觉普适性差的特点,提出了基于傅里叶变换轮廓术的检测方法。该方法采用面阵CCD相机采集受药柱表面调制的光栅云纹图像,再对图像进行... 详细信息

在弹药制造过程中,药柱外型尺寸将直接影响弹药的性能。针对人工检测效率低且重复性不好以及传统机器视觉普适性差的特点,提出了基于傅里叶变换轮廓术的检测方法。该方法采用面阵CCD相机采集受药柱表面调制的光栅云纹图像,再对图像进行矫正、相位提取及重建,最后通过尺寸标定得到药柱三维尺寸。实验结果表明,该方法能同时检测多个药柱的尺寸,极大地提高了检测效率,能检测出药柱的微小变形,检测误差在0.2%以内。

关键词：药柱傅里叶变换轮廓术云纹矫正相位拼接尺寸检测

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关于提高傅里叶变换轮廓术测量精度的研究

应用光学 2013年第5期34卷 845-848页

作者：郭文静石兵华金永中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051

针对傅里叶变换轮廓术在实际测量中容易受到光学成像系统和计算方法的影响而使得测量结果不精确的现象,提出基于最小二乘法的条纹图像预处理技术,并讨论了滤波器的设计、相位展开的方法及系统标定模型对测量结果的影响。实验表明,改进... 详细信息

针对傅里叶变换轮廓术在实际测量中容易受到光学成像系统和计算方法的影响而使得测量结果不精确的现象,提出基于最小二乘法的条纹图像预处理技术,并讨论了滤波器的设计、相位展开的方法及系统标定模型对测量结果的影响。实验表明,改进后的方法其测量误差在2%以内。

关键词：傅里叶变换轮廓术预处理滤波器相位展开系统标定

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柱状药表面的粘接剂厚度测量方法

固体火箭技术 2014年第1期37卷 139-142页

作者：金永石兵华王召巴郭文静陈友兴中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室/电子测试技术国家重点实验室太原030051

某柱状药表面粘接剂的厚度直接影响药柱与包覆衬套之间的粘接质量,为全面测量其厚度,将药柱固定于旋转平台上,分别采集刮涂前后的投影到药柱表面的变形条纹图像,采用傅里叶变换法求解出相位,并根据成像系统之间的位置关系,得到刮涂前后... 详细信息

某柱状药表面粘接剂的厚度直接影响药柱与包覆衬套之间的粘接质量,为全面测量其厚度,将药柱固定于旋转平台上,分别采集刮涂前后的投影到药柱表面的变形条纹图像,采用傅里叶变换法求解出相位,并根据成像系统之间的位置关系,得到刮涂前后的药柱表面高度。将前后2次得到高度值进行对应点的相减运算,即可得到粘接剂的厚度。实验结果表明,该方法可实现柱状药表面的粘接剂厚度的全面的非接触测量,整体测量精度可达到0.035 mm。

关键词：药柱粘接剂厚度投影栅线法相位重建

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水面无人艇航迹规划算法设计与仿真

武汉理工大学学报 2016年第6期38卷 84-88页

作者：苏义鑫石兵华张华军武汉理工大学自动化学院武汉430070

针对水面无人艇在复杂多变的海洋环境下,其航迹实时规划难度较大的问题,提出了一种基于简单模型的无人艇航迹规划算法。根据由电子海图获得的静态障碍物信息,建立航行海区的全局静态环境模型,再利用粒子群优化算法进行全局航迹规划得到... 详细信息

针对水面无人艇在复杂多变的海洋环境下,其航迹实时规划难度较大的问题,提出了一种基于简单模型的无人艇航迹规划算法。根据由电子海图获得的静态障碍物信息,建立航行海区的全局静态环境模型,再利用粒子群优化算法进行全局航迹规划得到参考航迹;当无人艇沿着参考航迹航行时,建立基于雷达探测的局部动态威胁模型,并按提出的动态威胁规避策略实时调整航行轨迹。仿真结果验证了该算法的可行性,提高了水面无人艇对海洋环境的适应性,可得到比较理想的航迹路线。

关键词：水面无人艇粒子群算法全局航迹规划实时航迹规划

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智能船舶航行场景复杂度感知方法研究

中国海洋大学学报（自然科学版） 2023年第9期53卷 147-153页

作者：石兵华王晨郭佳邸忆苏义鑫崔玉定湖北经济学院信息工程学院人工智能系湖北武汉430205 中国船舶集团有限公司第七二二研究所湖北武汉430202 武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070 武汉科技大学汽车与交通工程学院湖北武汉430081

为了解决智能船舶测试场景构建中的长尾问题并提高其测试效率,提出一种基于视觉图像的航行场景复杂度感知方法。本文从图像纹理特征分析出发,构建航行场景复杂度与特征指标之间的数学模型。首先,采用灰度共生矩阵对待测试图像信息进行... 详细信息

为了解决智能船舶测试场景构建中的长尾问题并提高其测试效率,提出一种基于视觉图像的航行场景复杂度感知方法。本文从图像纹理特征分析出发,构建航行场景复杂度与特征指标之间的数学模型。首先,采用灰度共生矩阵对待测试图像信息进行特征提取,并利用能量、熵、对比度、逆差矩和相关性等多个参数组成特征向量。接着,提出利用集成学习AdaBoost网络模型进行船舶航行场景复杂度感知,即利用大量的图片对所提模型进行训练和学习,获得场景复杂度与各指标之间的非线性数据感知模型。通过在不同数据集上的不同方法进行对比,实验结果表明该感知模型能够真实的反应船舶航行场景的复杂程度,获得结果与人类视觉感知的结果基本一致,其对智能船舶自主航行场景设计与构建都具有的参考价值。

关键词：智能船舶自主航行视觉感知航行场景复杂度感知纹理特征 AdaBoost算法

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新工科背景下线上线下混合式教学模式的探索与研究——以“机器学习”课程为例

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教师 2023年第31期 120-122页

作者：石兵华吴路遥湖北经济学院信息工程学院湖北武汉430205

随着人工智能和大数据技术的高速发展,与人工智能相关的专业教学模式亟须创新和改革。当前,教育部十分重视新工科的建设,并多次强调必须加快新兴工科的发展步伐。在此背景下,文章作者针对线上线下混合式教学模式展开研究。以“机器学习... 详细信息

随着人工智能和大数据技术的高速发展,与人工智能相关的专业教学模式亟须创新和改革。当前,教育部十分重视新工科的建设,并多次强调必须加快新兴工科的发展步伐。在此背景下,文章作者针对线上线下混合式教学模式展开研究。以“机器学习”课程为例,在教师线下授课的基础上,搭建人工智能相关专业在线学习资源实践平台,建设在线学习资源,借此构建出一套线上线下混合式教学模式,并与课后的学赛结合,实现三重保障,研究发现这种混合式教学模式符合新工科背景下对人工智能相关专业的学习要求。

关键词：新工科人工智能机器学习线上线下教学模式