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基于多视立体视觉与Leiden图聚类的多视图直线匹配

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地球信息科学学报 2024年第7期26卷 1629-1645页

作者：兰泽清王竞雪王丽芹辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院阜新123000 辽宁工程技术大学地理空间信息服务协同创新研究院阜新123000 辽阳市国土资源勘查规划院辽阳111000

直线特征的精确匹配对三维模型的重建与优化具有重要意义。但是传统的双视图直线匹配由于视图数量较少导致直线匹配结果鲁棒性较差,且对于存在断裂的直线提取结果,同一直线在不同影像上提取直线的数目不等,导致直线匹配结果完整性较差... 详细信息

直线特征的精确匹配对三维模型的重建与优化具有重要意义。但是传统的双视图直线匹配由于视图数量较少导致直线匹配结果鲁棒性较差,且对于存在断裂的直线提取结果,同一直线在不同影像上提取直线的数目不等,导致直线匹配结果完整性较差。针对上述问题,本文提出多视图立体视觉(Multiple View Stereo,MVS)与Leiden图聚类相结合的多视图直线匹配算法。该算法首先使用直线提取算法和MVS三维重建算法对输入的多视影像分别进行直线信息提取和多视图三维信息提取,得到各视图上的直线与覆盖多视图场景的稠密三维点及其相关信息,并以此构建直线描述符;接着通过三维直线投影角度约束、点-线位置关系约束及同名点约束对匹配候选进行筛选,并根据各视图上直线间的相似性关系以各视图上的直线为节点,直线间的相似性得分为边权重构建无向图,同时剔除无向图中由单个节点构成的连通分量,得到连通分量集合,即初始匹配结果;最后对各个连通分量的节点基于同视图共线约束进行重构,得到子无向图,并对子无向图节点使用Leiden算法进行聚类。最终在多视影像上得到精确的直线匹配结果。本文选取大疆无人机拍摄的2组影像以及网上公开的1组影像进行实验。实验结果表明,采用本文算法获得的直线匹配结果较对比算法在直线匹配数目以及匹配正确率上均有所提升。

关键词：多视图直线匹配特征匹配几何约束无向图稠密三维点多视图立体视觉 Leiden算法

基于S7-1500PLC的矿井提升机控制系统的优化设计

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基于S7-1500PLC的矿井提升机控制系统的优化设计

作者：兰永平北方民族大学

学位级别：硕士

矿井提升机被誉为煤矿的“咽喉”设备,对于煤矿的安全生产至关重要。本文针对其提升工艺流程,基于S7-1500PLC设计了一套以硬件的形式实现冗余控制功能的控制系统,旨在进一步提高矿井提升机的工作效率和安全可靠性。首先从立井提升机的... 详细信息

矿井提升机被誉为煤矿的“咽喉”设备,对于煤矿的安全生产至关重要。本文针对其提升工艺流程,基于S7-1500PLC设计了一套以硬件的形式实现冗余控制功能的控制系统,旨在进一步提高矿井提升机的工作效率和安全可靠性。首先从立井提升机的机械机构和关键控制技术的分析出发,在明确其提升工艺流程的基础上,根据S7-1500PLC的独特控制功能优势,设计了一套基于PRIFIENT通信的硬件冗余主控系统,包括总体方案设计、硬件设备选型、软件程序设计、调速控制算法研究,该系统可实现主、备控制器的无扰切换,全面保障了主控系统的可靠性。其次,选用永磁同步电机(PMSM)代替原有电励磁交流电机作为主拖动电机,以提高主拖动电机的工作效率并降低损耗。针对常规PMSM矢量控制变频调速系统存在的缺陷,本文对其中的速度调节器的控制算法进行了改善,以自适应模糊PI控制算法来代替传统PI控制算法,进一步提高了PMSM的动态性能和稳态性能。通过仿真对比分析发现,PMSM在自适应模糊PI控制算法下的输出响应明显得到改善,超调消除,响应速度加快,系统稳定性进一步提高。最后,针对矿井提升机维护周期长的问题,基于巨控云平台开发设计了远程智能运维系统,经测试,该系统通信稳定,数据传输速度快,可准确无误的与主控系统进行数据交互,可以实现对矿井提升机运行状况的实时监控和故障预警。

关键词：矿井提升机 S7-1500PLC 硬件冗余自动控制远程运维

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大班幼儿深度学习的教师支持研究

大班幼儿深度学习的教师支持研究

作者：朱允兰贵州民族大学

学位级别：硕士

深度学习作为一种以问题解决为导向的学习方法,受到教育领域研究的广泛关注。深度学习对于幼儿持续发展的重要价值在于,逐渐培养起幼儿积极主动、认真专注、不怕困难等良好学习品质,促进幼儿进行有意义的学习。然而教师作为幼儿深度学... 详细信息

深度学习作为一种以问题解决为导向的学习方法,受到教育领域研究的广泛关注。深度学习对于幼儿持续发展的重要价值在于,逐渐培养起幼儿积极主动、认真专注、不怕困难等良好学习品质,促进幼儿进行有意义的学习。然而教师作为幼儿深度学习的忠实支持者,对何时支持、怎样支持幼儿深度学习存在疑惑和困难,并在教育实践活动过程中出现深度学习理论与实践相分割的现象。因此,本研究致力于幼儿深度学习的教师支持研究,探讨教师如何对幼儿深度学习提供具体有效地支持和引导。首先,本研究基于深度学习视角探讨教师支持的条件。采用文献法对收集到的相关文献资料进行梳理和分析,厘清幼儿深度学习、教师支持与问题解决为导向的涵义、特征及其在教学实践中的具体实施状况,为深度学习的教师支持研究奠定理论基础。再结合观察法与访谈法深入了解G市H园幼儿深度学习的教师支持的现状,分别从教师、幼儿、环境及家长四个层面对幼儿深度学习的教师支持条件进行分析梳理,归纳总结该园能够进行幼儿深度学习的现实条件。其次,在对幼儿深度学习的教师支持条件进行分析和梳理的基础上,结合教师在幼儿园体育活动、游戏活动以及生活活动中为促进幼儿深度学习所提供的具体支持的实践案例进行深度剖析。探寻出幼儿深度学习的教师支持的方式分别体现在认知支持、情感支持、自主支持和无为支持四个方面,并且幼儿在深度学习的活动过程中呈现出了预设性与生成性、自主性与探究性、互动性与留白性、连续性与持久性的特征。然而,在对幼儿深度学习的教师支持的实践过程进行深入分析时,发现教师存在对幼儿问题回应浅层化、对幼儿活动准备不够充分、对幼儿活动引导不够深入、对幼儿活动观察敏感度低等现实困境。基于此,本研究主要从教师对幼儿深度学习的理念认识、教师观察与发现问题的能力、教师与幼儿的互动技能及教师对幼儿深度学习的重视程度来探寻制约幼儿深度学习的因素。最后,本研究根据幼儿深度学习的教师支持存在的现实困境及制约因素总结得出:为更好地促进幼儿活动持续且深入地发展,实现幼儿活动的深度参与、深入学习、深刻体验,教师需要进一步深化深度学习理念,提升支持能力;聚焦问题情境,强化问题意识;加强观察记录,增强观察能力;最后形成评价反思,调整支持方式。

关键词：幼儿深度学习教师支持问题解决

基于问题驱动的高中数学探究式教学应用研究 ——以三角函数章节为例

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基于问题驱动的高中数学探究式教学应用研究 ——以三角函数章节...

作者：郑焱兰喀什大学

学位级别：硕士

不同去柱工况下多层钢框架结构抗连续倒塌机理研究

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工程力学 2024年第4期41卷 140-150页

作者：李治原小兰薛天琦钱凯广西建筑新能源与节能重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学土木建筑工程学院广西桂林541004

为探究不同去柱工况对多层钢框架结构抗连续倒塌性能影响,分别对中柱失效和角柱失效工况的2层2跨钢框架梁-柱子结构进行Pushdown加载试验,研究其在倒塌过程中的抗力曲线和破坏模式。试验结果表明:中柱失效下钢框架主要依靠弯曲机制和悬... 详细信息

为探究不同去柱工况对多层钢框架结构抗连续倒塌性能影响,分别对中柱失效和角柱失效工况的2层2跨钢框架梁-柱子结构进行Pushdown加载试验,研究其在倒塌过程中的抗力曲线和破坏模式。试验结果表明:中柱失效下钢框架主要依靠弯曲机制和悬链线机制抵抗外加荷载,且悬链线机制具有一定的滞后性;而角柱失效下钢框架主要依靠弯曲机制抵抗倒塌,且由于空腹效应的存在,可以有效提高结构的抗倒塌承载力。随后通过有限元软件ANSYS/LS-DYNA对所研究试件进行数值模拟,并对现实场景中可能出现的6种去柱工况分别进行抗连续倒塌分析。通过对比6种去柱工况钢框架结构的抗力曲线和抗倒塌风险可知:不同去柱工况下的钢框架结构水平约束条件不同,从而空腹效应发展也不尽相同;考虑空腹效应并考虑单位面积结构的承载力时,邻角柱失效与邻边柱失效工况下的钢框架结构具有较高的倒塌风险。

关键词：钢框架结构不同去柱工况 Pushdown试验有限元分析连续倒塌

基于改进鲸鱼算法的无刷直流电机转速控制方法研究

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基于改进鲸鱼算法的无刷直流电机转速控制方法研究

作者：兰淼淼长春工业大学

学位级别：硕士

无刷直流电机由于具有高效率、高功率密度、高转速范围和运行可靠等特点被广泛的应用于国防、航空航天等领域,但无刷直流电机存在的转矩波动大、启动抖动明显等问题,严重限制了其在高性能系统中的应用。为了消除或抑制这类问题并降低电... 详细信息

无刷直流电机由于具有高效率、高功率密度、高转速范围和运行可靠等特点被广泛的应用于国防、航空航天等领域,但无刷直流电机存在的转矩波动大、启动抖动明显等问题,严重限制了其在高性能系统中的应用。为了消除或抑制这类问题并降低电机使用成本,目前的研究重点主要是电机本体改进、控制策略优化、控制器及观测器改进等方面。本文针对无刷直流电机的控制问题,展开如下研究:(1)指出研究目的及意义,对现有的研究方法进行总结与分析,指出现有方法存在的问题,为本文研究方法指明方向。此外,详细阐述了无刷直流电机的结构、工作原理,并推导了电机数学模型。(2)提出一种改进鲸鱼算法优化PID的无刷直流电机转速控制方法。针对电机系统存在的超调现象、鲸鱼算法易陷入局部最优解等问题,采用高斯变异因子、自适应权重因子和动态阈值相结合的办法对鲸鱼算法进行优化,从而寻找PID参数的最优解,有效解决电机控制器在转速输出波形存在的超调及抖动等现象。在MATLAB/Simulink环境中建立无刷直流电机调速仿真模型,将改进鲸鱼算法优化的PID转速控制方法与同类方法作对比,仿真结果表明改进鲸鱼优化PID的无刷直流电机转速控制方法具有更快的收敛速率,更小的超调现象和更好的鲁棒性。(3)提出一种基于改进鲸鱼算法优化超螺旋滑模观测器的无刷直流电机转速控制方法。针对鲸鱼算法优化PID转速控制输出波形存在的抖阵现象,以及传统滑模观测器中非光滑的符号函数在切换过程中出现较大的抖动问题,在电机控制系统中引入超螺旋滑模观测器,以降低符号函数带来的抖动现象。此外,在超螺旋滑模观测器中引入模糊逻辑来解决超螺旋滑模观测器对上界函数过高依赖,并且采用鲸鱼算法自适应调整模糊规则,以最小化积分绝对误差为适应度函数,从而获得最优的边界函数值。在MATLAB/Simulink环境中建立无刷直流电机调速仿真模型,将提出方法与同类方法作对比,对比实验结果表明,在改进鲸鱼优化模糊超螺旋滑模观测器的仿真条件下,电机控制系统的整体响应速度加快、抗干扰能力加强、转矩波动降低。本文针对无刷直流电机转速控制系统存在超调及抖动等问题,提出了两种优化方法,并在建立的电机转速控制仿真模型上进行了多种工况下的性能测试,结果表明所提出的方法能有效提高无刷直流电机控制系统的稳定性,具有良好的理论和实用价值。

关键词：无刷直流电机 PID控制鲸鱼算法滑模观测器模糊控制