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基于深度学习的气液交界面动态测量系统研究

基于深度学习的气液交界面动态测量系统研究

作者：张景驰河北大学

学位级别：硕士

气液两相流在自然界和工业领域中普遍存在,它在石油化工、冶金炼钢、核能发电等多个领域均扮演着重要角色。气液交界面的测量是气液两相流研究中的关键任务之一,旨在实现对气液交界的自动化检测,并进行相应的后续处理。现阶段对气液两... 详细信息

气液两相流在自然界和工业领域中普遍存在,它在石油化工、冶金炼钢、核能发电等多个领域均扮演着重要角色。气液交界面的测量是气液两相流研究中的关键任务之一,旨在实现对气液交界的自动化检测,并进行相应的后续处理。现阶段对气液两相流气液交界面的实时测量以及数据的传输和保存的研究尚且不足。激光诱导荧光和粒子图像测速等技术所需的设备成本高、设计精密,不适用于工业现场和恶劣环境测量。因此如何以较低成本实现气液交界面的动态测量在工业上具有重大意义。本文围绕气液交界特征参数的实时测量需求,设计了一套基于深度学习的气液交界面动态测量系统。通过使用多台高速相机捕捉不同流量下气液两相流的气液交互现象,构建数据集。设计图像处理算法,在目标检测的基础上进行实例分割,添加追踪算法,实现对气液交界面的识别,分割,追踪。对网络进行优化处理,提升检测速度。设计用户友好的GUI交互界面,包括图像显示、信号源输入、模型选择、流型识别以及气液交界面几何特征信息展示等功能。该系统实现了对气液交界面几何特征,气泡速度,运动轨迹,体积含气率,两相流流型的动态测量。本论文取得了如下研究成果:(1)设计了一套气液交界面检测算法。通过搭建气液两相流实验检测平台,利用多台高速相机拍摄,并结合对抗网络制作数据集。该算法实现了气液交界面的准确识别和分割,检测精度达到92.2%,为提取气液两相流信息提供了实验数据支持。(2)提出了气液交界面的追踪模型。实现了对气液交界中气泡的追踪,分析得到气液交界的动态变化、运动轨迹、气泡的几何特征和速度信息,为开发气液交界面的动态测量系统奠定了基础。(3)设计了气液交界面的动态测量系统。通过对检测网络进行优化,提高了检测速度,检测每张图片仅需14ms。设计了用户友好的GUI交互界面,支持图片、视频、摄像头等不同方式的检测。并能够实时显示气液交界面检测信息,实现了对气液交界面的动态测量。

关键词：气液两相流深度学习目标检测气液交界分割动态测量

汾酒集团基层员工培训有效性的影响因素及优化措施

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汾酒集团基层员工培训有效性的影响因素及优化措施

作者：潘宇驰山西财经大学

学位级别：硕士

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基于点云的破片穿孔检测方法研究

基于点云的破片穿孔检测方法研究

作者：张艺驰西安工业大学

学位级别：硕士

静爆威力试验可以对弹药爆炸毁伤威力效果进行定量评估,是战斗部设计、改进及定型验收环节的直接依据,其中对靶板上破片穿孔进行检测与分析,测定破片空间分布,对弹药毁伤效能评估具有十分重要的理论意义和研究价值。静爆试验后,由于冲... 详细信息

静爆威力试验可以对弹药爆炸毁伤威力效果进行定量评估,是战斗部设计、改进及定型验收环节的直接依据,其中对靶板上破片穿孔进行检测与分析,测定破片空间分布,对弹药毁伤效能评估具有十分重要的理论意义和研究价值。静爆试验后,由于冲击波的作用,靶板一般会发生形变,传统人工和二维图像方法会忽略形变或者采用统一形变参数假设进行处理,导致靶板上的破片穿孔定位不准确,而三维点云方法可以获得靶板的形变量,为破片穿孔准确检测提供了新的技术思路。因此,本文基于三维点云获取静爆场景信息,对靶板进行提取,对破片穿孔进行检测和二维参数化定位,提升破片穿孔检测精确度,其主要工作如下:(1)针对点云存在背景干扰和噪声的问题,设计了一种k邻域搜索的聚类去噪方法。该方法针对点云分布不均匀而引起的k邻域搜索范围不稳定问题,结合点云密度分布策略,改进了一种基于动态网格的k邻域搜索算法,对未呈现拓扑结构信息的点云邻域建立空间索引,以利于进一步邻域处理;针对点云数据中的复杂背景干扰问题,根据目标与背景点云的密度分布,采用DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)去噪算法剔除了复杂背景,并提取了靶板区域;针对在点云采集时,破片穿孔边缘部分存在较大的噪声,影响后续处理的问题,结合破片穿孔部分噪声密度分布,通过自适应邻域半径选取,改进DBSCAN聚类去噪算法,聚类破片穿孔边界噪声,达到去噪的目的,为后续破片穿孔检测和二维参数化提供数据基础。(2)针对传统边界检测算法参数依赖性强、对点云密度敏感的问题,提出一种基于局部邻域微切平面的边界检测算法。该方法利用局部邻域的微切平面,考虑了局部点的分布情况,不依赖全局参数,设计了点云邻域相对质心的分布和自适应垂线夹角阈值的边界点判定策略,结合边界点的分布特点并采用单边生长排序算法来剔除伪边界。(3)针对破片穿孔的二维参数精确测量问题,设计了一种点云参数化方法。该方法针对破片穿孔内边界引起的参数化形变大的问题,基于特征平面对破片穿孔插值,基于径向基函数构建破片穿孔隐式曲面,利用插值点映射隐式曲面来修补破片穿孔;结合靶板的变形程度,确定三角网格分辨率,对修补后的靶板点云进行局部德劳内三角剖分,构建出正确的拓扑结构,提高靶板表面细节信息。针对靶板外边界引起的参数化形变大的问题,结合虚拟外边界进行ABF++(Angle Based Flattening Plus Plus)参数化,基于角度和约束项构建靶板三角网格能量,有效降低了参数化的形变。最后,对靶板点云进行破片穿孔检测和破片穿孔二维参数化分别进行实验验证,实验结果表明,本文方法检测精度达到了93.2%;参数化的角度畸变和面积畸变达到25.994°、1.260%,相较于直接ABF++参数化降低了22.01%、7.691%,在破片穿孔检测和破片穿孔二维参数化方面表现出更好的能力;检测到的三维质心坐标,与实测质心坐标的平均二维欧氏距离误差为0.058mm,参数化后的平均二维欧氏距离误差为0.206mm,表明本文所提出方法在破片穿孔检测和二维参数化精确测量中的有效性和实用性。

关键词：破片穿孔检测 k邻域搜索边界检测破片穿孔修补靶板三角网格参数化

索杆张力结构动力响应重构与高精度非测点筛选

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索杆张力结构动力响应重构与高精度非测点筛选

作者：朱驰江西理工大学

学位级别：硕士

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针对可搜索加密的查询恢复攻击方案研究

针对可搜索加密的查询恢复攻击方案研究

作者：邰宇驰河北大学

学位级别：硕士

用户数据量激增使得本地存储跟不上需求,云存储因低成本而流行,但也带来数据安全担忧。可搜索加密方案应运而生,允许用户在云端搜索加密数据,是安全研究的焦点。然而,为提升搜索效率,方案可能会泄露自认为无关隐私的信息,例如访问与搜... 详细信息

用户数据量激增使得本地存储跟不上需求,云存储因低成本而流行,但也带来数据安全担忧。可搜索加密方案应运而生,允许用户在云端搜索加密数据,是安全研究的焦点。然而,为提升搜索效率,方案可能会泄露自认为无关隐私的信息,例如访问与搜索模式,而好奇的服务器可能利用这些信息猜测用户查询的关键字。现有的大多数攻击方案只有在有利条件下才能超过30%的恢复准确率。当辅助信息相关性较弱时,使用统计信息的推断攻击方案准确率较低,且其执行时间也需要很久。多关键字查询恢复攻击较单关键字的查询恢复攻击难度提升巨大,主要因为涉及的变量更多,组合空间更大,恢复过程更为复杂。攻击者需要处理的可能关键字组合数量呈指数级增长。针对上述问题,研究方案如下:(1)设计基于统计信息的迭代查询恢复攻击方法,与现有的大部分攻击方案不同,攻击者不需要掌握用户明文文档的相关知识,攻击者只需要利用关键字分布与客户文档相似的文档集,这在现实中较容易获取。攻击者还掌握极少量可以被服务器删除的已知查询,并通过被动的观测服务器与客户端的搜索行为,得到并提炼出对攻击有用的统计信息。迭代地处理并凝练统计信息,提升攻击的恢复准确率。即使不知道客户端存储的文档的确切背景知识,攻击依然可以达到约95%的准确度。实验结果表明,攻击不仅在准确度上优于其他攻击方案,执行速度也快于其他方案,最大可以达到10～3秒的差异。(2)设计基于线性求解器的多关键字查询恢复攻击方法,为了使攻击能够支持多关键字查询恢复,将上面的攻击方案进行改造。面对难度急剧提升的多关键字查询恢复攻击,利用线性求解器求解多关键字查询恢复。线性求解器用于在给定的约束条件下求解包含已知查询和辅助信息的查询恢复模型,以找到所有可能的关键字陷门对应关系。方案还利用CUDA来进行矩阵计算,进一步提升攻击的执行速度。攻击通过对搜索和访问模式的泄露数据进行分析,来成功恢复出用户查询请求的具体内容。在不同设置下进行实验,分析并展示了该攻击方案的有效性。

关键词：数据外包安全可搜索加密查询恢复攻击模式泄露多关键字查询