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基于机器视觉的齿轮缺陷检测方法研究

基于机器视觉的齿轮缺陷检测方法研究

作者：王海腾天津职业技术师范大学

学位级别：硕士

由于锻造工艺的原因,新生产的汽车齿轮表面经常会出现缺陷,使用带有缺陷的齿轮极易导致安全事故的发生,因此对新生产的汽车齿轮进行缺陷检测是一道十分重要的工序。本文以汽车齿轮缺陷检测为研究内容,搭建了汽车齿轮缺陷检测系统,使用... 详细信息

由于锻造工艺的原因,新生产的汽车齿轮表面经常会出现缺陷,使用带有缺陷的齿轮极易导致安全事故的发生,因此对新生产的汽车齿轮进行缺陷检测是一道十分重要的工序。本文以汽车齿轮缺陷检测为研究内容,搭建了汽车齿轮缺陷检测系统,使用基于深度学习的目标检测算法对汽车齿轮的端面和齿面进行缺陷检测,通过试验验证方法的有效性和实用性。本文的主要研究工作包括:1.根据齿轮缺陷检测任务的实际需求,制定详细的工作方案。设计了汽车齿轮缺陷检测系统的整体结构和齿轮缺陷检测流程。完成工业相机、工业镜头和光源的选型,分析并选取合适的光源照明方式,最终搭建齿轮图像硬件采集平台,完成汽车齿轮端面和齿面图像数据的采集工作。2.对收集到的汽车齿轮图像数据进行筛选,完成齿轮端面和齿面数据集的构建。使用标注工具对齿轮端面和齿面数据集进行缺陷标注,对数据集中各缺陷数量进行统计。研究基于深度学习的YOLOv8s算法的网络结构和YOLOv8s算法提供的图像数据增强技术,选取有效的图像数据增强技术丰富齿轮数据集的多样性,提高算法模型的泛化能力和鲁棒性。3.针对YOLOv8s算法在汽车齿轮齿面上缺陷检测精度低的问题,对YOLOv8s算法的网络进行改进。在YOLOv8s网络中加入CBAM注意力机制,帮助YOLOv8s算法能够忽视图像中的无关背景区域,仅关注齿轮缺陷区域。在算法中增加小目标检测层,将浅层的特征图与深层的特征图拼接后的结果送入小目标检测层,提升YOLOv8s算法对齿轮小目标缺陷的检测能力。采用基于深度可分离卷积的Mobile Net v3对YOLOv8s网络进行轻量化处理,解决由于增加CBAM注意力机制和小目标检测层导致的计算量增加和检测速度降低的问题。4.将训练好的齿轮端面和齿轮齿面缺陷检测模型部署在汽车齿轮缺陷检测系统中,完成实际的汽车齿轮缺陷检测任务,并对试验结果进行分析,验证了原始YOLOv8s算法在汽车齿轮端面缺陷检测任务上的实用性和改进的YOLOv8s算法在汽车齿轮齿面缺陷检测任务上的实用性。

关键词：机器视觉深度学习齿轮缺陷检测 YOLOv8s 图像处理

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铌氧化合物的合成与电化学性能研究

铌氧化合物的合成与电化学性能研究

作者：马文腾燕山大学

学位级别：硕士

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面向可解释性的多目标推荐模型研究

面向可解释性的多目标推荐模型研究

作者：常腾太原科技大学

学位级别：硕士

2219/2195异种合金搅拌摩擦焊接头性能及腐蚀行为研究

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2219/2195异种合金搅拌摩擦焊接头性能及腐蚀行为研究

作者：朱晓腾北京石油化工学院

学位级别：硕士

2195Al-Li合金被广泛认为是航天领域第三代铝结构件材料,在燃料贮箱方面已经成功部分替代2219Al-Cu合金,成为未来运载火箭燃料贮箱的主体材料,与现行的航天第二代2219Al-Cu合金联合使用可减轻航天器的重量并降低成本。搅拌摩擦焊（Frict... 详细信息

2195Al-Li合金被广泛认为是航天领域第三代铝结构件材料,在燃料贮箱方面已经成功部分替代2219Al-Cu合金,成为未来运载火箭燃料贮箱的主体材料,与现行的航天第二代2219Al-Cu合金联合使用可减轻航天器的重量并降低成本。搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding,FSW）作为一种固态连接技术,解决了传统焊接的难焊、不可焊等问题,特别适合同种及异种高强铝合金的焊接。本文通过工艺优化实现2219与2195异种合金FSW高质量焊接,并探究不同服役环境下焊接接头的腐蚀行为与机理。工艺优化试验表明,当2219合金置于前进侧、焊接参数为800rpm和400mm/min时,可获得结合良好无缺陷的接头,成功实现2219Al-Cu与2195Al-Li异种合金FSW的高质量焊接。焊核区的晶粒随转速增加而增大,随焊速增加而减小,从上至下晶粒逐渐细化且沉淀相尺寸减小。接头最高硬度为125.84HV,达到2195母材的69.91%和2219母材的89.89%。常温、低温（-196℃）、高温（150℃）拉伸实验表明,接头均在2219侧低硬度区断裂。焊核区与热机械影响区发生T1强化相的溶解,但由于细晶强化与位错运动,使其抗拉强度仍高于低硬度区。接头抗拉强度在常温状态下为350MPa,低温状态下为420MPa,高温状态下为250MPa,常温下的抗拉强度高于高温、低于低温条件,低温断口呈现阶梯状形貌。电化学实验表明,焊核区的腐蚀电位高于母材,此区域Al2Cu和S′相的出现使得Cu元素含量增加,导致腐蚀电位提高。提高焊速可提升整个接头的腐蚀电位,而提高转速则降低接头的腐蚀电位。浸泡腐蚀实验表明,母材的腐蚀坑深度达到193.08μm,是腐蚀最严重的区域。热影响区的腐蚀程度较焊核区严重,在2219侧热影响区处θ′′和θ′相发生溶解,同时θ（Al2Cu）相析出并粗化,加快了腐蚀速率。焊核区腐蚀坑深约41.117μm,腐蚀速率低于母材,是整个接头中腐蚀敏感性最低的区域。接头主要腐蚀产物有Al2O3、Al（OH）3和Al Cl3。剥落腐蚀实验表明,母材的平均腐蚀速率远高于焊核,腐蚀等级达到ED级,焊核区腐蚀等级评为EA级,热影响区腐蚀等级评为EB级。

关键词： 2219/2195异种合金搅拌摩擦焊微观组织力学性能腐蚀行为

环保类民营企业逆向混改的动因、路径及效果研究 ——以节能国祯为例

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环保类民营企业逆向混改的动因、路径及效果研究 ——以节能国祯...

作者：朋腾安徽财经大学

学位级别：硕士

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基于深度学习的轻量级分组密码安全性分析

基于深度学习的轻量级分组密码安全性分析

作者：岳晓腾河北大学

学位级别：硕士

5G技术和物联网技术（Internet of Things,Io T）的快速发展为人们的日常生产生活带来了便利的同时,也面临着大量个人隐私数据未经授权被传播的问题。因此,如何保障物联网时代下的信息安全成为了社会广泛关注的焦点。轻量级分组密码正... 详细信息

5G技术和物联网技术（Internet of Things,Io T）的快速发展为人们的日常生产生活带来了便利的同时,也面临着大量个人隐私数据未经授权被传播的问题。因此,如何保障物联网时代下的信息安全成为了社会广泛关注的焦点。轻量级分组密码正是在此背景下诞生的分组密码学分支,由于其轮函数简单、占用资源少等特点,被广泛应用于资源受限设备,然而这些特点会导致轻量级分组密码容易受到攻击,使得对其安全性分析逐渐成为研究热点。差分密码分析作为一种选择明文攻击,正逐渐成为衡量分组密码是否安全的重要指标。针对轻量级分组密码的差分密码分析,2019年Gohr首次采用卷积神经网络中的残差网络结构构建了神经差分区分器,证明了神经差分区分器的有效性,也为深度学习辅助密码分析开辟了新的方向。受Gohr等人工作的启发,本文对神经差分区分器进行了优化,并对Speck密码算法开展了安全性分析,具体内容如下:（1）针对神经差分区分器,提出了新的数据格式（7）Cr1,Cr2,dl,Cl1,Cr1,Cl2,Cr2（8）,它可以帮助区分器识别Speck算法中前一轮密文的特征。其次借鉴Inception模块修改了残差网络中残差块的卷积层,使其更适合于识别Speck密码算法的数据格式。对于Speck32,7轮神经差分区分器的准确度是95.40%。此外本文将构建的神经差分区分器对8轮Speck32进行了密钥恢复攻击。通过对比实验表明,新提出的数据格式可以有效提高区分器的准确度。最后,本文简要讨论了样本中密文对的数量对神经差分区分器训练结果的影响。（2）基于Blending的思想提出了集成差分区分器。首先将多个神经差分区分器作为基区分器,然后基于多层感知机（Multilayer Perceptron,MLP）构建的元学习器,通过使用Blending集成算法集成获得了集成差分区分器。与单个神经差分区分器相比,集成差分区分器可以有效提高区分器识别的准确度。最后,使用集成差分区分器对8轮Spcek密码算法进行了50次密钥恢复攻击实验,实验显示,集成差分区分器成功筛选到了49个子密钥。若将子密钥中排序中得分最高的子密钥为正确子密钥,则成功率提高了185%。（3）基于多重差分密码分析技术提出了多差分神经区分器。多差分密码分析技术可以识别到密文集合和多个密文差值之间的特征,这有助于神经区分器更好的识别。根据多重差分密码分析技术,提出了包含Speck密码算法更多特征的数据格式,并创建了多差分神经区分器。与传统的神经差分区分器相比,该区分器可以识别到8轮Speck密码算法的特征,准确度为67.49%。最后利用多差分神经区分器9轮Speck32进行了密钥恢复攻击实验,成功率达到了72%。

关键词：深度学习集成学习差分密码分析 Speck密码算法密钥恢复攻击

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甘蔗分蘖性状QTL定位和候选基因分析

甘蔗分蘖性状QTL定位和候选基因分析

作者：方俊腾仲恺农业工程学院

学位级别：硕士

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低成本波束扫描阵列天线的研究与设计

低成本波束扫描阵列天线的研究与设计

作者：陈佳腾西安邮电大学

学位级别：硕士

波束扫描天线具有波束成形快、覆盖空域广、波束可任意捷变、增益高、抗干扰能力强等优点,能够满足移动通信、卫星导航、广播电视、电子对抗和雷达等领域所需求的特定功能。通信领域的快速发展,推动着波束扫描天线的小型化与降成本。如... 详细信息

波束扫描天线具有波束成形快、覆盖空域广、波束可任意捷变、增益高、抗干扰能力强等优点,能够满足移动通信、卫星导航、广播电视、电子对抗和雷达等领域所需求的特定功能。通信领域的快速发展,推动着波束扫描天线的小型化与降成本。如何满足波束扫描天线高性能低成本,满足快速增长的移动通信需求,成为未来移动通信的一大挑战。基于此,本文针对低成本波束扫描阵列天线的实现方法进行了研究,主要内容如下:1.基于奇模的互补表面等离激元(Spoof Surface Plasmon Polaritons,SSPPs)全角度扫描漏波天线。首先分析了所提出的互补SSPPs单元的各参数对色散的影响,并确定了互补SSPPs单元的各项结构参数。其次,利用奇模馈电,采用多个互补SSPPs单元与对称的馈电结构共同构造了慢波传输结构,进而对单元色散覆盖频率内外频点的电场进行了分析。最终,在分析关键参数辐射单元个数的影响后,将慢波传输结构与12组辐射单元结合,形成了覆盖端射到背射的全角度连续扫描互补对称SSPPs漏波天线,扫描频率为8.5～13.45 GHz,最大扫描角度为180°。此外,工作频段内的平均增益为12.88 d Bi,平均效率达到90%以上。2.基于变容二极管移相器的端射波束扫描天线设计。为了实现低成本的波束扫描,首先借助变容二极管的电容特性——其电容值随施加电压变化而改变,设计了一种基于变容二极管的反射式移相器。在此基础上设计了一款端射波束扫描偶极子天线阵列,具有成本低、剖面小等优点。其中,仿真设计的端射偶极子天线利用金属化过孔有效地抑制后向辐射,提高偶极子天线阵列的方向性。偶极子天线具有低剖面和加工简单的特点。仿真结果表明,对于低成本端射波束扫描天线阵来说,波束可以在±40°范围内连续扫描。在5.725～5.85 GHz范围内,电压驻波比优于1.15,在5.8 GHz处扫描增益下降约为2.02 d B。此外,将所提出的端射波束扫描天线分为功率分配器、反射型移相器和偶极子天线阵列三部分加工。其中,对反射型移相器进行配相后整体阵列实测。实测结果验证了基于变容二极管的反射式移相器和端射波束扫描天线的有效性。3.低剖面双圆极化多波束有源相控阵模块化子阵设计。该子阵以双圆极化天线单元为基础,该天线单元通过小型化3 d B电桥式移相网络实现了双圆极化,并采用了寄生贴片以及空气层的加载来拓展带宽。此外,通过芯片式TR组件能够自由合成、切换左旋圆极化或右旋圆极化。该子阵通过镜像馈电抵消了非对称面的影响,利于正角度与负角度的扫描增益与轴比的一致性。同时,该子阵能够同时形成双圆极化的多个波束用以扫描,大大提升通信质量与效率。采用该子阵可以便捷的组成不同规模的有源相控阵天线,以适应不同的应用场景。一旦发生损坏也能快速更换,维修性强。仿真结果表明,该子阵在工作带宽11.45～12.75 GHz内,±45°和±60°的扫描增益下降小于分别为3.07 d B和6.66 d B。其中,中心频率12.1 GHz的±45°和±60°的扫描增益下降分别优于2.19 d B和5.4 d B。同时,在重叠带宽为10.23～12.77 GHz(22.08%)的频率范围内,该子阵的方位维和俯仰维的左旋圆极化与右旋圆极化电压驻波比小于2,且±45°和±60°的波束扫描范围的轴比分别小于3 d B和6 d B。另外,加工制造了工作在Ku波段的低剖面双圆极化多波束有源相控阵天线子阵样机,验证了设计的有效性。

关键词：波束扫描低成本相控阵变容二极管漏波天线

基于深度强化学习的机器人多动作协同抓取策略

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计算机集成制造系统 2024年第5期30卷 1789-1797页

作者：贺辉腾周勇胡楷雄李卫东武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 上海理工大学机械工程学院上海200093

为解决机器人自主抓取领域中,抓取区域内存在明显遮挡且相互堆叠现象导致的抓取成功率不高的问题,提出一种多视角下基于深度强化学习的“抓取”和“推动”协同抓取策略。该策略利用基于RGB-D相机获取的三维点云作为状态输入,通过两个深... 详细信息

为解决机器人自主抓取领域中,抓取区域内存在明显遮挡且相互堆叠现象导致的抓取成功率不高的问题,提出一种多视角下基于深度强化学习的“抓取”和“推动”协同抓取策略。该策略利用基于RGB-D相机获取的三维点云作为状态输入,通过两个深度Q网络算法分别拟合抓取和推动策略,并通过奖励函数的合理设计,学习抓取和推动的相互配合,旨在用推动动作改变物体的分布,为抓取提供有利条件。在此基础上,针对抓取动作空间的复杂性导致算法抓取成功率不高的问题,提出了一种基于法线掩码的动作空间优化策略,通过基于估计法线的先验知识对抓取和推动动作的探索空间进行限制,从而提升了算法的性能。最后,利用UR5机器人在真实世界中进行协同抓取策略实验,验证了所提出协同抓取策略的有效性。

关键词：深度强化学习机器人抓取三维点云多动作协同