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基于运动特征提取和2D卷积的鱼类摄食行为识别研究

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农业机械学报 2024年第6期55卷 246-253页

作者：张铮沈彦兵张泽扬上海海洋大学工程学院上海201306 上海城市电力发展有限公司上海200123

为了促进渔业装备智能化,近年来基于视频流的鱼类摄食行为识别研究受到了广泛关注。针对基于视频流的传统识别方法模型过于复杂,难以在边缘计算设备部署的问题,提出了一种轻量级的2D卷积运动特征提取网络Motion-EfficientNetV2,该网络... 详细信息

为了促进渔业装备智能化,近年来基于视频流的鱼类摄食行为识别研究受到了广泛关注。针对基于视频流的传统识别方法模型过于复杂,难以在边缘计算设备部署的问题,提出了一种轻量级的2D卷积运动特征提取网络Motion-EfficientNetV2,该网络以视频流为输入,能够有效识别鱼类摄食行为。提出的模型以EfficientNetV2为主干网络,基于TEA和ECANet构建了运动特征提取模块Motion,并将该模块嵌入到EfficientNetV2的每个Fused-MBConv模块中,使改进后的EfficientNetV2具有运动特征提取能力。同时使用ECANet对EfficientNetV2网络中的MBConv进行改进,增强其通道特征提取能力。在此基础上利用空洞卷积扩大感受野,提高大范围特征提取能力。试验结果表明,Motion-EfficientNetV2的参数量和浮点运算量分别为9.3×106和1.31×1010,优于EfficientNetV2。在TSN-ResNet50、TSN-EfficientNetV2、C3D以及R3D模型上进行对比试验,本文模型在降低参数量和浮点运算量的同时,使识别准确率提高到93.97%。该研究对于渔业装备智能化升级和科学养殖具有推动作用。

关键词：鱼类摄食行为运动特征深度学习卷积神经网络轻量化 EfficientNetV2

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基于深度图像位姿识别和机构运动学的自动抓取管片试验

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隧道建设(中英文) 2024年

作者：庄欠伟朱雁飞黄德中杨正马志刚袁玮皓上海隧道工程有限公司上海城建隧道装备有限公司

为了解决盾构管片拼装机难于自动识别管片位姿，难于实现自动抓取的难题，本文调研现有管片自动拼装相关技术，对比分析现有管片位姿姿态识别技术的局限性，采用带有三维坐标点的深度图像与模型深度图像的加权ICP匹配算法，可以有效剔... 详细信息

为了解决盾构管片拼装机难于自动识别管片位姿，难于实现自动抓取的难题，本文调研现有管片自动拼装相关技术，对比分析现有管片位姿姿态识别技术的局限性，采用带有三维坐标点的深度图像与模型深度图像的加权ICP匹配算法，可以有效剔除管片边角断裂对位置和姿态结果的影响，可以准确获取视觉传感器坐标系下管片的位置姿态数据。采用球形标志算法，实现了深度图像传感器和拼装机间关系标定，获得了它们坐标系间的转换矩阵；视觉传感器坐标系下管片的位置姿态数据左乘手眼转换矩阵，得到拼装机坐标系下的管片位置姿态数据。利用机器人运动学方法，在现有单臂拼装机增加行程传感器，并实现拼装机运动学的运动学正逆解模型。拼装机坐标系下的管片位置姿态数据进行逆解获得拼装机抓取管片需要的六轴行程。采用间隙冗余轨迹规划算法完成了从目前六轴行程到达目标行程的轨迹规划并引导拼装机实现了自动抓取管片。室内试验验证利用深度图像传感器匹配算法和机构运动学模型可以有效引导拼装机实现管片的自动抓取，采用以上设计，在该拼装机上可行。

关键词：深度图像视觉传感器管片拼装机运动学正逆解轨迹规划算法转换矩阵

盾构辅助驾驶系统(SDAS)开发与工程应用

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隧道建设（中英文） 2024年第S1期44卷 53-61页

作者：裴烈烽李章林朱叶艇王延年姜乐王浩上海隧道工程有限公司上海200232 上海城建隧道装备有限公司上海200137

鉴于当前盾构人工驾驶操作准确度不稳定而盾构智能化控制技术尚未完全成熟的现实,以解决传统操作界面可视化程度低、关键信息参数离散不均、盾构施工风险预警与管控能力不足等问题,提出一种盾构辅助驾驶系统,重点阐述系统整体架构、报... 详细信息

鉴于当前盾构人工驾驶操作准确度不稳定而盾构智能化控制技术尚未完全成熟的现实,以解决传统操作界面可视化程度低、关键信息参数离散不均、盾构施工风险预警与管控能力不足等问题,提出一种盾构辅助驾驶系统,重点阐述系统整体架构、报警信息叠加融合处理、权限控制逻辑设计、可视化系统构建等方面。在不改变原有设计的基础上,通过系统外挂的方式搭载于不同来源的盾构装备,聚焦盾构姿态与地表沉降控制,进行盾构施工状态的实时分析、报警与决策。经南京地铁某区间隧道工程示范结果表明,盾构辅助驾驶系统建议操作与人工操作吻合度超60%,盾构姿态与地表沉降控制质量优于人工作业水平。后续将进一步完善对智控算法模型的评价与孵化方法,通过对多类新智能化技术的插件式加载,提升平台的完整性、可靠性和友好性。

关键词：盾构辅助驾驶系统架构报警机制工程应用

上海中心城区污水处理厂提标改造工程调试总结及设计建议

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给水排水 2024年第1期50卷 52-56,65页

作者：蒋玲燕上海城投水务(集团)有限公司上海200002

通过“十三五”期间上海中心城区污水处理厂提标改造及新建工程的实施经验,就已有污水处理厂提标改造涉及改造切换方面要点、污水处理厂建成后的调试过程要点、污水处理厂整体设计优化方面要点等方面,提出需关注的重点内容。

关键词：提标改造大型污水处理厂切换调试设计优化

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大跨隧道二衬施工期力学行为演变特征

公路交通科技 2024年第3期41卷 151-162页

作者：胡学亮南骁聪张文亮朱德保山东高速集团有限公司山东济南250101 山东高速工程检测有限公司山东济南250002

为研究大跨公路隧道施工期二次衬砌力学行为的演变特征,依托实际工程展开现场监测和数值计算。通过对比分析揭示了施工期隧道二衬内力和衬砌接触压力的分布情况和演化特征,并以此评估现场二衬的荷载分摊比和衬砌施作时机,为公路隧道二... 详细信息

为研究大跨公路隧道施工期二次衬砌力学行为的演变特征,依托实际工程展开现场监测和数值计算。通过对比分析揭示了施工期隧道二衬内力和衬砌接触压力的分布情况和演化特征,并以此评估现场二衬的荷载分摊比和衬砌施作时机,为公路隧道二衬设计提供参考。结果表明:数值模拟与现场测试结果吻合较好,二次衬砌的荷载分摊比约为0.4,表明现场二衬的施作时机合理;二衬浇注后,水化反应引起的结构体积膨胀对二衬力学行为的影响较大,水化反应的影响在3 d内达到峰值,影响时间约为二衬浇注后的2~3周;现场测试表明,水化反应结束后,二衬拱顶、拱肩和拱脚处的接触压力基本趋于稳定,各部位的接触压力分别在0~20,70~80,5~10 kPa范围,而拱脚接触压力随施工进度呈先减后增的发展趋势,并最终稳定于200 kPa左右;二衬内力随着施工进度不断增长,施工完毕时,二衬拱顶、拱墙、拱腰处的轴向压力分别为450,140,200 kN,各部位的弯矩量值较小,结构安全冗余度充足;数值计算的结果表明,当二衬浇注断面在研究断面15 m以内时,拱脚接触压力的增长速度较快,当二衬浇注断面超过研究断面45 m后,衬砌接触压力和二衬内力趋于稳定。

关键词：隧道工程衬砌力学行为现场监测二次衬砌大跨度隧道施工期

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不同老化方式下新旧沥青的扩散融合

建筑材料学报 2024年第2期27卷 121-131页

作者：李秀君董力铭孙悦张恒赵麟昊上海理工大学环境与建筑学院上海200093 上海力进铝制工程有限公司上海200030 浙江致欣检测技术有限公司浙江嘉兴314000

分别制备了热氧老化沥青和热氧-紫外老化沥青,构建了新、旧沥青双层扩散模型,并且通过相对浓度与扩散系数的模拟计算、拉拔试验与荧光显微镜试验研究了新、旧沥青扩散融合程度与温度、沥青四组分的关系.结果表明:热氧-紫外老化沥青更不... 详细信息

分别制备了热氧老化沥青和热氧-紫外老化沥青,构建了新、旧沥青双层扩散模型,并且通过相对浓度与扩散系数的模拟计算、拉拔试验与荧光显微镜试验研究了新、旧沥青扩散融合程度与温度、沥青四组分的关系.结果表明:热氧-紫外老化沥青更不易与基质沥青扩散融合,与基质沥青的黏附性较差;在10~40℃内,新、旧沥青能够快速扩散融合,超过40℃后,升高温度对扩散融合的促进作用逐渐减小,且对热氧-紫外老化沥青与基质沥青的扩散融合促进作用的减小速率更大;沥青四组分扩散系数的大小顺序依次为:饱和分>芳香分≥胶质>沥青质,经紫外老化后,四组分的扩散系数均有所下降,沥青质的降幅最大.

关键词：道路工程新旧沥青双层扩散模型分子动力学老化沥青相对浓度扩散系数拉拔试验

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隧道洞内超短导线边测量方法及工程应用

测绘通报 2024年第S2期 101-106页

作者：郭平李学仕王靠省刘立正谢显龙任绍刚刘辉中铁二局集团有限公司四川诚正工程检测技术有限公司

隧道施工中，由于多种因素，不可避免地会遇到短边导线的问题。在固定的仪器、人员及观测误差下，导线长度越短，方位传递的误差就会越大。这导致在长距离引导隧道挖掘过程中存在较大的技术风险，有时甚至可能导致对接不准确以至于形成... 详细信息

隧道施工中，由于多种因素，不可避免地会遇到短边导线的问题。在固定的仪器、人员及观测误差下，导线长度越短，方位传递的误差就会越大。这导致在长距离引导隧道挖掘过程中存在较大的技术风险，有时甚至可能导致对接不准确以至于形成“穿袖”现象，造成巨大经济损失。这一问题在隧道工程测量中较为常见，且尚未找到有效的解决办法。本文通过研究CZ铁路YG隧道、西成铁路甘青隧道等多个特长隧道的案例，并通过大量实践找到如何通过技术和设备上的创新方法来精确传递短边方位。本文提出了一种创新方法，仅使用2个棱镜即可有效进行短边方位的传递，成功实现了20～40 m短边方位一次传递精度达1″级精度，为山区隧道的短边方位测量提供了一种简易而有效的解决方案。

关键词：特长隧道超短导线短边方位精度隧道贯通

软黏土地区深大基坑工程桩-连续墙体系空间变形效应

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铁道科学与工程学报 2024年第2期21卷 591-601页

作者：盛兴旺林超郑纬奇尹逊一孙焕重杨峰中南大学土木工程学院湖南长沙410075 湖南铁院土木工程检测有限公司湖南长沙410075 中铁十四局集团第二工程有限公司山东泰安271000

土体开挖过程中深大基坑存在明显的空间变形效应,对其主体结构力学行为产生影响。以新建苏州南站枢纽深大基坑为工程背景,考虑地连墙厚度及工程桩的影响,基于ABAQUS建立三维空间有限元模型,采用修正剑桥模型考虑软黏土的应变硬化特征,... 详细信息

土体开挖过程中深大基坑存在明显的空间变形效应,对其主体结构力学行为产生影响。以新建苏州南站枢纽深大基坑为工程背景,考虑地连墙厚度及工程桩的影响,基于ABAQUS建立三维空间有限元模型,采用修正剑桥模型考虑软黏土的应变硬化特征,从地连墙侧向位移、墙后地表沉降、工程桩和坑底土体隆起3个方面,研究软黏土地区深大基坑工程桩-连续墙体系的变形特征及空间效应。研究结果表明:深大基坑地连墙的侧向位移和地表沉降均呈现明显的角部效应,基坑A区(地连墙厚度1 m、桩径1 m)地连墙侧向位移角部效应的影响范围为1.05~1.71倍开挖深度,基坑B区(地连墙厚度0.8 m、桩径1.5 m)地连墙侧向位移角部效应的影响范围为0.91~1.48倍开挖深度;基坑A区、B区地表沉降角部效应的影响范围分别为1.24~2.10和1.77~2.47倍开挖深度;深大基坑空间变形角部效应与工程桩桩径及地连墙厚度有关,并且对基坑长边的影响效果大于短边。工程桩可有效增大基坑开挖面以下土体的刚度,减小地连墙的侧向位移;增大地连墙厚度可有效降低基坑的整体变形。基坑工程桩与坑底土体隆起总体呈现中间大、周边小的特征,工程桩周边土体受其约束,隆起较小;在一定范围内,工程桩对土体隆起抑制作用与其桩径呈正相关,与其桩间距呈负相关。软黏土地区深大基坑设计计算中需关注工程桩-连续墙结构体系的空间变形效应。

关键词：深大基坑软黏土地区有限元修正剑桥模型空间变形效应

基于水下机器人的水下混凝土结构表观病害三维重建方法

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工程力学 2024年第S1期41卷 129-135页

作者：周浩翔刘爱荣李伟财陈炳聪王家琳吴志华杨勇广州大学风工程与工程振动研究中心广东广州510006 广东荣骏建设工程检测股份有限公司广东广州511400 广州市市政工程设计研究总院有限公司广东广州510060

利用水下机器人进行水下结构病害检测能大幅提升检测效率、降低检测成本,然而利用水下机器人拍摄得到的水下结构平面图像仅包含结构表面的有限信息。通过对水下结构三维重构可以直观地显示结构的空间构形和特征,可以多视角、全方位获取... 详细信息

利用水下机器人进行水下结构病害检测能大幅提升检测效率、降低检测成本,然而利用水下机器人拍摄得到的水下结构平面图像仅包含结构表面的有限信息。通过对水下结构三维重构可以直观地显示结构的空间构形和特征,可以多视角、全方位获取结构的表观缺陷信息。该文提出了基于水下机器人拍摄平面图像的水下混凝土结构三维重建方法,通过水下折射摄像机成像模型、SIFT特征提取和匹配算法以及点云重建的方式对水下带病害的混凝土结构表面进行三维重建。实验表明:该文提出的水下混凝土结构三维重建方法能实现病害三维立体展示,从多视角清晰获取水下结构表面病害信息。

关键词：水下结构三维重建 ROV 病害检测水下折射模型运动恢复结构

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