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基于卷积神经网络和激光超声的表面缺陷检测

激光与光电子学进展 2024年

作者：郭明泽张兴媛金桢玥上海工程技术大学航空运输学院

针对激光超声检测中表面缺陷深度、角度定量识别的问题，提出了一种基于深层卷积神经网络和支持向量机集成学习的近表面缺陷检测新方法。首先，通过建立有限元模型模拟不同缺陷深度、角度的激光超声信号，然后利用小波变换对信号进行时... 详细信息

针对激光超声检测中表面缺陷深度、角度定量识别的问题，提出了一种基于深层卷积神经网络和支持向量机集成学习的近表面缺陷检测新方法。首先，通过建立有限元模型模拟不同缺陷深度、角度的激光超声信号，然后利用小波变换对信号进行时频分析，获取带有时域和频域特征的时频谱图，最后将时频谱图输入到深层卷积神经网络和支持向量机模型中进行缺陷深度、角度的预测。结果表明，新模型能够实现对缺陷深度、角度的高精度预测，确定的回归系数保持在0.98以上，真实值与预测值的平均相对误差保持在13%以下，预测精度不仅优于集成学习中的单个网络模型，还优于常见的CNN神经网络模型和VRD集成神经网络模型。

关键词：测量与计量激光超声有限元仿真小波变换神经网络

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数字金融助推乡村产业兴旺

宏观经济管理 2022年第8期 42-49页

作者：朱丽萍杨绪彪李程上海工程技术大学航空运输学院

数字金融是农村金融发展的新趋势,也是助推乡村产业兴旺实现乡村经济振兴的新途径。理论上,数字金融可以通过减少金融交易的信息不对称、降低交易成本、改善农村数字和金融生态环境等内在机制,助推产业兴旺,但实践中,仍面临着数字金融... 详细信息

数字金融是农村金融发展的新趋势,也是助推乡村产业兴旺实现乡村经济振兴的新途径。理论上,数字金融可以通过减少金融交易的信息不对称、降低交易成本、改善农村数字和金融生态环境等内在机制,助推产业兴旺,但实践中,仍面临着数字金融供给能力有限、与乡村产业的融合度不够、农村金融生态环境不佳的问题。为此,应通过加快推动“三农”数据的归集和共享、构建多层次农村数字金融体系、鼓励数字金融业务创新等途径,加强数字金融对乡村产业兴旺的支持力度,实现乡村振兴。

关键词：数字金融乡村振兴

声表面波反射分量对金属表面裂纹深度的定量研究

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应用激光 2023年第8期43卷 139-150页

作者：陆思烨张兴媛金桢玥上海工程技术大学航空运输学院上海201620

针对金属表面不同裂纹深度范围的测量,对声表面波反射分量的特征点提取进行研究。使用COMSOL Multiphysics对激光超声作用于铝板表面的过程进行有限元分析,得到的时域信号中声表面波呈现双极性。当声表面波传播到表面缺陷时,形成反射回... 详细信息

针对金属表面不同裂纹深度范围的测量,对声表面波反射分量的特征点提取进行研究。使用COMSOL Multiphysics对激光超声作用于铝板表面的过程进行有限元分析,得到的时域信号中声表面波呈现双极性。当声表面波传播到表面缺陷时,形成反射回波RR1、RR2以及模式转换波RS,在时域信号中表现为一段明显的振荡信号,从中获取符合反射分量特点的特征点,得到反射回波的到达时间,计算出缺陷前沿的位置和缺陷深度。研究发现,已知RR1的到达时间可以得到表面裂纹的位置。当裂纹深度较小,小于等于表面波渗透在裂纹前沿的深度范围内(1~3个表面波波长长度范围内),可通过RR2的到达时间来计算裂纹深度。当裂纹深度较大,超过表面波渗透在裂纹前沿的深度时(1~3个表面波波长长度),可通过RS的到达时间来计算裂纹深度。最后根据裂纹深度范围的不同,得到一个计算裂纹深度的分段函数,为实际应用中检测金属表面裂纹深度提供一种参考方法。

关键词：激光超声表面裂纹无损检测有限元分析声表面波

基于ORB-SLAM3的改进型特征匹配与稠密建图算法

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计算机应用研究 2023年第11期40卷 3443-3449页

作者：刘畅党淑雯陈丽上海工程技术大学航空运输学院上海201600

针对传统ORB算法存在提取的特征点极易堆积在纹理丰富的区域及误匹配率高等而导致无法满足高精度定位要求,以及ORB-SLAM3系统无法构建稠密地图的问题,提出一种基于ORB-SLAM3的改进型ORB-GMS特征匹配方法,并增加稠密建图线程来实现稠密... 详细信息

针对传统ORB算法存在提取的特征点极易堆积在纹理丰富的区域及误匹配率高等而导致无法满足高精度定位要求,以及ORB-SLAM3系统无法构建稠密地图的问题,提出一种基于ORB-SLAM3的改进型ORB-GMS特征匹配方法,并增加稠密建图线程来实现稠密地图的构建。首先,在特征点提取过程中引入四叉树策略,将图像帧分为若干个网格,并在每个网格中提取最优特征点;然后,在特征匹配过程中将运动平滑约束转换为剔除错误匹配的统计量,通过比较匹配对邻域内的匹配对数量和阈值来快速筛选正确匹配;最后,完成位姿估计并根据关键帧与相应位姿完成稠密点云地图的构建。采用TUM的RGB-D数据集进行实验,改进算法提取的特征点相较传统ORB算法分布更加均匀,匹配数比ORB-SLAM3增加64.5%,比GMS算法增加4.7%,匹配耗时比ORB-SLAM3减少20.4%,比GMS算法减少94.6%,从而验证了改进算法在特征点提取与匹配方面的优越性,并且相较于ORB-SLAM3,改进算法的定位精度提高了3.75%,从而验证了其在总体上提高定位精度,进而实现稠密建图的可行性和有效性。

关键词：特征点特征匹配四叉树原理基于网格的运动统计稠密建图

基于PSO-ELM-Markov模型的中国民航碳排放达峰路径研究

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数学的实践与认识 2024年第5期 1-13页

作者：邢健李程上海工程技术大学航空运输学院

根据《巴黎协定》,中国承诺在2030年以前中国的CO2排放量要达到峰值.民航运输作为交通运输的重要组成部分,其碳排放所占比例亦不断增长,准确评价当前民航碳排放减排实效,预判中国民航碳排放达峰路径,探索更加有效的环境保护和减排策略... 详细信息

根据《巴黎协定》,中国承诺在2030年以前中国的CO2排放量要达到峰值.民航运输作为交通运输的重要组成部分,其碳排放所占比例亦不断增长,准确评价当前民航碳排放减排实效,预判中国民航碳排放达峰路径,探索更加有效的环境保护和减排策略意义重大.论文根据IPCC发布的民航碳排放计算标准,测算历史民航碳排放量.通过梳理国内外文献,甄选出民航碳排放量的五大影响因子,以极限学习机为基础,多层次的对其进行改进,构建基于PSO-ELM-Markov模型的民航碳排放多变量组合预测模型.引入情景分析法,科学划分发展情景,预测不同发展情景下中国民航碳排放达峰路径.实证结果表明,多变量组合预测速度最快、精度高,适用于民航碳排放预测.不同情景仿真发现,在目前减排措施和强度下,中国民航很难为中国政府实现减排承诺做出应有贡献,但其减排承诺的兑现可在技术突破情景中实现.建议民航管理部门控制影响因子增幅,提升民航发展质量;探索先进制造工艺和高效飞行管理,提升燃油效率,保持民航运输适量且有序运行.

关键词：民航碳排放粒子群算法极限学习机 Markov模型情景分析法

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基于机器视觉的超声相控阵缺陷检测研究

计算机科学 2023年第S02期50卷 371-376页

作者：邹宸玮么娆上海工程技术大学航空运输学院上海201620

超声相控阵检测是一种常用的无损检测(NDT)技术,用于工件缺陷检测与评估。为实现现代工业大数据化和自动化,解决缺陷检测过程中产生的超声相控阵图像信息缺失和散斑噪声问题,并实现对各类型缺陷的准确识别,提出了一种基于机器视觉的缺... 详细信息

超声相控阵检测是一种常用的无损检测(NDT)技术,用于工件缺陷检测与评估。为实现现代工业大数据化和自动化,解决缺陷检测过程中产生的超声相控阵图像信息缺失和散斑噪声问题,并实现对各类型缺陷的准确识别,提出了一种基于机器视觉的缺陷识别方法,该方法在利用改进PM微分方程对图像进行去噪处理后,提取图像特征作为粒子群优化的BP神经网络的实验数据。实验结果表明,所提方法的训练集精准率为99.543%,相比传统的BP网络模型提高了1.833%,能够在准确实现缺陷识别的同时,保持模型良好的性能。

关键词：超声相控阵缺陷检测 BP神经网络 PM微分方程粒子群优化

基于CEEMDAN分解的短时交通流组合预测

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计算机工程与应用 2022年第11期58卷 279-286页

作者：聂铃张剑胡茂政上海工程技术大学航空运输学院上海201620

短时交通流预测是实现交通流诱导与控制的重要保障,鉴于交通流的随机性和复杂性,提出基于自适应噪声完全集合经验模态分解(CEEMDAN)的短时交通流组合预测模型。利用CEEMDAN算法对非线性序列具有自适应分解的特性,将交通流时间序列通过CE... 详细信息

短时交通流预测是实现交通流诱导与控制的重要保障,鉴于交通流的随机性和复杂性,提出基于自适应噪声完全集合经验模态分解(CEEMDAN)的短时交通流组合预测模型。利用CEEMDAN算法对非线性序列具有自适应分解的特性,将交通流时间序列通过CEEMDAN分解为频率不同、复杂度不同的多个时间序列分量;利用PE算法分析各个分量的随机特性,根据时间序列分量的不同随机特性分为高频序列分量、中频序列分量和低频序列分量,根据高频、中频和低频序列分量的随机特性分别建立GWO-BP模型、GWO-LSSVM模型和ARIMA模型进行预测;叠加高频、中频和低频各个分量的预测结果,得到短时交通流最终预测值。仿真分析结果表明,与其他预测模型相比,基于CEEMDAN分解的短时交通流组合预测模型提升了预测精度。

关键词：短时交通流组合预测排列熵经验模态分解

面向应用的RGB-D机器人道路坡度融合估计方法

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计算机应用研究 2022年第10期39卷 3095-3100页

作者：凌晨飞党淑雯陈丽上海工程技术大学航空运输学院上海201600

为提高机器人在移动路径中对道路坡度的估计精度,提出一种面向应用的RGB-D(red green blue-depth)机器人融合型道路坡度估计方法。首先,引入随机采样一致性算法完成点云处理;其次,采用改进型平面拟合方法完成法向量估计;最后,采用余弦... 详细信息

为提高机器人在移动路径中对道路坡度的估计精度,提出一种面向应用的RGB-D(red green blue-depth)机器人融合型道路坡度估计方法。首先,引入随机采样一致性算法完成点云处理;其次,采用改进型平面拟合方法完成法向量估计;最后,采用余弦聚类及累加平均方法实现高精度道路坡度估计。实验结果表明,该算法在数据集下相较最小二乘法与稀疏子空间法,估计误差分别降低1.21%、2.13%,在实际环境下较最小二乘法平均误差降低1.43°,这证明了所提方法的可行性和准确性。

关键词： RGB-D 机器人法向量估计坡度估计

基于PSO-ELM-Markov模型的中国民航碳排放达峰路径研究

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数学的实践与认识 2024年第5期54卷 1-13页

作者：邢健李程上海工程技术大学航空运输学院上海201620

根据《巴黎协定》,中国承诺在2030年以前中国的CO_(2)排放量要达到峰值。民航运输作为交通运输的重要组成部分,其碳排放所占比例亦不断增长,准确评价当前民航碳排放减排实效,预判中国民航碳排放达峰路径,探索更加有效的环境保护和减排... 详细信息

根据《巴黎协定》,中国承诺在2030年以前中国的CO_(2)排放量要达到峰值。民航运输作为交通运输的重要组成部分,其碳排放所占比例亦不断增长,准确评价当前民航碳排放减排实效,预判中国民航碳排放达峰路径,探索更加有效的环境保护和减排策略意义重大.论文根据IPCC发布的民航碳排放计算标准,测算历史民航碳排放量.通过梳理国内外文献,甄选出民航碳排放量的五大影响因子,以极限学习机为基础,多层次的对其进行改进,构建基于PSO-ELM-Markov模型的民航碳排放多变量组合预测模型。引入情景分析法,科学划分发展情景,预测不同发展情景下中国民航碳排放达峰路径.实证结果表明,多变量组合预测速度最快、精度高,适用于民航碳排放预测。不同情景仿真发现,在目前减排措施和强度下,中国民航很难为中国政府实现减排承诺做出应有贡献,但其减排承诺的兑现可在技术突破情景中实现.建议民航管理部门控制影响因子增幅,提升民航发展质量;探索先进制造工艺和高效飞行管理,提升燃油效率,保持民航运输适量且有序运行.

关键词：民航碳排放粒子群算法极限学习机 Markov模型情景分析法