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基于机器视觉的指针式仪表自动读数方法研究

仪表技术与传感器 2024年第6期 37-40页

作者：左振寰李亚薇陈丽谢晓波辽宁省重大技术装备战略基地建设工程中心辽宁石油化工大学

为了实现指针式仪表的精确自动读数,提出了一种基于机器视觉的指针式仪表自动读数方法。针对仪表展开图像中可能存在的部分刻度不可见和刻度间隔非等距的问题,构建了刻度线缺失下的插补方法和非等距情况下的指针读数计算模型。插补方法... 详细信息

为了实现指针式仪表的精确自动读数,提出了一种基于机器视觉的指针式仪表自动读数方法。针对仪表展开图像中可能存在的部分刻度不可见和刻度间隔非等距的问题,构建了刻度线缺失下的插补方法和非等距情况下的指针读数计算模型。插补方法利用刻度间距的统计信息,实现了位置的自动插补。指针读数计算模型采用二次样条函数提高计算的精度。实验结果表明:该方法能够有效地减小读数误差,更好地满足指针式仪表的自动读数要求。

关键词：指针式仪表读数识别机器视觉 Hough变换极坐标变换缺失刻度插补二次样条函数

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基于公有云的气象大数据云平台设计与实现

电子设计工程 2024年第10期32卷 8-15,20页

作者：张鸿刘洋金红梅徐娟陈旭辉甘肃省气象信息与技术装备保障中心甘肃兰州730020

目前,省级构建的气象大数据服务平台大部分都是基于气象业务内网环境。为了解决面向社会和公众化气象服务集约化程度低、安全性差、管理难度大、公众用户无法访问气象数据资源等问题,构建了基于公有云的气象大数据云平台,采用Keepalived... 详细信息

目前,省级构建的气象大数据服务平台大部分都是基于气象业务内网环境。为了解决面向社会和公众化气象服务集约化程度低、安全性差、管理难度大、公众用户无法访问气象数据资源等问题,构建了基于公有云的气象大数据云平台,采用Keepalived+HAproxy+Mycat+MySQL高可用集群分布式存储技术和分布式文件系统(HDFS)实现了云平台基础存储架构;利用插件化的开发理念合理地减小系统功能模块之间的耦合性,能够动态地对系统功能模块进行延伸;自动化任务调度执行体系有效地保证了DMZ区和公有云端数据的实时同步;标准化的统一访问接口实现了高并发的服务请求。该平台已通过业务验收并投入业务运行,运行结果表明,该平台安全、稳定,能够为社会用户提供高效的气象数据服务。

关键词：气象大数据 Mycat 公有云分布式

基于图像与点云融合的巷道锚护孔位识别定位方法

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煤炭科学技术 2024年第5期52卷 249-261页

作者：王宏伟李进闫志蕊郭军军张夫净李超太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学山西省煤矿智能装备工程研究中心山西太原030024 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

煤矿掘进巷道锚护位置的精准识别与定位是钻锚机器人实现智能永久支护亟需突破的关键技术。笔者提出一种基于视觉图像与激光点云融合的巷道锚护孔位智能识别定位方法,包括图像目标识别、点云图像特征融合和定位坐标提取3个步骤:①针对... 详细信息

煤矿掘进巷道锚护位置的精准识别与定位是钻锚机器人实现智能永久支护亟需突破的关键技术。笔者提出一种基于视觉图像与激光点云融合的巷道锚护孔位智能识别定位方法,包括图像目标识别、点云图像特征融合和定位坐标提取3个步骤:①针对煤矿井下低照度、水雾和粉尘等环境因素导致的锚孔轮廓成像模糊的问题,采用IA(Image-Adaptive)-SimAM-YOLOv7-tiny网络对巷道待锚护孔位进行视觉识别,该网络能够自适应地增强图像亮度和对比度,恢复锚孔边缘的高频信息,并使模型重点关注锚孔特征,提高锚孔检测的成功率;②求解激光雷达和工业相机联合标定的外参矩阵,将图像检测的锚孔边界框通过透视投影关系生成锥形感兴趣区域(Region Of Interest,ROI),获得对应的目标点云团簇;③采用点云处理算法提取锚护孔位边界点云,获得孔位中心坐标及其法向量,并通过坐标深度差比较判断锚孔识别的正确性。文中搭建了锚杆台车机械臂钻孔定位系统,对算法自主定位的精度以及准确度进行验证,试验结果表明:IA-SimAM-YOLOv7-tiny模型的平均精度均值(Mean Average Precision,mAP)为87.3%,较YOLOv7-tiny模型提高了4.6%;提出的融合算法定位误差为3 mm,单锚孔情况下系统平均识别时间为0.77 s,与单一视觉方法相比,采用激光与视觉多源融合不仅可以降低环境和小样本训练对定位性能的影响,而且可以获得锚护孔位的法向量,为机械臂调整钻孔位姿实现精准锚固提供依据。

关键词：锚孔精准定位图像识别点云处理激光雷达和相机联合标定数据融合

基于GA-PSO-BP神经网络的羊群动态称重方法改进

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黑龙江畜牧兽医 2024年第6期 46-51页

作者：李坤郭晨霞杨瑞峰白晓虎中北大学仪器与电子学院太原030051 山西省自动化检测装备与系统工程技术研究中心太原030051

为了解决羊只称重时因应激反应过大导致测量不精准问题,试验搭建了羊群动态称重系统并设计了一种改进GA-PSO-BP神经网络的羊群动态称重方法,即利用滑动平均滤波算法对干扰数据进行平稳处理,采用改进GA-PSO混合算法优化BP神经网络的权值... 详细信息

为了解决羊只称重时因应激反应过大导致测量不精准问题,试验搭建了羊群动态称重系统并设计了一种改进GA-PSO-BP神经网络的羊群动态称重方法,即利用滑动平均滤波算法对干扰数据进行平稳处理,采用改进GA-PSO混合算法优化BP神经网络的权值和阈值;并对BP神经网络、PSO-BP神经网络、改进GA-PSO-BP神经网络三种模型进行训练和性能比较。结果表明:改进GA-PSO-BP神经网络的预测准确度最高,预测误差在1.00 kg内的体重值占85%;平均绝对百分比误差为0.679 6%,较BP神经网络(1.007 4%)和PSO-BP神经网络(0.975 2%)都有明显提升,但测量单只羊只所需时间为11.2 s,较PSO-BP神经网络(10.5 s)稍低。说明改进GA-PSO-BP神经网络的羊群动态称重方法可满足牧场智能化饲养需求。

关键词：智慧牧场动态称重神经网络粒子群算法滑动平均滤波

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智慧实验室“三融一新”模型构建及实践探索

实验室研究与探索 2024年第10期43卷 215-220页

作者：胡国强张森王敏西北农林科技大学网络与教育技术中心陕西杨凌712100

为了建设与现有实验环境、实验室管理平台、实验教学数据融合的智慧实验室,在分析智慧实验室内涵、特征、实践案例的基础上,设计了涵盖物理设施层、数据资源层、应用服务层的智慧实验室“三融一新”模型。通过在西北农林科技大学进行实... 详细信息

为了建设与现有实验环境、实验室管理平台、实验教学数据融合的智慧实验室,在分析智慧实验室内涵、特征、实践案例的基础上,设计了涵盖物理设施层、数据资源层、应用服务层的智慧实验室“三融一新”模型。通过在西北农林科技大学进行实地部署,验证了该模型的可行性。该模型集“环境融合+平台融合+数据融合”打造实验教学新生态,为高校智慧实验室研究与应用提供参考。

关键词：智慧教育智慧实验室实验室建设

SDCN中基于深度强化学习的移动边缘计算任务卸载算法研究

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电信科学 2024年第2期40卷 96-106页

作者：蒋守花王以伍成都医学院现代教育技术中心四川成都610500

随着网络技术的不断发展,基于Fat-Tree的网络拓扑结构分布式网络控制模式逐渐显露出其局限性,软件定义数据中心网络(software-defined data center network,SDCN)技术作为Fat-Tree网络拓扑的改进技术,受到越来越多研究者的关注。首先搭... 详细信息

随着网络技术的不断发展,基于Fat-Tree的网络拓扑结构分布式网络控制模式逐渐显露出其局限性,软件定义数据中心网络(software-defined data center network,SDCN)技术作为Fat-Tree网络拓扑的改进技术,受到越来越多研究者的关注。首先搭建了一个SDCN中的边缘计算架构和基于移动边缘计算(mobileedge computing,MEC)平台三层服务架构的任务卸载模型,结合移动边缘计算平台的实际应用场景,利用同策略经验回放和熵正则改进传统的深度Q网络(deep Q-leaning network,DQN)算法,优化了MEC平台的任务卸载策略,并设计了实验对基于同策略经验回放和熵正则的改进深度Q网络算法(improved DQN algorithm based on same strategy empirical playback and entropy regularization,RSS2E-DQN)和其他3种算法在负载均衡、能耗、时延、网络使用量几个方面进行对比分析,验证了改进算法在上述4个方面具有更优越的性能。

关键词：软件定义数据中心网络深度强化学习边缘计算任务卸载同策略经验回放熵正则

陶瓷/纤维防弹板在多发冲击下能量耗散和损伤评估

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兵工学报 2024年

作者：霍子怡何成龙贾松杨可谞毛翔黄治镡蒲彦蓉中北大学机电工程学院中北大学高端装备可靠性技术山西省重点实验室

陶瓷/纤维防弹板广泛应用于单兵防护装备，研究其抗多发冲击性能对于减少士兵伤亡有重要意义。主要以Al2O3/超高分子量聚乙烯（Ultra-High Molecular Weight Polyethylene， UHMWPE）拼接防弹板为研究对象，针对弹着点不同位置开展了数... 详细信息

陶瓷/纤维防弹板广泛应用于单兵防护装备，研究其抗多发冲击性能对于减少士兵伤亡有重要意义。主要以Al2O3/超高分子量聚乙烯（Ultra-High Molecular Weight Polyethylene， UHMWPE）拼接防弹板为研究对象，针对弹着点不同位置开展了数值模拟，并与实验结果进行对比分析，验证数值模拟结果的可靠性。基于陶瓷和纤维破坏结果得出防弹板吸能与损伤特征的关系，有效计算下一次冲击的穿透概率。研究结果表明：第1发弹着点分别位于陶瓷片中心、两片接缝、四角拼接时，防弹板的破坏模式大致相同，接缝处陶瓷层抗冲击性能降低；第1发弹着点位于陶瓷片中心时，第2发子弹在两片接缝处穿透防弹板；随着两发弹着点距离越近陶瓷层吸收的能量越少，纤维层吸收能量越多；两发弹着点位于平行相隔和对角相隔时，中间陶瓷片未产生宏观破坏；当第1发弹着点位于陶瓷片中心时，第2次冲击的穿透概率为1.04%；当前第1发弹着点位于陶瓷片中心时，第2次冲击分别位于水平相邻中心、四角拼接、对角相邻中心时，第3次冲击防弹板穿透概率分别为5.45%、7.35%、5.05%；新模型为快速评估受损装备的抗多发侵彻能提供了方法。

关键词：陶瓷/纤维防弹板弹着点多发冲击能量耗散损伤评估

考虑凹坑缺陷的全地面起重机伸缩臂架结构稳定性研究

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中国工程机械学报 2024年第5期 567-571页

作者：姚峰林张立明吕少博高有山李建东杨志新太原科技大学智能物流装备山西省重点实验室山西省煤炭储运装备技术创新中心江苏环宇起重运输机械有限责任公司山西太钢不锈钢股份有限公司山西东昌实业有限公司

在实际生产条件下，凹坑缺陷在内的各种缺陷会对臂架结构的承载力和稳定性产生十分重要的影响。因此借鉴单点扰动载荷法（SPLA）和多点扰动载荷法（MPLA）的思想，将凹坑缺陷引入全地面起重机伸缩臂架结构稳定性分析中，以分析凹坑缺陷... 详细信息

在实际生产条件下，凹坑缺陷在内的各种缺陷会对臂架结构的承载力和稳定性产生十分重要的影响。因此借鉴单点扰动载荷法（SPLA）和多点扰动载荷法（MPLA）的思想，将凹坑缺陷引入全地面起重机伸缩臂架结构稳定性分析中，以分析凹坑缺陷对臂架稳定性的影响。结合ABAQUS和Python，先在臂架模型上创建不同位置的单点凹坑缺陷，再对其进行非线性屈曲分析，得到臂架稳定性受其不同位置影响的规律。多点凹坑缺陷的研究步骤相同，最后得到其不同个数和组合方式对臂架临界屈曲载荷的影响关系。

关键词：伸缩臂凹坑缺陷全地面起重机 ABAQUS Python

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基于二氧化碳泡沫水泥浆的淤泥固化研究

岩土工程学报 2024年

作者：丰土根厉治平张箭谢康中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室

河湖疏浚会产生大量疏浚淤泥，其含水率、压缩性均较高。采用二氧化碳作为泡沫气体源制备二氧化碳泡沫水泥浆材料并以此作为固化材料开展淤泥改良，对疏浚淤泥的资源再利用及对实现碳中和目标具有重要的意义。本文基于传统空气泡沫水泥... 详细信息

河湖疏浚会产生大量疏浚淤泥，其含水率、压缩性均较高。采用二氧化碳作为泡沫气体源制备二氧化碳泡沫水泥浆材料并以此作为固化材料开展淤泥改良，对疏浚淤泥的资源再利用及对实现碳中和目标具有重要的意义。本文基于传统空气泡沫水泥浆制备技术与普通水泥基固碳机理，采用二氧化碳替代空气制备二氧化碳泡沫水泥浆并以此进行淤泥固化，对泡沫浆液养护后形成结石体试块的力学性能以及疏浚淤泥固化后形成填料的力学性能和微观结构进行了试验研究。研究结果表明：发泡剂和稳泡剂的最佳组合为A24g/L,C15g/L；水泥水化水解产物中Ca(OH)2与CO2生成CaCO3的转化率约增加26.1；水泥浆中粉煤灰的最佳掺量为30%；固化后形成的固化料的无侧限抗压强度、内摩擦角及黏聚力与泡沫浆液的掺量呈近似线性递增关系，而渗透系数与泡沫浆液的掺量呈近似线性递减关系。研究成果为淤泥固化的工程应用和二氧化碳“变废为宝”的途径提供重要指导。

关键词：疏浚淤泥二氧化碳泡沫水泥浆淤泥固化力学性能