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基于对称形状生成的三维目标检测网络

仪器仪表学报 2023年第6期44卷 252-263页

作者：涂新奎郑少武于善虎李巍华华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641 广州华工机动车检测技术有限公司广州510640

基于点云的三维目标检测在机器人、自动驾驶等领域起着至关重要的作用,激光点云能为场景理解提供精确的几何信息。然而,由于点云的稀疏性和物体间的遮挡关系,激光点云通常只能描述物体的部分形状,导致目标结构信息不完整,从而降低检测... 详细信息

基于点云的三维目标检测在机器人、自动驾驶等领域起着至关重要的作用,激光点云能为场景理解提供精确的几何信息。然而,由于点云的稀疏性和物体间的遮挡关系,激光点云通常只能描述物体的部分形状,导致目标结构信息不完整,从而降低检测精度。针对这个问题,提出基于对称形状生成的三维目标检测网络(SSG-RCNN),一种双阶段目标检测器。考虑到感兴趣目标形状的对称性,SSG-RCNN在一阶段生成候选框的同时为每个前景点预测镜像对称点,从而恢复目标的整体形状。二阶段中,使用自注意力池化层从原始点和对称点中聚合特征用于候选框修正,完成三维框预测。KITTI数据集上的实验表明SSG-RCNN取得了卓越的检测性能,在测试集上对困难目标的检测精度达到77.64%,高于所有对比方法。

关键词：三维目标检测激光雷达点云自动驾驶

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动车组蓄电池线缆环境特性及寿命评估研究

环境技术 2024年第6期42卷 84-90页

作者：安晓娜王聪聪张世欢范占贝刘一李莹中车唐山机车车辆有限公司唐山064000 沈阳局集团有限公司沈阳动车段沈阳110002 广州广电计量检测股份有限公司广州510656

轨道交通大量线缆服役周期到了次轮四级修的时间,同时其外观性能检测未有异常。在安全可靠的前提下对已经服役的电线电缆进行可靠性及寿命研究,为降本增效提供技术支持。线缆的工作环境是影响其寿命及可靠性的关键指标,按照线缆工作环... 详细信息

轨道交通大量线缆服役周期到了次轮四级修的时间,同时其外观性能检测未有异常。在安全可靠的前提下对已经服役的电线电缆进行可靠性及寿命研究,为降本增效提供技术支持。线缆的工作环境是影响其寿命及可靠性的关键指标,按照线缆工作环境选择关键应力进行可靠性评估才具有较高的置信度。本文首先分析蓄电池供电线缆工作环境和蓄电池线缆的失效机理;随后,基于失效机理、工作环境设计线缆的可靠性及加速寿命试验方案;通过对试验数据分析,依据线缆的加速寿命模型,对线缆进行可靠性寿命评估。试验结果表明,热应力条件下是能够加速线缆的绝缘老化的,经过计算服役达到次轮四级修的线缆剩余寿命为17.4年。

关键词：线缆失效机理寿命

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危险化学品道路运输事故复杂性机理研究综述

消防科学与技术 2024年第7期43卷 919-931页

作者：骆成韩东蒋灶李聪孙戬路亚妮西华大学应急管理学院四川成都610039 广东省华工检测鉴定有限公司广东广州511500 湖北工程学院土木工程学院湖北孝感432000

为探寻危险化学品道路运输事故复杂性机理的研究现状,基于事故风险特征提出了一种新的文献分类方法。该方法分别从复杂性与复杂系统特征、事故致因理论、事故风险演化过程、事故风险耦合后果4个方面对既有的文献进行综合评述。分析认为... 详细信息

为探寻危险化学品道路运输事故复杂性机理的研究现状,基于事故风险特征提出了一种新的文献分类方法。该方法分别从复杂性与复杂系统特征、事故致因理论、事故风险演化过程、事故风险耦合后果4个方面对既有的文献进行综合评述。分析认为,近年来危险化学品道路运输事故相关理论和方法的研究发展迅速,其中事故致因理论研究最为成熟,事故风险演化和事故风险耦合研究正逐步成为关注的重点;既有研究大多集中在系统的宏观层面,微观层面研究较少,且风险和能量如何在不同层面进行传递和转化尚未形成完整的理论,也未揭示系统内部风险因子相互作用及演化发展的过程和规律;基于新的分类方法发现,大多数研究采用单目标求解或多目标优化模型,未能充分考虑运输过程动态风险特征和时变效应,基于事故后果和环境污染风险的事故不确定性分析可能是未来的研究热点。

关键词：危险化学品道路运输事故复杂性致因理论风险演化风险耦合

基于寿命特征参数研究的电磁阀可靠性寿命研究

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环境技术 2024年第1期42卷 30-33,41页

作者：李慧杨静赵可沦广电计量检测集团股份有限公司广州510656

本文提出了高铁某系统电磁阀基于寿命特征参数影响的运用可靠性评估方法。通过对电磁阀的使用环境进行模拟复现,设计加速应力试验,缩短试验周期。最终确定电磁阀的寿命特征参数为响应时间。利用响应时间评估电磁阀的可靠性寿命。结果表... 详细信息

本文提出了高铁某系统电磁阀基于寿命特征参数影响的运用可靠性评估方法。通过对电磁阀的使用环境进行模拟复现,设计加速应力试验,缩短试验周期。最终确定电磁阀的寿命特征参数为响应时间。利用响应时间评估电磁阀的可靠性寿命。结果表明,动车组电磁阀在工作条件下,约13~20年可靠性会降低,并给出了修程修制优化建议。

关键词：电磁阀寿命特征参数响应时间可靠性

基于改进动态规划法的HEV多目标能量管理策略

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华南理工大学学报（自然科学版） 2022年第9期50卷 138-148页

作者：赵克刚何坤阳黎杰梁志豪贝泾浩王玉龙华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640 广州华工机动车检测技术有限公司广东广州510640 广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广东广州511434

混合动力汽车能量管理策略(EMS)优化问题是一类需要综合优化混合动力汽车多个性能指标的多目标多阶段决策问题,而传统的多目标优化算法在求解EMS这类问题时面临求解效率低、收敛性难以保证等挑战。本文结合非支配排序算法的思想,将传统... 详细信息

混合动力汽车能量管理策略(EMS)优化问题是一类需要综合优化混合动力汽车多个性能指标的多目标多阶段决策问题,而传统的多目标优化算法在求解EMS这类问题时面临求解效率低、收敛性难以保证等挑战。本文结合非支配排序算法的思想,将传统的动态规划法(DP)拓展到多目标优化领域,提出了非支配排序动态规划法(NSDP)。该算法首先将行驶工况划分为多个阶段,在每个阶段中求取混合动力汽车在不同控制策略产生的累积目标值向量,并通过非支配排序算法获得当前的非支配解集以及对应的控制策略,然后利用各个阶段的非支配解集依次逆向迭代,直至获取整个行驶工况的非支配解集前沿以及对应的能量管理控制策略。在仿真实验中,分别应用加权动态规划法(WDP)和非支配排序动态规划法求解功率分流式混合动力汽车和串并联式混合动力汽车在匀加速工况的多目标能量管理策略优化问题,结果表明NSDP能够有效完成求解并保证收敛性,且求解结果在解集均匀性和求解效率方面具有显著的优势。进一步,运用NSDP求解在世界轻型车辆测试工况(WLTC)下串并联式混合动力汽车能量管理优化问题,所得非支配解集可用于分析汽车的工作特性,并能够为实际能量管理策略的制定提供可靠的参考。

关键词：多目标优化能量管理策略改进动态规划法非支配排序

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基于预测模型的无人赛车路径规划算法研究

汽车技术 2022年第7期 32-41页

作者：龚国铮郑少武钟思祺叶鸣李巍华华南理工大学广州510641 深圳裹动智驾科技有限公司深圳518054 广州华工机动车检测技术有限公司广州510640

针对无人驾驶电动方程式赛车极限工况下的路径规划问题,提出一种基于预测模型的无人赛车路径规划算法。通过目标函数设计将路径规划问题转化为最优化问题,并将车辆动力学预测模型作为等式约束,依据赛车的稳态行驶特性,构建赛车行驶稳定... 详细信息

针对无人驾驶电动方程式赛车极限工况下的路径规划问题,提出一种基于预测模型的无人赛车路径规划算法。通过目标函数设计将路径规划问题转化为最优化问题,并将车辆动力学预测模型作为等式约束,依据赛车的稳态行驶特性,构建赛车行驶稳定性组合约束,并综合考虑边界约束,生成满足赛车行驶要求的路径。在不同附着条件下进行了仿真测试,结果表明,在满足实时性要求的前提下,所提出的算法能够有效减小车辆前、后轴侧滑的风险,且在多项指标上优于RRT^(*)算法以及基于三次自然样条曲线的最优二次轨迹规划方法。

关键词：无人驾驶赛车路径规划模型预测控制操纵稳定性最优路径

图结构联合时序数据驱动的装备剩余使用寿命预测方法

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机械工程学报 2023年第12期59卷 183-194页

作者：沈天浩丁康黎杰黄如意李巍华华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641 人工智能与数字经济广东省试验室(广州) 广州510335 广州华工机动车检测技术有限公司广州510730 华南理工大学吴贤铭智能工程学院广州511442

随着制造业向数字化、智能化方向转型升级,基于数据驱动的装备智能运维成为了学术界和工业界研究的潮流。然而,当前剩余寿命预测方法存在时序信息提取能力弱、难以建立监测数据与装备真实退化趋势的准确映射关系等局限性。为解决上述问... 详细信息

随着制造业向数字化、智能化方向转型升级,基于数据驱动的装备智能运维成为了学术界和工业界研究的潮流。然而,当前剩余寿命预测方法存在时序信息提取能力弱、难以建立监测数据与装备真实退化趋势的准确映射关系等局限性。为解决上述问题,提出一种图结构联合时序数据驱动的装备剩余使用寿命预测方法。首先,融合图卷积网络的图时序信息表征能力与长短时记忆网络的长时序特征刻画能力,构建包含图卷积、长短时记忆和逻辑回归模块的剩余寿命预测模型;其次,利用特征相关性构造的具有时序特性的图结构数据、利用原始数据构造具有固定时间步长的时序数据,分别作为图卷积模块和长短时记忆模块的输入,以最小化预测损失为目标,训练并优化寿命预测模型;最后,利用轴承全寿命加速退化试验数据,验证所提方法的有效性,所提方法在单工况下RMSE为0.107,综合工况下RMSE为0.099。与领域内先进方法对比的试验结果表明,所提方法取得了最优的预测性能,可为装备的预测与健康管理提供决策依据,具有较强的工程应用价值。

关键词：剩余寿命预测图神经网络长短时记忆网络滚动轴承装备智能运维

多模块U-Net-BiLSTM网络驱动的滚动轴承寿命预测方法研究

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重庆理工大学学报（自然科学） 2023年第1期37卷 92-100页

作者：李扬号丁康蒋飞何国林黎杰华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 人工智能与数字经济广东省实验室广州510640 广州华工机动车检测技术有限公司广州510640

针对滚动轴承寿命预测方法难以准确识别故障始发时刻(FPT)和提取时间序列深层特征的问题,提出了一种联合高精度FPT点和多模块U-Net-BiLSTM网络的滚动轴承寿命预测方法:对小波降噪后原始信号功率谱中每一时刻内所有频率成分进行累加求和... 详细信息

针对滚动轴承寿命预测方法难以准确识别故障始发时刻(FPT)和提取时间序列深层特征的问题,提出了一种联合高精度FPT点和多模块U-Net-BiLSTM网络的滚动轴承寿命预测方法:对小波降噪后原始信号功率谱中每一时刻内所有频率成分进行累加求和,联合欧氏距离准则与3σ原则识别高精度FPT点;分别将残差块、池化层和归一化层引入编码器和解码器中实现多尺度特征融合,从而改进传统U-Net网络,有效提升了模型对时序信号的处理能力和预测速度。实验结果表明:相较于现有3种深度学习方法,具有更高的预测精度和更快的预测速度。

关键词：滚动轴承寿命预测故障始发时刻 U-Net网络

稀疏表示自编码网络的齿轮平稳型故障特征提取研究

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重庆理工大学学报（自然科学） 2023年第1期37卷 101-110页

作者：郑琛丁康何国林蒋飞叶鸣华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 人工智能与数字经济广东省实验室广州510640 广州华工机动车检测技术有限公司广州510640

受到噪声和设备偏心等因素的干扰,定轴齿轮平稳型故障的整体特征参数难以准确提取,而智能诊断方法提取的多为抽象特征,不具备可解释性。联合平稳型故障响应机理与稀疏表示理论,设计了具备可解释性的稀疏表示自编码网络,将自编码网络的... 详细信息

受到噪声和设备偏心等因素的干扰,定轴齿轮平稳型故障的整体特征参数难以准确提取,而智能诊断方法提取的多为抽象特征,不具备可解释性。联合平稳型故障响应机理与稀疏表示理论,设计了具备可解释性的稀疏表示自编码网络,将自编码网络的编码层和解码层分别等效为稀疏向量的求解与过完备字典的学习;基于平稳型故障信号参数的特征设计了自适应优化算法,有效实现了特征参数的快速全局寻优;结合设计的稀疏表示自编码网络与齿轮平稳型故障信号特征构建了深度神经网络,对故障信号进行高精度的特征重构。仿真分析表明该方法特征提取精度高、抗噪性能好,能够直接提取具有明确物理意义的平稳型故障特征参数,进一步验证了所提方法的有效性。

关键词：定轴齿轮特征提取自编码网络稀疏表示平稳型故障