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强反射表面的自适应双目数字条纹投影法

激光与光电子学进展 2024年第12期 125-135页

作者：雷经发赵波赵汝海李永玲张淼安徽建筑大学机械与电气工程学院安徽省工程机械智能制造重点实验室过程装备与控制工程四川省高校重点实验室

双目数字条纹投影在三维形貌测量中应用广泛，但对于表面反射率变化较大的物体，过度曝光会导致数字条纹信息丢失，从而降低测量精度。基于此，提出一种自适应双目数字条纹投影方法。首先，向物体表面投射不同强度的灰度图，制作掩模图... 详细信息

双目数字条纹投影在三维形貌测量中应用广泛，但对于表面反射率变化较大的物体，过度曝光会导致数字条纹信息丢失，从而降低测量精度。基于此，提出一种自适应双目数字条纹投影方法。首先，向物体表面投射不同强度的灰度图，制作掩模图像，生成多组饱和点像素簇，计算饱和点像素簇中的物体表面反射率，并在像素簇中逐像素确定饱和像素点的最佳投影光强值；其次利用相机-投影仪像素点映射关系，将生成的自适应数字条纹序列投影至物体表面；最后利用多频外差法进行解相，通过左右相机相位匹配完成物体三维形貌重建。实验结果表明，相比现有双目方法，所提方法的相位均方根误差和平均相对误差分别减小了99.57%和96.57%，更加准确地实现饱和曝光区域相位的提取和匹配，拟合模型高度相对误差减小了72.12%，提高了对强反射物体表面三维形貌的测量精度。

关键词：相位测量自适应条纹双目视觉强反射表面三维形貌重建

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面向任务的重叠联盟结构生成计算复杂性

控制理论与应用 2024年第1期41卷 163-171页

作者：张国富宋晓晓苏兆品岳峰合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230601 合肥工业大学智能互联系统安徽省实验室安徽合肥230009 合肥工业大学工业安全应急技术安徽省重点实验室安徽合肥230601

传统的重叠联盟形成问题大都聚焦智能体,鲜有从任务视角出发.为此,本文首先构建了一种面向任务的重叠联盟结构生成模型,并分析了其解空间和相关决策问题的计算复杂性.此外,基于流网络分别设计了相应的孤立联盟、重叠联盟、重叠联盟结构... 详细信息

传统的重叠联盟形成问题大都聚焦智能体,鲜有从任务视角出发.为此,本文首先构建了一种面向任务的重叠联盟结构生成模型,并分析了其解空间和相关决策问题的计算复杂性.此外,基于流网络分别设计了相应的孤立联盟、重叠联盟、重叠联盟结构成功性判别算法和最优重叠联盟结构生成算法.分析结果表明,判别孤立联盟、重叠联盟、重叠联盟结构的成功性的时间复杂度均与智能体数和任务数呈多项式关系,而搜索最优重叠联盟结构的时间复杂度与智能体数和任务数呈指数关系.最后,通过仿真实验验证了上述结果.

关键词：多智能体系统重叠联盟结构生成计算复杂性成功性判别流网络

基于自适应多曝光融合的高动态范围表面测量方法

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红外与激光工程 2024年第1期53卷 173-182页

作者：雷经发谢浩然李永玲吴东张淼赵汝海安徽建筑大学机械与电气工程学院安徽合肥230601 工程机械智能制造安徽省教育厅重点实验室安徽合肥230601 过程装备与控制工程四川省高校重点实验室四川自贡643000 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系安徽合肥230026

为解决结构光测量高动态范围表面物体时出现局部过度曝光或曝光不足的问题,提出一种改进的多曝光融合方法,利用自适应曝光代替手动曝光,并对图像融合过程进行优化。首先,将初始曝光时间下拍摄的图像利用直方图进行分析,将被测物体表面... 详细信息

为解决结构光测量高动态范围表面物体时出现局部过度曝光或曝光不足的问题,提出一种改进的多曝光融合方法,利用自适应曝光代替手动曝光,并对图像融合过程进行优化。首先,将初始曝光时间下拍摄的图像利用直方图进行分析,将被测物体表面反射率不同的区域分为若干组,分别计算出每个组别的最佳曝光时间;在此基础上,拍摄不同组别对应最佳曝光时间下投射白光和条纹的图像,并去除图像中超过设定阈值的高灰度值区域,再将投射白光处理后的图像制作成掩模图,与相同曝光时间下投射条纹处理后的图像相乘,进而对多组相乘后的图像进行亮度压缩与融合;最后,通过CLAHE算法提高融合后所生成条纹图的对比度与清晰度,并对条纹解相后进行点云重建和尺寸测量。实验结果表明:文中方法中自适应曝光相较于手动曝光具有高效性和准确性,U型卡、连接块、圆盘三个高动态范围表面物体的点云重建率分别高达99.98%、99.74%、99.76%,测量出的标准块阶梯高度差绝对误差为0.062 mm,相对误差仅为0.69%,该方法有效解决了高动态范围表面物体测量时点云缺失的问题,提高了三维轮廓的测量精度。

关键词：高动态范围表面物体自适应曝光时间多曝光融合技术三维轮廓检测

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压缩式热泵耦合相变储热的研究进展

制冷学报 2024年

作者：杨耿肖鑫王云峰东华大学环境学院空气环境与建筑节能研究所云南省农村能源工程重点实验室

近年来，潜热储能热管理在热泵中的应用受到广泛关注。将相变蓄热技术与热泵结合可提升热泵性能以及对可再生能源的利用率，但仍需进一步降本增效。综述了近年来压缩式热泵与相变材料耦合储热的研究进展，分类概述了不同应用场景下相变... 详细信息

近年来，潜热储能热管理在热泵中的应用受到广泛关注。将相变蓄热技术与热泵结合可提升热泵性能以及对可再生能源的利用率，但仍需进一步降本增效。综述了近年来压缩式热泵与相变材料耦合储热的研究进展，分类概述了不同应用场景下相变材料相关热物性的适用条件及其表征方法。概括了热泵储能系统性能的优化途径，包括相变材料选取原则与改良方法、储热器的优化设置思路和相关原理、系统的动态优化控制策略等。梯级相变蓄热型热泵在提升供给侧舒适性和提高可再生能源利用率等方面的突出表现，表明了梯级蓄热应用于热泵储能系统中的广阔前景，提出非共晶混合相变材料作为梯级蓄热备选材料的观点。指出需要总结和开发储能相变材料热物性可调控的新方法，使相变材料的选取和改良技术与梯级蓄热装置的热力学理论优化研究相适应，进一步提升相变蓄热型热泵的供热脱碳能力。

关键词：热泵储能潜热储能相变材料梯级蓄热

基于OFDR的采动覆岩铰接结构回转角度及“三带”变形表征研究

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煤炭科学技术 2024年第3期52卷 63-73页

作者：刘奇刘相林曹广勇赵金海蒋长宝山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东省矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室安徽合肥230601 重庆大学资源与安全学院重庆400044

为了研究陕北某矿采动覆岩结构的光纤应变表征方法,基于12217工作面工程地质条件,分析了OFDR(光频域反射技术)的应变监测原理,在采动覆岩运动状态分区和分布式光纤应变监测原理基础上,建立了水平光纤应变表征采动覆岩铰接结构回转角度... 详细信息

为了研究陕北某矿采动覆岩结构的光纤应变表征方法,基于12217工作面工程地质条件,分析了OFDR(光频域反射技术)的应变监测原理,在采动覆岩运动状态分区和分布式光纤应变监测原理基础上,建立了水平光纤应变表征采动覆岩铰接结构回转角度的力学分析模型,推导出应变峰值宽度与岩层破断后所形成采动覆岩铰接结构回转角度的函数关系,定义了铰接结构回转临界角度的概念,提出了基于光纤应变特性和采动覆岩铰接结构回转角度的覆岩“三带”划分判据,并采用光纤应变表征方法对采动覆岩应变特征进行分析。结果表明:采动覆岩“三带”的不同变形程度与铰接结构回转角度的大小呈正比例关系,因此通过铰接结构回转角度划分“三带”范围是可行的;通过水平光纤应变峰值特性计算铰接结构回转角度,与二维物理相似模型试验的近景摄影测量角度相比,两者平均误差小于1°,验证了提出的光纤应变表征采动覆岩铰接结构回转角度的力学模型有效性。二维物理相似模型得到的垮落带高度和裂隙带高度与该工作面现场结果一致,与理论计算数值吻合,符合该矿实际情况。研究结果为分布式光纤监测技术表征采动覆岩变形特征的应用提供了新的研究思路。

关键词：采动覆岩光频域反射回转角度光纤应变采动“三带”

基于局部信息熵和改进AD-Census变换的自适应立体匹配

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激光与光电子学进展 2024年

作者：雷经发韦子涵李永玲赵汝海张淼安徽建筑大学机械与电气工程学院工程机械智能制造安徽省教育厅重点实验室过程装备与控制工程四川省高校重点实验室

为了提高传统局部匹配算法在弱纹理区域的匹配精度，解决AD-Census变换在代价融合过程中未能很好适应局部区域特征的问题，提出了一种基于局部信息熵和改进ADCensus变换的自适应立体匹配算法。在代价计算阶段，首先对输入图像进行局部... 详细信息

为了提高传统局部匹配算法在弱纹理区域的匹配精度，解决AD-Census变换在代价融合过程中未能很好适应局部区域特征的问题，提出了一种基于局部信息熵和改进ADCensus变换的自适应立体匹配算法。在代价计算阶段，首先对输入图像进行局部信息熵计算，根据像素点邻域局部信息熵选择改进Census变换的自适应窗口大小；然后由局部信息熵值计算自适应融合权重值，获得改进Census和AD代价的融合代价。在代价聚合部分，引入单方向动态规划聚合算法；最后经过视差计算和优化得出最终视差结果。选用Middlebury测试平台上标准图像对算法进行测试，实验结果显示，本文算法在非遮挡区域和全部区域的平均误匹配率分别为5.94%和8.37%，匹配效果优于很多现有算法，并具有较好的适用性和抗噪能力。

关键词：立体匹配局部信息熵 AD-Census 自适应权重代价聚合

裂隙发育过程对采动裂隙椭抛带压实区的影响研究

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煤炭科学技术 2024年第5期52卷 25-35页

作者：刘奇笪雨欣曹广勇李青海赵金海蒋长宝山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东省矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室安徽合肥230601 重庆大学资源与安全学院重庆400044

采空区瓦斯抽采的关键是了解工作面上覆岩层裂隙的演化过程。为了研究综采工作面覆岩采动压实区演化规律,高效进行煤矿采空区瓦斯抽采工作,以神东某矿区2207工作面为原型,通过物理相似模拟实验,利用自主研发的覆岩裂隙监测系统将图像进... 详细信息

采空区瓦斯抽采的关键是了解工作面上覆岩层裂隙的演化过程。为了研究综采工作面覆岩采动压实区演化规律,高效进行煤矿采空区瓦斯抽采工作,以神东某矿区2207工作面为原型,通过物理相似模拟实验,利用自主研发的覆岩裂隙监测系统将图像进行直方图均衡化增强和中值滤波去噪处理,获得二值化裂隙图像后利用分形理论定量描述裂隙率,对典型周期来压覆岩垮落裂隙率进行统计分析,建立了裂隙发育程度受工作面推进时间的时空函数和采动裂隙椭抛带压实区演变修正模型。结果表明:覆岩平均裂隙率变化符合DoseResp函数关系,裂隙的发育过程包括产生、扩展蔓延、压实闭合3个阶段,裂隙在产生、闭合这2个阶段发育速率较平缓,而在扩展阶段发育速率陡增。采空区上覆岩层裂隙场形成旧裂隙区、压实区和新裂隙区3个区域,裂隙发育周期的不同导致旧裂隙区与新裂隙区在发育状态、压实程度和空间形态上有着明显差异,这些差异导致了采空区覆岩非对称性下沉现象的发生。通过分析覆岩应力恢复与覆岩内部裂隙演变关系,进一步验证了采用DoseResp时间函数曲线可以很好的表现采空区上覆岩层裂隙异速演变特征。最后建立了考虑覆岩裂隙异速演变效应的采动裂隙椭抛带压实区修正模型,并结合现场工程实践,有效提高瓦斯抽取高位钻孔布置的准确性,为工作面的安全开采提供理论指导。

关键词：瓦斯抽采裂隙发育过程覆岩压实区物理相似模拟

构网型和跟网型电力电子装备混联系统惯量响应的匹配问题综述

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电力自动化设备 2024年第6期44卷 77-89页

作者：贾焦心沈钟毓秦本双颜湘武张波邵冰冰华北电力大学分布式储能与微网河北省重点实验室河北保定071003 河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003 河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室河南焦作454003 合肥工业大学新能源利用与节能安徽省重点实验室安徽合肥230009

构网型和跟网型电力电子装备具有异质化调频特性,导致2类装备交直流混联系统惯量响应阶段的动态交互作用机理复杂,传统的惯量参数匹配原则难以优化系统频率响应的问题。阐述了电力电子装备系统的惯量响应匹配问题,并对现有电压源型变流... 详细信息

构网型和跟网型电力电子装备具有异质化调频特性,导致2类装备交直流混联系统惯量响应阶段的动态交互作用机理复杂,传统的惯量参数匹配原则难以优化系统频率响应的问题。阐述了电力电子装备系统的惯量响应匹配问题,并对现有电压源型变流器的调频控制方法进行了概述。从功频响应分析方法、调频功率分配原则和频率响应特性3个方面对电力电子装备系统惯量配置问题的研究现状展开梳理。对电力电子装备混联系统的统一建模及惯量响应匹配问题提出了研究思路,旨在通过惯量支撑功率的匹配控制提升低惯量电力系统的频率稳定性,从系统层面为高比例电力电子装备友好并网提供基础理论和关键技术支撑。

关键词：电力电子装备交直流混联频率调节惯量匹配构网型

高温热辐射环境下降温服对消防人员生理及感知响应的影响

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第6期64卷 1039-1046页

作者：操凯李亚运兰明强郭贤刘小勇陈奥杰清华大学合肥公共安全研究院灾害环境人员安全安徽省重点实验室合肥230601 安徽建筑大学机械与电气工程学院合肥230601

为降低消防员热应激水平、验证降温服的有效性,该文在35℃和2.5 kW/m^(2)高温热辐射复合环境下开展人体热生理实验,同时采用主观问卷调查的方式,探究降温服对人体生理及主观感知响应的影响,分析降温服在缓解热应激从而提高消防人员热舒... 详细信息

为降低消防员热应激水平、验证降温服的有效性,该文在35℃和2.5 kW/m^(2)高温热辐射复合环境下开展人体热生理实验,同时采用主观问卷调查的方式,探究降温服对人体生理及主观感知响应的影响,分析降温服在缓解热应激从而提高消防人员热舒适性方面的有效性,并运用生理应变指数(PSI)和感知应变指数(PeSI)开展实验工况下人体热应激评估。结果表明:降温服明显减小了受试者的核心温度、皮肤温度、心率及出汗速率,有效缓解了人体生理负荷,降低了人体热应激水平,且在高运动强度(7.0 km/h)下效果更明显;降温服有效改善了受试者的热舒适性,在实验的第90 min时降温服使PSI值最大降低0.77,PeSI值最大降低4.89(约32%)。

关键词：高温热辐射环境消防员降温背心感知响应热舒适性