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结构光测量中相机曝光优化与图像质量评估

激光与光电子学进展 2024年第12期61卷 184-193页

作者：张伟宋杰吕圣曾志龙方麒王生怀湖北汽车工业学院机械工程学院湖北十堰442002 湖北中程科技产业技术研究院有限公司湖北十堰442003

为了解决结构光三维测量采集过程中无法准确确定曝光量的问题,提出了一种基于相机响应函数求解最优曝光时间的方法。该方法主要通过使用大津法(Otsu)对不同被测物体图像进行背景分割,然后利用相机响应函数求解真实像素值与曝光时间之间... 详细信息

为了解决结构光三维测量采集过程中无法准确确定曝光量的问题,提出了一种基于相机响应函数求解最优曝光时间的方法。该方法主要通过使用大津法(Otsu)对不同被测物体图像进行背景分割,然后利用相机响应函数求解真实像素值与曝光时间之间的关系,从而得到在理想像素均值下的最优曝光时间。此外,构建了通过计算图像过曝与欠曝像素点的占比与归一化的像素均值等其他基本图像质量评价参数的图像质量评价方法,该方法能够对被测物体图像进行有效评价。实验使用不同曝光时间进行双目结构光三维测量,对比了模型重建中相位匹配点数量与关键特征的测量结果。结果表明:使用最优曝光时间采集被测物,图像评价结果参数均在90%以上;在模型重建过程中相位匹配点数最多,关键特征测量结果准确,与其他测量方法的最大测量误差为0.02 mm;同时被测物图像质量评价结果与相位匹配点数呈正相关,证明了该评价方法的有效性。本研究为结构光三维测量中曝光量的选择提供了科学的依据。

关键词：测量与计量结构光三维测量相机响应函数阈值分割图像质量评价方法

基于改进YOLOv5s的铝材表面缺陷检测方法

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制造技术与机床 2024年第1期 179-184页

作者：谢昆方凯陈娟杨召岭湖北汽车工业学院电气与信息工程学院湖北十堰442000 东风(十堰)有色铸件有限公司湖北十堰442000

针对目前铝材表面缺陷检测算法在实际工程应用中检测精度低以及不够轻量化难以部署等问题,文章提出一种基于改进YOLOv5s的铝材表面缺陷检测方法。该算法以经典YOLOv5s模型为基础,将ShufflenNetV2-Block算法融合到主干网络backbone中,降... 详细信息

针对目前铝材表面缺陷检测算法在实际工程应用中检测精度低以及不够轻量化难以部署等问题,文章提出一种基于改进YOLOv5s的铝材表面缺陷检测方法。该算法以经典YOLOv5s模型为基础,将ShufflenNetV2-Block算法融合到主干网络backbone中,降低模型的计算复杂性;然后添加SE注意力机制,使注意力集中于缺陷相关区域,更好地区分类别之间的差异,提高分类性能和检测效率;最后优化损失函数,采用SIoU(S-intersection over union)替代CIoU,提升网络定位精度。结果表明:针孔类和斑点类缺陷检测精度比原版YOLOv5分别提升了8.3%和8.4%,mAP值提高了6.4%,提高了缺陷检测精度且降低了模型的大小和所占内存,更加便于移动端部署,有效改善了制造过程中漏检问题。

关键词：缺陷检测 YOLOv5 损失函数注意力机制

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一种新型商用车座椅强度分析与轻量化研究

机械设计与制造 2024年第6期400卷 256-261页

作者：杨明王生怀朱向洪邹春龙湖北汽车工业学院机械工程学院湖北十堰442002 东风华神汽车有限公司湖北十堰442002 湖北三环汽车有限公司湖北十堰442002

为解决某车身安全带锁扣与座椅本体干涉磨损的问题,开发出一套新的座椅结构,单独将右侧安全带固定点设计在座椅本体上,对新座椅结构的骨架强度进行研究。再通过灵敏度分析法对骨架进行轻量化分析,优化过程中综合考虑碰撞工况及模态工况... 详细信息

为解决某车身安全带锁扣与座椅本体干涉磨损的问题,开发出一套新的座椅结构,单独将右侧安全带固定点设计在座椅本体上,对新座椅结构的骨架强度进行研究。再通过灵敏度分析法对骨架进行轻量化分析,优化过程中综合考虑碰撞工况及模态工况,通过改变部分零件的厚度实现了骨架降重0.8kg,优化后靠背前向位移最大为66.5mm,与优化前的骨架前向位移偏差为2.2mm,模态频率优化前后的波动率最大为8.1%。最后根据法规要求,对优化后的座椅骨架进行仿真验证分析,以验证实验方案的可行性和有效性,从而验证了优化后的骨架符合座椅强度法规与轻量化要求,新的座椅骨架结构解决了车身干涉的问题,为后期座椅结构设计提供了新的理念和方法。

关键词：座椅强度灵敏度分析模态轻量化

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基于改进混合算法的光伏多峰最大功率点跟踪

安徽大学学报（自然科学版） 2024年第5期48卷 57-65页

作者：方胜利朱晓亮马春艳侯贸军湖北汽车工业学院电气与信息工程学院湖北十堰442002 十堰巨能电力设计有限公司湖北十堰442000

光伏阵列在局部遮阴下的输出具有多峰特性,且随工况变化而变化.针对传统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,简称MPPT)算法易陷入局部最优、跟踪时间较长,进而导致光伏发电效率低下的缺陷,提出局部遮阴下光伏多峰MPPT改进... 详细信息

光伏阵列在局部遮阴下的输出具有多峰特性,且随工况变化而变化.针对传统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,简称MPPT)算法易陷入局部最优、跟踪时间较长,进而导致光伏发电效率低下的缺陷,提出局部遮阴下光伏多峰MPPT改进混合算法.该文算法包括最大功率点(maximum power point,简称MPP)前期全局搜索及后期局部搜索两部分.在MPP全局搜索阶段,采用惯性权重自适应调整的量子粒子群优化算法,将光伏阵列工作点移至MPP所在的单峰区间,在优化过程中对粒子群进行自适应t分布变异,引入禁忌搜索算法.在MPP局部搜索阶段,采用基于闭环模糊控制的变步长扰动观察法,将光伏阵列工作点快速精准调整至MPP.仿真结果表明:相对于其他4种算法,该文算法有更高的跟踪效率和跟踪精度,能更有效提高光伏发电效率.因此,该文算法具有优越性.

关键词：光伏阵列局部遮阴 MPPT 量子粒子群优化自适应t分布

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塑料停车楔注塑成型模拟及模具设计

塑料 2024年第3期53卷 34-38,59页

作者：李海丰乔鹏程任伊锦孙锐湖北汽车工业学院材料科学与工程学院湖北十堰442002 湖北涛华材料科技有限公司湖北十堰442002

基于对橡胶和金属材质停车楔问题分析,从结构、材料和工艺3个途径设计开发了一种轻量化的塑料停车楔。选用玻璃纤维增强聚丙烯复合材料注塑成型,利用Moldflow模流分析软件对成型过程进行仿真,分析出了最佳浇口位置,并进行了“填充+流动... 详细信息

基于对橡胶和金属材质停车楔问题分析,从结构、材料和工艺3个途径设计开发了一种轻量化的塑料停车楔。选用玻璃纤维增强聚丙烯复合材料注塑成型,利用Moldflow模流分析软件对成型过程进行仿真,分析出了最佳浇口位置,并进行了“填充+流动+翘曲”分析;在得到的较优成型工艺参数基础上,选择了合适的注塑机,设计了注塑模具;经参数校核满足使用要求;批量制造了塑件,并进行了性能检测。结果表明,设计开发的塑料(PP+30GF)停车楔,注塑成型较好,产品净重0.96 kg,与橡胶和金属材质产品相比,减重幅度分别为86%和75%,轻量化效果显著;在实现较好止退效果的同时,还具有成本低的经济性优势。

关键词：停车楔轻量化复合材料 Moldflow 模具设计

基于多策略混合改进MVO算法的光伏多峰MPPT研究

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南京信息工程大学学报 2024年第4期16卷 544-552页

作者：方胜利朱晓亮马春艳侯贸军湖北汽车工业学院电气与信息工程学院十堰442002 十堰巨能电力设计有限公司十堰442000

光伏阵列的电功率输出在局部遮荫工况下具有多峰特性,且随外界环境的变化而变化.为实现高效电能输出,利用多元宇宙优化(MVO)算法在解决低维度、小规模优化问题中的突出优势进行最大功率点跟踪(MPPT),并融合多种策略对其存在的缺陷进行改... 详细信息

光伏阵列的电功率输出在局部遮荫工况下具有多峰特性,且随外界环境的变化而变化.为实现高效电能输出,利用多元宇宙优化(MVO)算法在解决低维度、小规模优化问题中的突出优势进行最大功率点跟踪(MPPT),并融合多种策略对其存在的缺陷进行改进.采用拉丁超立方抽样策略初始化宇宙种群,并对按照轮盘赌策略随机交换的宇宙实施柯西变异,提高宇宙种群的多样性.同时引入莱维飞行式量子粒子群优化(QPSO)算法,且对虫洞存在概率及旅行距离率进行自适应调整,以增强算法的全局勘探及局部开发能力.Matlab仿真结果表明,相比其他算法,采用该算法的MPPT时间减少了45%以上,精度亦有所提高,从而具有更优的MPPT性能,可有效提高光伏发电效率.

关键词：光伏阵列多峰特性最大功率点跟踪多元宇宙优化拉丁超立方抽样策略柯西变异莱维飞行量子粒子群优化

热成形淬火对QP1180/22MnB5激光拼焊板组织与性能的影响

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精密成形工程 2024年第1期16卷 112-120页

作者：苏文超王金凤车亚军郭亿王晶湖北汽车工业学院材料科学与工程学院湖北十堰442002 东风汽车零部件(集团)有限公司湖北十堰442016 湖北长平汽车装备有限公司湖北十堰442000

目的对QP1180和22MnB5激光拼焊板进行热成形试验,以解决超高强钢板材焊后的软化问题。方法选择QP1180和22MnB5异种高强钢作为母材进行激光自熔焊,对焊后的激光拼焊板进行热成形试验,通过体式显微镜、扫描电子显微镜、液压拉伸试验机和... 详细信息

目的对QP1180和22MnB5激光拼焊板进行热成形试验,以解决超高强钢板材焊后的软化问题。方法选择QP1180和22MnB5异种高强钢作为母材进行激光自熔焊,对焊后的激光拼焊板进行热成形试验,通过体式显微镜、扫描电子显微镜、液压拉伸试验机和维氏硬度计等手段,分析热成形前后激光拼焊板微观组织和力学性能的变化。结果与焊态拉伸试样相比,热成形试样抗拉强度提高了135%,断后伸长率降低了55%,拉伸试样都在22MnB5母材处断裂,均为塑性断裂。在热成形后,对焊接接头进行组织分析,发现QP1180母材区马氏体含量增加,22MnB5母材区和临界热影响区组织由珠光体和铁素体转变为马氏体,焊接接头热影响区各亚区的组织均转变为大小不同的板条马氏体。硬度测试结果表明,焊态试样焊接接头的QP1180临界区存在软化现象,硬度值最低为335HV,22MnB5侧硬度值由母材处向焊缝升高,母材硬度最低为170HV;而在热成形后,QP1180临界区软化现象消失,硬度值趋于平缓,22MnB5母材处硬度比焊态试样硬度高了2倍。结论与焊态试样相比,经热成形后激光拼焊板的焊后软化问题得到了解决。

关键词：异种高强钢激光拼焊热冲压成形力学性能微观组织

基于改进YOLO v5n的舍养绵羊行为识别方法

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农业机械学报 2024年第4期55卷 231-240页

作者：翟亚红王杰徐龙艳祝岚原红光赵逸凡湖北汽车工业学院电气与信息工程学院十堰442002 沁阳市北盛牧业有限公司沁阳454550

日常行为是家畜健康状况的重要体现,在传统的行为识别方法中,通常需要人工或者依赖工具对家畜进行观察。为解决以上问题,基于YOLO v5n模型,提出了一种高效的绵羊行为识别方法,利用目标识别算法从羊圈斜上方的视频序列中识别舍养绵羊的... 详细信息

日常行为是家畜健康状况的重要体现,在传统的行为识别方法中,通常需要人工或者依赖工具对家畜进行观察。为解决以上问题,基于YOLO v5n模型,提出了一种高效的绵羊行为识别方法,利用目标识别算法从羊圈斜上方的视频序列中识别舍养绵羊的进食、躺卧以及站立行为。首先用摄像头采集养殖场中羊群的日常行为图像,构建绵羊行为数据集;其次在YOLO v5n的主干特征提取网络中引入SE注意力机制,增强全局信息交互能力和表达能力,提高检测性能;采用GIoU损失函数,减少训练模型时的计算开销并提升模型收敛速度;最后,在Backbone主干网络中引入GhostConv卷积,有效地减少了模型计算量和参数量。实验结果表明,本研究提出的GS-YOLO v5n目标检测方法参数量仅为1.52×10^(6),相较于原始模型YOLO v5n减少15%;浮点运算量为3.3×10^(9),相较于原始模型减少30%;且平均精度均值达到95.8%,相比于原始模型提高4.6个百分点。改进后模型与当前主流的YOLO系列目标检测模型相比,在大幅减少模型计算量和参数量的同时,检测精度均有较高提升。在边缘设备上进行部署,达到了实时检测要求,可准确快速地对绵羊进行定位并检测。

关键词：舍养绵羊智慧养殖行为识别注意力机制 YOLO v5n 绵羊数据集

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改善铝合金压铸件缩松缩孔的技术

铸造工程 2024年第1期48卷 11-16页

作者：陈娟金柱杨召岭王欢东风(十堰)有色铸件有限公司湖北十堰442062

鉴于铝合金压铸件缩松、缩孔是发生频率较高且不易被观察识别的内部缺陷,对缩孔宏观和微观形态进行展示以及对缩孔改善进行说明。生产中通过采用局部挤压技术、高压点冷技术、仿形减重技术、减小余量少加工技术以及模具温控布局技术,优... 详细信息

鉴于铝合金压铸件缩松、缩孔是发生频率较高且不易被观察识别的内部缺陷,对缩孔宏观和微观形态进行展示以及对缩孔改善进行说明。生产中通过采用局部挤压技术、高压点冷技术、仿形减重技术、减小余量少加工技术以及模具温控布局技术,优化压铸工艺,解决了压铸件缩孔缺陷。

关键词：压铸件缩孔缩松局部挤压高压点冷