高速公路ETC性能快速检测数据处理方法

针对自主研发的面向高速公路运维的ETC性能快速检测装备外业中因采集环境等因素产生的数据干扰问题，研究了ETC性能快速检测数据处理方法，去除了冗余的数据形成有效数据集，提取数据波峰波谷信息并依据相邻波峰波谷之间的关系研究了干扰数据的去除方法，最后利用三次样条插值方法对数据进行曲线拟合，形成了采集数据的轮廓信息，能较好地表征收费站ETC信号的能量分布趋势。     

二维激光雷达数据角点特征的提取

为增强无人车识别行驶环境中角点特征的鲁棒性, 并提高角点特征的识别速度, 基于观测点的二变量正态概率密度映射之间的相对差值, 提出了一种角点特征提取方法; 将观测数据组映射到二变量正态概率密度空间, 获得每个观测点的映射; 对映射结果进行归一化, 消除协方差引起的数值差异; 在映射数值曲线中寻找波峰与波谷的位置, 波峰对应的观测点最接近均值点, 波谷对应的观测点最接近拐点; 利用波峰和波谷的相对高度判定该组观测数据是否符合角点特征的边长要求; 用波谷对应的原始观测数据点坐标作为角点特征, 构建环境特征地图。试验结果表明: 提取方法能够处理观测点数大于63, 观测点角度分辨率大于1°的稀疏观测数据, 在大尺寸室外环境和室内环境中, 提取方法都能够稳定识别大型角点; 对小于180个点的观测数据, 最大处理时间小于5ms, 平均处理时间小于1.9ms, 提取方法减少了构建环境特征地图的时间; 提取方法依据观测数据的二变量正态概率密度提取角点特征, 对观测误差和角点特征的尺度与形状不敏感, 能够有效提高角点特征的识别鲁棒性。      

新型双皮质自攻螺纹交锁螺钉的设计与生物力学研究

目的设计与新型髓内钉相配套的双皮质自攻螺纹交锁螺钉,并对其生物力学性能进行对比研究。方法新型双皮质自攻螺纹交锁螺钉20根,直径4.5 mm,长45 mm,为实验组;市售进口Orthofix髓内钉配套不锈钢单皮质及全螺纹交锁螺钉各20根,规格与实验组相同,为对照组。应用MTS880材料试验机分别对实验组(新型交锁螺钉)及对照组(单皮质螺纹交锁螺钉、全螺纹交锁螺钉)的抗拔出强度及三点弯曲试验进行对比测评。结果新型交锁螺钉的抗拔出性能优于全螺纹交锁螺钉和单皮质螺纹交锁螺钉,单皮质螺纹交锁螺纹钉抗拔出性能最差;新型交锁螺钉的抗弯性能最优,单皮质螺纹交锁螺钉抗弯性能居中,全螺纹交锁螺钉组最差。组间比较均有显著性差异。结论新型交锁螺钉的生物力学性能优良,临床应用的退钉、弯钉、断钉风险低。     

隧道衬砌注浆后地质雷达检测图像判释研究

以隧道衬砌混凝土成分固定，电参数基本固定为基础，根据反射系数分析了不同介质填充隧道衬砌背后空腔时地质雷达的典型波形特征，并通过检测实例验证了分析的正确性。分析表明：如果空腔顶面的地质雷达反射波为反相反射波，则空腔填充物为潮湿水泥浆。如果空腔顶面的地质雷达反射波为同相反射波，存在多次反射波或第二个波峰幅值接近于第一个波谷，则空腔填充物为空气。如果空腔顶面的地质雷达反射波为同相反射波，不存在多次反射波且第二个波峰幅值接近于第一个波峰，则空腔填充物为干燥水泥浆。这种判释方法弥补了衬砌施工中地质雷达检测隧道质量的局限性，为地质雷达进一步发展提供了新思路。     

基于机器视觉的四方垫片内圆缺陷检测方法

提出了一种基于机器视觉的四方垫片内圆缺陷检测方法。首先利用广义Hough变换定位垫片的中心点位置,然后根据设定阈值对原图进行二值化、标记连通区域并删除最大连通区域外的区域,再分段搜索垫片内圆边沿点,最后用最小二乘法拟合圆后检测各边沿点是否为缺陷位置。算法对任意摆放位置和角度的四方垫片都能成功检测,实时性、准确率都可以满足工业检测的需求。     

自攻螺钉式金属屋面板抗风揭试验研究

采用空气加压的方式模拟风荷载,进行了3组自攻螺钉式屋面板抗风承载力试验,考察了屋面板材料强度和固定位置对自攻螺钉式屋面板的抗风承载能力的影响。试验结果表明随着金属屋面板的强度提高,自攻螺钉式金属屋面板的抗风承载能力显著提高,而自攻螺钉的位置(钉在波峰和波谷四分之一点)对屋面板系统抗风揭承载能力影响不大;当自攻螺钉钉在波峰处时,其抗风承载力按规范中自攻螺钉钉在波谷四分之一处公式计算偏于安全。     

����˫Ŀ�����Ӿ��ĵ��������ϰ����������

倒车引发的交通事故是主要的城市交通安全隐患之一,本文针对倒车安全及障碍物检测中传统机器视觉倒车图像存在失真,以及距离感知精度低的问题,提出了一种基于双目立体视觉的倒车环境障碍物测量方法.首先根据双目标定理论获取摄像头内、外参数并分析摄像头畸变情况,使用标定参数对双目图像进行校正,运用极线约束使双目图像平行共面,通过双目图像视差和三角测量原理获取图像中各目标的实际坐标,利用固定单一物体计算测量距离与实际距离间的误差,进行双目立体视觉倒车障碍物检测测量有效性研究.实验结果表明:摄像机横坐标与实际测量距离基本吻合,图像校正结果比较理想,图像共面且极线对齐,能有效检测出后方障碍物,并有效提高倒车环境感知能力和倒车安全性能.     

基于轨迹特征的船舶停留行为识别与分类

为准确评估大规模轨迹数据中的船舶停留活动，构建了两阶段船舶轨迹停留点提取策略，提出了特征驱动的船舶停留行为识别与自动分类方法；以距离、时间和轨迹点数量为约束条件构建了规则模型，检测了原始轨迹中的停留候选轨迹，引入孤立森林算法检测和去除异常离群点，提取了高聚集度的船舶停留轨迹集合；基于船舶靠泊和锚泊的时空特征，定义了轨迹点重复率、相邻点平均距离和最远点对距离3个指标，构建了新的轨迹相似性度量模型，量化了船舶停留轨迹点的分布特征和聚合程度，并利用K近邻算法完成了船舶锚泊行为与靠泊行为的自动分类；采用提出的方法处理了3个不同水域的船舶轨迹数据，准确获取了船舶停留行为的分类结果，并验证了船舶锚泊与靠泊在轨迹时空特征上的差异性，以人工标注结果为参考依据评估了船舶停留行为识别与分类的准确性。研究结果表明:船舶靠泊的轨迹点重复率在80%以上，最远点对距离和相邻点平均距离分别为6~11和1~2 m，船舶锚泊的轨迹点重复率在10%以下，最远点对距离和相邻点平均距离分别为150~250和8~10 m，说明轨迹点重复率、相邻点平均距离和最远点对距离这3个时空特征对船舶靠泊和锚泊具有显著的区分能力；提出的方法对船舶停留识别分类的正确率在98%以上，充分证明了其有效性；采用提出的方法可更新已有码头和锚地的空间位置，自动识别规则水域外的船舶异常停留和规则水域内的超长时间船舶异常停留，掌握在港船舶停留分布情况，识别不同季节、不同时段的热点码头和锚地，从而辅助优化港口规划布局和交通组织。      

螺纹剪切式碰撞吸能装置最优螺纹参数设计

为解决螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置的最优螺纹参数的设计问题,利用UG建模、VPG前处理和LS-NYNA求解计算,进行了针对单因素的计算机仿真试验．对螺纹的4个因素（螺纹高、剪切高、螺纹宽和导程）进行了单因素分析,将各因素的尺寸与最大加速度的关系进行了函数曲线拟合,通过适当调整,构造了4个因素与最大加速度的优化模型．用Matlab软件对优化问题求最值,并结合单因素分析结果获得了最优螺纹尺寸．仿真结果表明：该尺寸满足碰撞评价指标,从而为螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置的最优螺纹参数,提供了一种优化设计的新方法．     

激光点云用于预制构件尺寸检测的方法研究

针对预制构件尺寸批量检测的技术难题,提出一种基于三维激光点云的检测方法,运用点云关键角点提取与断面剖分思路,首先在点云预处理的基础上通过面域分割获取构件各外露面的完整面域;其次利用切片剖分获取断面点并提取关键角点坐标,再计算构件尺寸及几何线形;最后实现构件逆向三维建模以反映构件实际空间形态。将该方法应用于预应力混凝土预制组合箱梁的尺寸检测中,结果表明该方法所得尺寸点云计算值与人工测量值误差在1%以内,具有较好的测量精度。该方法能实现构件尺寸多断面检测,相较于人工测量方法更完善,可完成预制构件尺寸的批量检测以及后续的逆向三维建模。研究成果对提高桥梁构件的智能化检测水平具有重要的理论意义和实用价值。     

"边沿"问题的分析与控制

通过在航道疏浚工程质量检测中，发现质量问题（即存在浅点）的部位主要位于礁石开炸和疏浚开挖的边沿线附近，分析产生该质量问题的主要原因有：客观上无法完全了解的复杂地形地貌，施工中盲目地遵循于施工设计图和对礁石开炸边沿欠科学和处理措施等。并着重从理论上分析施工设计图的精度，阐明施工设计图存在的局限性，提出对礁石或疏浚的边沿施工时，应利用各种手段，尽可能地掌握边沿线附近的地形地貌，并作相应的技术处理措施，以便更有效地控制该质量问题。     

油罐进出油平衡算法的研究与实现

当前加油站对油罐进出油的监控往往采用人工监控的方式,不但效率低,而且监控误差大,对油罐内油品的泄漏发现不及时。提出的加油站进出油平衡算法通过动态读取油罐内油品的液面数据,然后采用三次多项式插值的方法进行平滑;对平滑后的数据检查波峰和波谷,进而判断出油罐进油和出油过程。通过分析比较进油和出油的油品体积,得到油罐进出油是否平衡的依据,并据此计算出油品的损耗率。算法在加油站的广泛应用,不但能推动石油公司的信息化进程,对于加油站对油罐的动态实时监控也具有现实意义。     

沙质海床形态变化对波浪变形影响的试验

利用水槽试验模拟浅海沙床进行试验,观察波浪和沙床互相作用及其对各自形态变化的影响。通过数据采集及定义两个参数K1（波高变化率）和Kz（沙坝高宽比）的数据处理方法,研究试验现象发生的原因并归纳出规律。试验中海床模型由中值粒径为0．47mm的原型沙铺设而成,坡度为1：20。研究结果表明：波浪在斜坡上的传播受到斜坡高程变化的影响。波浪传播距岸越近,斜坡高程越高,波高越大,同时波峰变尖,波谷坦化。在波浪作用下,底床形成沙纹和沙坝,沙纹和沙坝床面形态的不规则性将对波浪上爬产生一定的阻力,导致平均波高在破碎前减小,最大平均波高发生位置移动,相对波高变化率K1和沙坝高宽比K2之间成正比关系。     

基于百度API开源数据的居民出行研究

为弥补传统居民出行调查中存在被调查者对出行时间预估不准和出行距离难以计算的弊端,基于地图开发,设计了网络调查问卷,以获取居民出行起讫点(Origin-Destination,简称OD)和出行方式。根据起讫点进行坐标匹配,在时间最短的原则下,通过百度地图应用程序编程接口(Application Programming Interface,简称API)进行最佳出行路线推测,并融合居民调查数据得到一次出行的完整出行链,对获取的出行链数据进行不同出行方式和出行目的的居民出行特征分析。研究结果表明:(1)平均出行距离、平均出行时间等总体指标与青岛市第3次交通出行调查(2016)中通过公交IC卡计算的结果基本一致,但在具体的分布上有差异;(2)公交车出行的平均出行时间是小汽车的2.5倍,不能满足乘坐公交加步行的时间要控制在开私家车时间的1.5倍之内的深圳公交提速"1.5"战略;(3)非常发性的事务类出行,如单位业务、个人事务,平均出行距离要显著大于通勤类出行,如上班、就学。     

高速列车过桥诱发地面振动特性研究

为研究高速列车过桥引起的环境振动问题,以沪昆客运专线某铁路桥梁为工程背景,采用现场实测和有限元法获取地面振动特性。将计算值与实测值对比分析,结果表明：高速列车过桥引起的地面横向振动加速度稍大于垂向振动加速度,频谱曲线的主峰频率点可视为周期载荷诱发的共振频率;横垂向卓越频率分布区间为10～80 Hz,频带内各单频加速度幅值随距离增加呈波动衰减趋势;当不同频率的振动波波峰相遇时,相遇点的振动叠加出现放大现象;横垂向加速度最大振级对应的频带为25～63 Hz,大部分出现在31.5 Hz;实测值和计算值在幅值大小及变化趋势吻合较好,加速度Z振级最大误差为1.4 dB。可见,有限元模型满足精度要求,证明该方法能够有效预测环境振动响应。     

横通道设置对车隧气动多波峰的影响

为了研究横通道设置对压力波传播特性的影响,基于列车进入隧道所产生的压缩波在隧道与横通道交叉点的传播、反射理论,采用三维数值方法对设置横通道情况下的压力波传播特性进行了分析,对横通道设置不同位置时缓解微气压波的效果进行了比较.研究表明:首波压力梯度在列车进入隧道较短范围内（10 m）即达到峰值,横通道距隧道洞口距离增大,会使列车经过横通道所产生的2次波压力梯度峰值减弱,横通道距洞口距离由20 m调整为50 m,可使2次波峰值降低50%.      

基于汽车安全状况的CST控制方法

为建立汽车制动系统的工作状态与螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统之间的联系,提高汽车安全性能的整体水平,提出了基于汽车安全状况的螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置(CST)控制系统思想.即以单片机控制技术为核心,对汽车制动系统的安全性进行实时检测,判断制动系统安全状况,利用毫米波雷达实时监测本车与前方车辆(或障碍物)之间的距离,运用行车安全距离模型以确定本车的安全状态,一旦发现制动失效和制动不良,或距离超出安全范围时,则立即将螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统推出至全伸状态,以应对可能发生的危险.当制动系统完好或安全隐患不复存在时,则螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统自动回缩,实现根据汽车所处的安全状况自动确定螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统工作状态.     

基于波速衰减的混凝土损伤声发射定位优化算法试验研究

为研究声波在混凝土内部的衰减规律并提高声发射定位精度,对混凝土梁进行波速衰减试验,计算波速随距离的变化并给出波速随距离的衰减公式,建立基于波速衰减的声发射源定位穷举算法,进行了三点加载模式下的水泥混凝土小梁损伤断裂试验,采用声发射采集仪采集各项声发射参数,利用基于波速衰减的穷举定位算法对加载过程中损伤点进行定位,并与原有恒定波速的损伤点定位算法进行对比.研究结果表明:标准声发射信号波速在混凝土内部随距离增大衰减现象较为严重,初始的基准速度为4745 m/s,在传播600 mm时已降至2124 m/s;在脆性破坏阶段,声发射优化算法定位点数量由4个上升至16个,占比由17.4％上升至70.0％,精度较时差定位法明显提高,对混凝土损伤的定位与检测具有重要意义.     

基于波速衰减的混凝土损伤声发射定位优化算法试验研究

为研究声波在混凝土内部的衰减规律并提高声发射定位精度,对混凝土梁进行波速衰减试验,计算波速随距离的变化并给出波速随距离的衰减公式,建立基于波速衰减的声发射源定位穷举算法,进行了三点加载模式下的水泥混凝土小梁损伤断裂试验,采用声发射采集仪采集各项声发射参数,利用基于波速衰减的穷举定位算法对加载过程中损伤点进行定位,并与原有恒定波速的损伤点定位算法进行对比.研究结果表明:标准声发射信号波速在混凝土内部随距离增大衰减现象较为严重,初始的基准速度为4745 m/s,在传播600 mm时已降至2124 m/s;在脆性破坏阶段,声发射优化算法定位点数量由4个上升至16个,占比由17.4％上升至70.0％,精度较时差定位法明显提高,对混凝土损伤的定位与检测具有重要意义.     

基于多峰直方图的遥感图像阈值自动选取算法

基于多峰灰度直方图的阈值自动选取算法,首先使用平均滤波器平滑直方图,消除直方图中微小的波动,保留反映直方图总体趋势的大的波峰波谷;然后通过寻找直方图中局部最大值和最小值,以确定合理的阈值.该算法使用时仅需要用户指定直方图应保留的合理波峰数,在针对大尺寸遥感图象计算出的阈值要优于大津算法和双峰算法计算出的阈值,且算法计算复杂度较低,适用于快速阈值选取.通过对TM影像中水体自动提取实验研究,阈值自动选取算法可用于水体及其它地物目标遥感信息的批量自动提取处理,具有较好的提取效果.