基于改进YOLOv5s的铝型材表面弱缺陷识别方法

针对采用传统的机器视觉方法识别铝型材表面弱缺陷存在的效率低和精度差的问题，提出一种将数据增强与YOLOv5s相结合的铝型材表面弱缺陷识别方法。采用anchor-free方法简化人工设计YOLOv5参数的步骤，降低检测复杂度；利用解耦检测器解决YOLOv5s检测中分类与回归任务冲突的问题，加快损失函数的收敛速度。通过优化算法的边界框回归损失函数，提高算法模型的定位精度；同时引入γ参数解决弱缺陷样本不平衡的问题。通过图像马赛克与像素混合方法提升模型对弱缺陷图像的识别能力。试验结果表明，改进算法的检测平均精度均值为93.3%，检测速度为41帧/秒，能提高船舶类铝型材弱缺陷检测的效率和自动化程度。     

基于改进YOLOv5的船体焊缝缺陷自动检测方法

为解决采用人工手段检测船体焊缝速度慢、准确度低的问题,提出基于改进YOLOv5的船体焊缝缺陷自动检测方法。利用相机采集船体焊缝图像,使用正弦灰度变换对焊缝图像进行处理,避免焊缝图像特征消失,提高正常焊缝与存在缺陷焊缝间的对比度,将处理后焊缝图像作为YOLOv5网络的输入样本,经网络Backbone、Neck以及Head部分处理,输出焊缝缺陷自动检测结果,并使用Ghost Net替换YOLOv5网络主体部分的一般卷积层（CBS）,降低网络进行船体焊缝缺陷检测的计算量和资源消耗量。实验结果表明,采用正弦灰度变换后的图像更加清晰,可突出显示焊缝缺陷特征,提升焊缝缺陷检测结果精准。改进后网络训练损失函数为0.15,平均准确率为98%,可实现不同焊缝位置的缺陷检测。     

基于改进YOLOv5的海面可见光图像船舶检测技术

针对无人船感知系统中的可见光图像船舶检测,提出了一种基于YOLOv5的算法,对深度学习网络模型的输入端、损失函数和检测框进行优化,使用迁移学习的策略进行网络模型训练。试验结果表明：该算法海面可见光图像船舶检测的平均精度均值达到98.6%,较YOLOv5提升1.69%,平均检测时间约为45 ms,能够满足不同条件下海面船舶检测的需求。     

多源融合的船舶身份智能识别与验证技术

针对船舶污染物监管场景需求,提出了船舶申报信息、船舶自动识别系统和摄像头图像检测多源融合的船舶目标智能识别和验证方法。从申报信息中获取船舶水上移动通信业务标识码身份,利用该标识码提取船舶自动识别系统参数,判断船舶是否达到现场;通过改进的YOLOv5检测模型从摄像头获取现场船舶的视觉目标检测框;采用视觉目标检测框与船舶自动识别系统目标在摄像头像素坐标系映射标定框的交叉匹配算法,完成船舶目标的融合验证。在SeaShips公开数据集上的试验表明,相较原始YOLOv5模型,提出的船舶视觉目标检测模型平均精确度指标提升了3.14%,达到80.83%;且利用TensorRT加速使得模型推理速度提升了73%,帧率达到64.18。船舶自动识别系统目标与视觉目标的匹配融合满足船舶污染物接收现场船舶身份的识别和验证需求。     

基于小波包振动谱图的柴油机在线故障诊断方法

柴油机是舰船的主要动力装置,针对传统故障诊断方法不能有效提取柴油机故障特征和实现在线诊断的缺点,提出一种基于小波包振动谱图像的柴油机在线故障诊断新方法.该方法首先用小波包对采集到的柴油机振动信号进行分析生成小波包振动谱图;然后利用双线性内插值方法对生成的振动谱图进行数据降维,对降维后的振动谱图进行灰度共生矩阵纹理特征参数提取;最后用分类器对特征参数进行识别,完成故障诊断。将该方法应用于柴油机气门间隙的故障诊断实例中,结果表明,基于小波包振动谱图像的柴油机在线故障诊断方法能快速高效的诊断出气门间隙故障,识别准确率高达99.17%,仅耗时0.24 s,为内燃机故障在线诊断探索了一条新途径。     

轴承振动信号自适应诊断建模方法

通过时频分析提取滚动轴承运行状态的振动信号特征参数,经标准化处理后,选择T-SNE降维技术,获得训练样本,研究基于随机森林的故障诊断模型,识别滚动轴承运行状态。经试验验证,该方法诊断准确率达到96%,将该方法应用于滑动轴承,准确率也达到94.6%。T-SNE降维技术可以自动选择适用于不同类型轴承的特征参数;随机森林作为一种机器学习方法,能根据数据的内在规律自动建立适用于不同类型轴承的故障诊断模型。研究表明,T-SNE与随机森林相结合应用于轴承故障诊断具有较好的准确率和通用性。     

基于小波包振动谱图的柴油机在线故障诊断方法

柴油机是舰船的主要动力装置,针对传统故障诊断方法不能有效提取柴油机故障特征和实现在线诊断的缺点,提出一种基于小波包振动谱图像的柴油机在线故障诊断新方法.该方法首先用小波包对采集到的柴油机振动信号进行分析生成小波包振动谱图;然后利用双线性内插值方法对生成的振动谱图进行数据降维,对降维后的振动谱图进行灰度共生矩阵纹理特征参数提取;最后用分类器对特征参数进行识别,完成故障诊断.将该方法应用于柴油机气门间隙的故障诊断实例中,结果表明,基于小波包振动谱图像的柴油机在线故障诊断方法能快速高效的诊断出气门间隙故障,识别准确率高达99.17％,仅耗时0.24 s,为内燃机故障在线诊断探索了一条新途径.     

基于改进ESMD的轴承故障诊断

轴承故障诊断对于机械设备安全运行有重要意义,为满足在线故障诊断的时效性要求,应用高阶极值中点构造波形平衡线,减少插值运算提高效率.改进的极点对称模态分解方法(ESMD)对振动波进行自适应分解,选取初始模态分量(IMF)作希尔伯特(HT)包络谱分析提取故障特征频率,验证改进ESMD在轴承故障诊断的有效性.     

HSMM模型在船舶故障诊断中的研究

HSMM模型具有较强的分析能力,本文将其应用到船舶故障诊断中,并通过本征模态能量矩进行特征提取,最后通过Matlab函数进行实验仿真。实验结果说明,HSMM模型在船舶轴承故障诊断方面识别率高,稳定性强。在今后的研究中,需要着重考虑船舶轴承的损耗时间,以此更加精确地预测出其剩余工作时间。     

基于YOLOv3的船舶目标检测算法

为提高船舶目标智能检测的精度和实时性,提出一种基于YOLOv3算法的船舶目标检测方法,可用于视频图像的监测与跟踪。参照PASCAL VOC数据集格式,构建船舶目标检测数据集,采用k-means聚类先验框、mixup、标签平滑化等方法对算法进行改进和优化,在GPU(Graphic Processing Unit)云服务器中完成算法模型的训练和检测,并与FasterR-CNN、SSD(Single Shot MultiBox Detector)、原始YOLOv3等算法进行模型性能的试验对比。试验结果表明:改进的算法明显优于其他算法,其在测试集上的平均精度均值(mean Average Precision,mAP)和检测速度分别达到89.90%和30每秒检测帧数(Frames Per Second,FPS)。     

Cat Boost算法在舰船轴承故障诊断领域的应用

轴承是舰船故障发生的常见位置,针对现有机器学习方法在舰船轴承故障诊断领域中存在多分类精度差、运算效率低等问题,提出一种基于Cat Boost(category boosting)算法的轴承诊断技术。首先,对振动信号进行时域分析、频域分析以及EMD(empirical mode decomposition)分解,得到截选振动信号段的特征指标;其次,利用Cat Boost算法在所提取特征中进行筛选,通过基尼指数快速建立树结构并进行排序。最后,选取不同维数特征输入进行模型算法评价,并与传统方法分类的准确率进行对比。试验结果表明,该方法在处理滚动轴承故障多分类问题上故障特征提取更为有效,识别效果明显高于其他传统算法。     

船舶机械轴系中间轴承冲击故障诊断研究

传统的船舶轴承故障诊断在提取故障信号时噪声过大,导致故障诊断结果不准确,设计新的船舶机械轴系中间轴承冲击故障诊断方法。计算船舶机械轴系中间轴承冲击力,通过水体连续方程提取波浪载荷力学特征,建立轴承冲击故障诊断模型。实验结果显示,在内圈故障的信号提取时,3种方法的噪声分别为7.8 d B,8.3 d B,8.2 dB,外圈故障信号提取的噪声分别为8.1 dB,8.5 dB,8.4 dB,由数据可知该诊断方法的噪声最小,故障诊断结果最准确。     

基于改进Petri网的船舶电力系统故障诊断

将Petri网理论用于船舶电力系统故障诊断中,提出了一种改进的Petri网故障诊断模型。在基本Petri网诊断模型的基础上引入模糊推理规则形成模糊Petri网,说明了该方法的模型构建、推理过程及解析方法的表示。利用该方法对船舶电力系统进行故障诊断使推理过程简洁、诊断快速、诊断结果也更科学有效。     

改进遗传算法在船用核动力装置概率因果故障诊断中的应用

传统的遗传算法存在早熟现象严重和局部搜索精度较低的固有缺陷,容易导致分析结果与实际情况不相符,不能很好地用于船用核动力装置概率因果故障诊断。提出了一组综合改进策略,首先定义了奇异个体判断指标;而后设计了一种自适应交叉、变异策略和自适应局部搜索策略,并通过经典案例测试改进算法的有效性;最后构建改进算法与概率因果故障诊断模型,进行船用核动力装置故障诊断实例分析。分析结果对船用核动力装置故障诊断具有重要的指导意义,改进遗传算法是进行船用核动力装置故障诊断有效而实用的方法。     

改进遗传算法的船用动力装置故障诊断系统

现有的故障诊断系统忽略了故障数据中的特征偏差系数,导致故障检测的计算过程较为繁琐,难以处理并行数据,因此基于改进遗传算法设计船用动力装置故障诊断系统。设计电源滤波电路作为系统硬件,在软件设计中,提取船用动力装置故障特征,基于改进遗传算法建立模型诊断故障。设计对比实验,实验组系统在动力系统关闭、动力系统不完全关闭、动力系统完全关闭时,诊断用时均小于2个对照组。结果表明,改进遗传算法的故障诊断系统信息处理效率高于现有系统。     

基于改进YOLOv4算法的船舶目标检测方法

针对海面环境复杂、船舶目标检测存在检测精度不高和效率低的问题，以及船舶数据集不平衡的现象，提出一种改进YOLOv4算法的船舶目标检测方法。对图像进行预处理，增强船舶图像的有用信息，减少计算量；采用图像增强方法扩充不平衡数据集的小样本数量，提高各类船舶目标检测的准确性；采用改进的K-means++聚类方法重新设计先验锚框，使锚框和目标的边界框更加匹配；采用Softer-NMS对非极大值抑制算法进行优化，对预测框进行后处理，提升模型对密集船舶的检测能力和定位精度。通过开展多组对比试验发现，采用改进的检测算法对10类船舶目标进行识别，精确率P、召回率R和交并比（IOU）等都有很大提高，平均精确率（m AP）值达到96.78%，相比YOLOv4算法提升23.79%；检测速度达到31.2帧/秒，在显著提高检测精度的同时，能缩短检测时间，达到很好的检测效果。     

轴承故障诊断有了“透视镜”

机械装备轴承故障不解体诊断系统在解放军理工大学工程兵工程学院研制成功。从此,机械装备轴承无须解体就可进行故障诊断。专家称,机械装备轴承故障诊断有了“透视镜”。 目前,国内外轴承故障诊断仪器,是以时域震动能量作为唯一判断依据,其具有很大的局限性。解放军理工大学工程兵工程学院科研人员研制的不解体诊断系统,综合运用了故障诊断理论与技术、信号处理与智     

滚动轴承故障诊断和状态监测及其推广应用

本文从滚动轴承失效形式出发，对现有的轴承诊断技术进行了综述；通过分析滚动轴承的振动特征，研究各种诊断原理；对港口开展轴承状态监测和故障诊断实践中所取得的经济效益予以介绍；最后提出了今后港口推广和开展滚动轴承状态监测的几点设想。     

基于冲击脉冲和EMD包络谱的电动消防泵轴承监测诊断研究

电动消防泵是船舶的重要装备,一旦发生故障,直接影响船舶的作战性能.针对某电动消防泵振动噪声大的问题,文章提出了基于冲击脉冲和EMD包络谱的轴承故障诊断方法.该方法首先通过振动烈度和轴承冲击脉冲监测,判断轴承状态,随后将电动消防泵轴承振动信号分解为多阶固有模态函数(IMF)之和,并对前几阶IMF进行包络谱分析,结合轴承故...     

遗传算法和神经网络在船舶柴油机故障诊断中的应用

为提高船舶柴油机故障诊断的精度,以及改善神经网络收敛速度慢,易陷入局部最优解的情况。提出一种基于改进遗传算法和RBF神经网络相结合的智能诊断方法,并将其应用于船舶柴油机故障诊断中,改进的方法优化了神经网络的隐节点、宽度参数以及中心向量,用最小二乘法训练网络隐层到输出层的权值。最后在Matlab仿真软件下,对船舶柴油机故障诊断模型进行仿真实验。实验证明,自适应遗传算法优化的RBF神经网络,诊断速度快,诊断精度高,收敛效果好,能较好地应用在船舶柴油机的状态监测和故障诊断中。