双目立体视觉测量系统的设计与实现

依据双目立体视觉原理,对双目立体视觉测量系统的设计与实现展开研究,介绍了双目立体视觉测量系统的组成,对系统涉及的主要关键技术进行了详细的探讨。结合相关硬件设备,利用VC6．o和Matlab软件开发平台实现了双目立体视觉测量系统,经过实验验证该系统能够对运动物体的轴线三维姿态进行高精度的测量。     

浮动冲击平台水下爆炸冲击谱测量与分析

物体运动的时域曲线具有直观性,频域分析可以更深刻地认识物体的运动特性。冲击谱分析是研究冲击运动的频谱分析方法,但是冲击加速度测量的零漂现象了冲击谱的正确性。我们在浮动冲击平台水下爆炸试验中,用加速度计算得到的冲击 簧片仪测量的冲击谱互相验证的方法获得了准确的冲击谱。本语文通过分析表明：冲击谱不但可以估算舰船设备受到的冲击响应值,还得到了水下爆炸产生的３个过程,即冲击波,滞后流和二次压力波的３种能量     

无人水下航行器控制系统CAN转换节点设计与测试

UUV模拟水下运动物体目标特性时,需增加部分重要特征量的模拟设备,以提高其模拟目标的准确性。文章采用CAN协议芯片SJA1000与单片机为主要硬件,利用C语言编制硬件驱动程序,设计并实现了RS485(232)-CAN转换节点,构建了节点测试平台,对设计实现的节点进行了测试验证,测试表明其满足UUV控制系统CAN要求,可对非CAN网络设备接入UUV控制系统CAN网络,增强UUV模拟水下运动物体特征的准确性提供有力支持。     

图像拼接中鬼影消除算法研究

文章针对重叠区域运动物体在图像拼接过程中容易产生鬼影的问题,引入对运动物体区域只采用一幅图像信息的方法。提出运动区域单元的概念,它以运动物体区域重叠即相关的标准形成,以此为单位进行图像信息源的选择。结合随后提出的运动区域单元与重叠区域两边是否相接的权重系数,进行图像信息源的选择,在解决鬼影问题的同时防止了重叠区域边缘处易造成的同一物体的不连续。整个过程采用Matlab加以实现,实验结果验证了算法的有效性。     

一种磁性物体周边磁场的估算方法

在国防和航天工业中,有时需要对某设备的周边磁场进行测量.而在实际操作中,单靠测量显然无法较全面地反映出其周边磁场的特点.为了推算出一般磁性物体的周边磁场并提取其特征,从边界元理论出发,根据物体周边合适点的磁场测量建立反演模型,求出正演所需要的面磁荷参数从而建立其正演模型,进而推算出其周边磁场.用一般铁磁性物体进行了验证性实验,其推算值与测量值吻合得比较好,误差小,可应用于实际工程中.     

船模首尾波系分解法及其应用

本文提出了一个分解船模首尾波系的实用方法,此法可称为变平行中体法。在平行中体不起兴波作用的假定下,通过具有完全相同进流段和去流段形状但不同平行中体长度的两只船模的波形测量与分析,便可分解首尾波系。文中进行了原理分析,并以系列60,C_b=0.60船型为对象进行了船模试验,结果验证了此法是可行的。本文对此方法在改进船型上的应用作了初步探索,包括最佳平行中体长度的选择,首尾球体匹配设计和双尾船型尾波系干扰特性的分析等作了理论分析及船模试验。结果表明本文所建议的方法是行之有效的实用方法。     

二维驳船结构在规则波作用下的高频共振响应研究

基于势流理论建立二维完全非线性数值波浪水槽模型,利用该模型对二维驳船结构在非线性规则波作用下的高频共振响应进行了研究.采用高阶边界元方法解决边界值问题,应用混合欧拉-拉格朗日方法和四阶龙格库塔法模拟结构物与波浪的相互作用,引入虚拟函数法耦合求解波浪载荷与物体运动.计算了浮动驳船结构在规则波作用下的运动,并将数值结果与实验值进行了对比验证.当入射波浪的3倍频等于物体横摇方向固有频率时,物体横摇运动发生的高频共振现象,并分析了其影响因素.基于完全非线性数值波浪水槽模型探究了高频共振响应现象的发生机理,为今后海洋工程结构物的高频共振响应问题做有益探索.     

船模首尾波系分解法及其应用

本文提出了一个分解船模首尾波系的实用方法。此法可称为变平行中体法。在平行中体不起兴波作用的假定下,通过具有完全相同进流段和去流段形状但不同平行中体长度的两只船模的波形测量与分析,便可分解首尾波系。文中进行了原理分析,并以系列60、C_b=0.60船型为对象进行了船模试验,结果验证了此法的可行性。本文对此方法在改进船型上的应用做了初步探索。其中包括最佳平行中体长度的选择,首尾球体匹配设计和双尾船型尾波系干扰特性的分析等作了理论分析及船模试验。结果表明本文所建议的方法是行之有效的实用方法。     

卡尔曼算法在船舶运动模型参数辨别中的应用

人工智能技术飞速发展,人们已经实现了依靠智能算法识别船舶运动轨迹,这对船舶的航行安全起着重要的推进作用。在对船舶运动状态进行跟踪识别过程中,首先要从视频图像中提取出目标物体的特征值,然后在数据库中进行比对,进一步获得目标物的具体参数。本文采用卡尔曼算法对船舶运动目标的特征参数进行分析,首先建立船舶运动时的动力模型,然后结合目标的灰度统计特性,对船舶的运动状态和运动参数的转移算法进行设计。从仿真结果可知,本文所提出的运动模型识别算法满足基本的鲁棒性和准确度,能够对船舶目标进行速度识别和航迹跟踪。     

基于双目视觉的船用爬壁监测机器人

针对船舶因受海水腐蚀而导致船舶使用寿命短、航行性能下降等问题,研发了一种基于双目视觉的船用爬壁监测机器人。首先设计了机器人爬行机构、电控模块、视觉模块、图像处理和传输模块等硬件部分,视觉模块根据不同视角间的物体图像像素匹配关系,运用三角测量原理计算出像素之间的偏移,以此来获取物体三维信息;再对机器人双目视觉系统进行测试和标定,并得到了实物测量物体的坐标值。实验结果证明,船用爬壁机器人能够有效地解决对船体的损伤监测问题,提高了船舶的寿命和安全性,降低了监测成本和时间。     

船舶多自由度水动力测试系统装置的研制

为了研究和验证新型帆板的水动力性能,根据帆板的运动特性和测试的特殊要求,研制船舶多自由度测量系统装置,该装置可同时测量水上运动物体的水动力性能、运动姿态以及物体载荷,试验结果为新型帆板的研制和水上训练提供依据。     

一种基于共轭梯度法的动态载荷识别方法

在载荷识别过程中,由于噪声和结构矩阵病态的问题,对测量的响应数据有影响。本文运用共轭梯度法最优化方法,来解决多源动态载荷识别中的不适定问题。将该方法应用在加筋板模型和平面桁架结构上进行数值仿真,仿真算例结果表明所提出的载荷识别方法在测量位移响应数据含有5%的噪声水平下,有效地得到稳定近似解,实现了载荷识别。该方法抗噪能力强,有效解决反问题的不适定性。     

风浪流联合作用下船舶码头系泊的时域分析

针对大型船舶结构,提出一种码头系泊方案,并基于三维势流理论,建立了船舶码头系泊耦合运动响应分析方法。以一型散货船为例,分析风、浪、流载荷联合作用下,首尾缆采用不同材料对船舶运动响应和系泊缆张力的影响。数值计算结果表明：本文提出的码头系泊方案效果良好,首尾缆材质形式不同对船舶时域响应影响较大,其中首尾缆采用3根高分子缆绳系泊形式时域响应最好。     

潜艇类组合体之位势流计算法

对绕任意形状三维物体位势流的计算,近二十年来,人们已经发展了一些成功的方法,其多数属于面元法。由于我们感兴趣的物体,其外形的极端复杂性,所以用现有这些方法来解决其绕流问题,要求有相当大内存的计算机,且计算时间过长。本文针对潜艇一类具有近似旋成体的外形特点,当选定旋成体作为参考物体后,则整个计算过程可分解为: (1)求解参考体的位势绕流问题。由于其轴对称性,所以可应用线元法求解。 (2)考虑真实物体与参考物体的差别,可应用FFT算法求解。 (3)计算指挥台与真实物体的相互影响时,用参考物体代替真实物体,同样可应用FFT算法求解。 (4)计算尾舵的绕流问题时,类似于指挥台一样处理。 这样,计算机的存储量和计算时间都将大大降低。 六十年代以来,随着高速数字电子计算机的飞跃进步,对于绕任意形状三维物体的位流计算,已发展了不少成熟的方法。但用它们来计算飞机、潜艇这类组合体的绕流问题,都要求有相当大内存的计算机,且计算工作量也过大。本文针对潜艇一类近似旋成体的组合体问题,根据其外形特点,利用“部件干扰”的思想,在不降低精度的情况下,通过采用Fourier分析方法,给出了一种工作量较少,同时降低了对计算机容量要求的简单实用的计算方法。     

一种基于共轭梯度法的动态载荷识别方法

在载荷识别过程中,由于噪声和结构矩阵病态的问题,对测量的响应数据有影响.本文运用共轭梯度法最优化方法,来解决多源动态载荷识别中的不适定问题.将该方法应用在加筋板模型和平面桁架结构上进行数值仿真,仿真算例结果表明所提出的载荷识别方法在测量位移响应数据含有5％的噪声水平下,有效地得到稳定近似解,实现了载荷识别.该方法抗噪能力强,有效解决反问题的不适定性.     

沿视平面任意方向上运动模糊图像的几何变换

运动所产生的图像模糊在生活中是常见的,对其进行处理的方法有很多种.常见的一种方法是将这个过程用矩阵的方程表示出来,但是这种方法只适合于求解水平方向上的直线运动模型.对非水平方向上的运动来说,就要对运动图像进行预处理,将其转换到水平方向上,介绍如何对运动方向进行识别及利用几何变换对图像进行处理的过程.     

潜艇逆速时的垂直面机动仿真分析

逆速是潜艇水下航行时的一种特殊状态下的速度,其垂直面操纵问题也是当前潜艇面临的一个难题。根据一种利用首舵操纵控制消除尾舵逆速影响的计算方法,得到了尾舵逆速时首尾升降舵同时操纵进行垂直面机动的方法,并通过潜艇水下垂直面操纵运动模型,对这种操纵形式进行了仿真验证,验证结果表明这种方法可使潜艇在尾舵逆速时更快更有效的进行垂直面机动。     

基于加权矢量神经网络的辐射源识别方法

现有的很多分类识别方法包括基于专家系统的方法[1]、基于贝叶斯理论的方法、基于模糊模式识别的方法[2]、基于最近邻的方法[3]、基于人工神经网络的方法[3]等等在辐射源识别中都有比较成功的应用,但这些方法一般都针对测量参数为标量形式的测量值进行处理,在一定程度上解决了由于参数测量误差所引起的辐射源识别问题,对于误差的另一种情形,即测量参数为区间类型模糊值的情况讨论却较少,文献提出了一种基于模糊IF-Then规则的神经网络算法,给出了能够处理模糊输入的神经网络体系结构,同时给出了一种基于代价函数的学习算法,其代价函数由实际模糊输出和无模糊输出决定,通过学习该网络能够实现模糊输入到模糊输出的非线性映射。     

基于四元数的船舶运动姿态仿真研究

在开发船舶三维运动仿真系统或处理三维运动试验数据时,经常需要操纵物体旋转或对运动姿态数据进行插值计算,如果采用基于欧拉角方法对运动物体进行旋转操纵或插值,会出现明显的错误。因此提出在仿真系统中利用四元数来表示运动物体的姿态,并基于四元数对运动姿态序列进行球面插值,同时提出了依据插值节点信息实现?π全角度的欧拉角转换方法,由此在船舶仿真中实现了船舶姿态变化光滑连续的合理效果。     

舰船加筋板结构的圆孔形穿甲损伤识别方法

[目的]舰船在执行作战任务时会受到导弹或炮弹的攻击,而穿甲损伤识别有其特殊性,对其进行专门研究具有重要意义。[方法]以舰船普遍存在的加筋板结构作为研究对象,首先,采用加筋板前3阶模态的固有频率作为特征参数的概率神经网络(PNN)对加筋板进行圆孔形穿甲损伤识别研究;然后,通过结合模态特征和加速度方差的结构损伤识别方法,解决固有频率的对称性识别问题。[结果]结果表明,所用方法对圆孔形穿甲损伤的定位和损伤程度识别效果良好。[结论]概率神经网络收敛速度快,易于在硬件上实现高度吻合的加筋板结构圆孔形穿甲损伤识别问题。