A bintree energy approach for colour image segmentation using adaptive channel selection

A new hierarchical approach called bintree energy segmentation was presented for color image segmentation. The image features are extracted by adaptive clustering on multi-channel data at each level and used as the criteria to dynamically select the best chromatic channel, where the segmentation is carried out. In this approach, an extended direct energy computation method based on the Chan-Vese model was proposed to segment the selected channel, and the segmentation outputs are then fused with other channels into new images, from which a new channel with better features is selected for the second round segmentation. This procedure is repeated until the preset condition is met. Finally, a binary segmentation tree is formed, in which each leaf represents a class of objects with a distinctive color. To facilitate the data organization, image background is employed in segmentation and channels fusion. The bintree energy segmentation exploits color information involved in all channels data and tries to optimize the global segmentation result by choosing the ＂best＂ channel for segmentation at each level. The experiments show that the method is effective in speed, accuracy and flexibility.     

高速列车滑模自抗扰黏着控制方法

为解决高速列车运行过程中因轨面情况改变,导致列车没有达到最大黏着利用而出现空转或滑行等问题,设计了一种基于最大黏着系数的滑模自抗扰(SM-ADRC)黏着控制器;考虑轮轨间黏着特性的复杂、时变与非线性等特点,基于黏着机理分析,建立了轮轨间牵引系统的力学模型;采用极大似然估计(MLE)方法对不同轨面的相关参数进行辨识,计算了当前轨面的最大黏着系数,保证列车始终能达到最大黏着利用;通过引入滑模算法改进了自抗扰控制(ADRC)中非线性误差反馈控制律部分,设计了一种SM-ADRC黏着控制算法,利用Levant跟踪微分器减小初始跟踪误差,利用扩张状态观测器(ESO)估计和补偿系统总的外部扰动,由滑模控制提高系统的鲁棒性;采用MATLAB软件对CRH380A型高速列车进行仿真,在轨面情况改变时,由SM-ADRC黏着控制器控制列车跟踪设定速度,并将其与比例积分微分(PID)控制器、滑模控制器、ADRC的仿真结果进行对比。仿真结果表明：干燥轨面的最大黏着系数是0.160,16 s时辨识出真值;潮湿轨面的最大黏着系数是0.106,18 s时辨识出真值;ADRC的速度跟踪误差范围为±1 km·h^-1,轨面变化后,速度跟踪误差波动幅度较大;SM-ADRC黏着控制器的速度跟踪误差范围为±0.4 km·h^-1,轨面变化后,速度跟踪误差波动幅度较小,更加平滑稳定,速度控制跟踪精度更高,且优于PID和滑模控制方法。可见,所提出的SM-ADRC黏着控制器能够实现列车的快速黏着控制,并达到最大的黏着利用。     

基于ITS的汽车主动避撞性关键技术研究(一)

利用信息感知、动态辨识、控制等技术与方法提高汽车的主动安全性，是智能交通系统（ITS）的主要研发内容之一。介绍了基于ITS的汽车主动避撞关键技术的研究工作，主要包括：车辆运动中对周围障碍物的感知技术方法；危险或安全状态的动态辨识；具有主动避撞性能的ACC（Adaptive Cruise Control）技术等；给出了相关技术研究的仿真及实验结果，并对该技术在我国的实用化前景进行了展望。     

主动和被动的冻土地温控制方法和技术

研究目的：主动和被动地温控制是冻土地温控制的基本方法。但如何对主动和被动的概念进行准确区分,目前在国内外却有所混淆,因此对主动和被动地温控制技术提出明确的划分显得尤为重要。研究结论：国际上普遍从能量的观点来区分——被动地温是在运行期问不需人为提供动力,也没有任何不停运动的机械部件,是冻土地温控制最常用的技术;而主动地温控制方法,需要动力支持或温控系统中有持续运动的部件,其显著的特点在于对冻结过程的人为可控制性和提供能量消耗。冻土地温控制的计算,有许多长期以来的研究公式及图表,但更为精确的计算,要利用一些成熟的模型进行模拟。     

主动磁轴承的神经网络辨识研究

简述了主动磁轴承的工作原理及数学模型,在传统系统辨识的基础上提出了基于BP神经网络的非线性辨识方案.通过闭环控制使转子稳定悬浮,并在控制器的输出信号中加入随机噪声,以使系统被充分激励.按照10 kHz的采样频率对磁轴承的I/O数据进行采样,以用于磁轴承特性的辨识.对某单自由度磁轴承的仿真表明,神经网络模型能够以很高的精度逼近磁轴承的输入输出数据,且对不同的输入信号有较好的泛化能力,验证了所提方案的有效性.     

基于视频目标检测的桥梁防船撞主动预警技术研究*

为减少船撞桥事故的发生,提高桥区水域的通航安全等级,以目标检测算法为基础通过AForge.NET工具包设计实现对桥区水域的运动船舶实时检测与跟踪。根据运动船舶的航行轨迹预测船舶航向,判断船舶是否具有撞桥危险并做出相应预警措施。并在安徽淮河干流蚌埠段等进行验证试验,试验结果表明检测效果良好,能够对高等级航道桥群河段的桥梁防撞主动预警提供有效可行的实施方案。     

基于快速终端滑模自抗扰的船舶曲线航迹跟踪控制

针对欠驱动船舶的曲线航迹跟踪问题,首先采用自抗扰控制技术,通过扩张状态观测器实时估计和补偿系统的内部和外界扰动,将非线性快速终端滑模引入误差反馈控制环节,并采用幂指数趋近律,设计出快速终端滑模-自抗扰控制律,提高系统的收敛速度和误差跟踪精度,减小系统的抖振;然后对野本船舶模型简化变形,构造降维方程,将航迹跟踪问题转化为航向镇定问题.Simulink仿真结果表明,控制器能够实现船舶对期望曲线航迹的快速、精确跟踪,具有良好控制效果.     

船舶水管路噪声及其控制研究

  目的  充液管路系统的管口辐射噪声是舰船管路噪声控制的重点,具有较高能量的低频线谱噪声更是亟需得到进一步的抑制。  方法  针对充液管路低频线谱噪声问题,设计一套有源消声系统并进行试验验证。该系统由次级声源、控制器、功率放大器和传感器等构成。采用频率追踪算法对线谱频率进行估计,使用谐频自适应控制算法设计控制滤波器。建立泵水循环管路试验系统,开展固定线谱、移动线谱、多线谱噪声有源控制试验,验证有源消声系统的降噪性能。  结果  试验结果表明,该系统可自动跟踪线谱频率,实现移动频率的线谱噪声控制,能够同时控制多根线谱噪声,在管外取得8 dB以上的降噪效果且系统具有较好的鲁棒性。  结论  所得结果可为舰船管路系统低频线谱噪声控制提供可行的方案。     

基于二重化技术的三相四线制APF研究

通过对比分析三相四线制有源电力滤波器(APF)的两种拓扑结构的优缺点,选择了补偿效果更好的四桥臂拓扑结构。采用改进的ip-iq型检测算法对特指的次谐波进行检测,分次进行补偿,可以灵活选择补偿谐波的次数,以适应不同的工业现场的需要。仿真结果表明,设计的三相四线制二重化APF具有很好的谐波效果并能有效地抑制中线电流。     

桥头搭板对台后主动土压力的影响分析

为了分析桥头搭板对台后主动土压力的影响,以轻型桥台为例,假定四种工况,分别计算台后主动土压力和桥台弯矩。结果表明,台后设置搭板能够有效地减小台后填土和汽车荷载对桥台的主动土压力,对桥台和挡土墙是十分有利的。