课程文献中心 更多>>

关键词： 多光谱机载激光雷达   虚拟体素   体素模型   隐马尔可夫随机场   多维高斯混合模型   模糊聚类  

摘要： 如何充分利用空间位置及多光谱信息完整、准确地区分各类地物是多光谱机载激光雷达点云应用的重要前提。传统的基于点的分类算法受点云无法明晰表达拓扑及邻域信息的局限导致算法设计困难、执行效率低,而将点云插值为图像的分类算法则受图像存在信息及精度损失的局限导致分类精度较低。另外,点云和图像两种结构均无法直接表达地物的三维几何形体,不利于地物三维建模及分析。为此,本文提出了一种多维高斯混合模型(Gauss mixture model,GMM)与邻域约束的多光谱机载LiDAR城区地物分类算法。该算法首先以无损且明晰表达邻域信息为原则将多光谱LiDAR数据体素化为多值虚拟体素结构,其中,虚拟体素为体素与其内激光点的联合体,虚拟体素值是由体素内激光点的多波段光谱、高程、局部法向量分布及点密度等特征构成的特征矢量。然后,构建模糊聚类模型对多值虚拟体素结构进行分割,获得各虚拟体素的模糊隶属度矩阵。其中,特征空间地物呈现的多峰分布用多维GMM拟合,从而建立标号场,并将多维GMM的概率分布作为非相似性测度;标号场中相邻体素类别的空间相关性用隐马尔可夫随机场模型建模,从而建立邻域约束下的先验概率,并将其作为控制聚类尺度的参数;采用附有规则化项的目标函数解决聚类尺度敏感问题。最后,对隶属度矩阵进行反模糊化确定分类结果。采用Optech Titan实测的不同场景的、不同数据量的多光谱机载LiDAR数据定量评价本文算法的有效性和可行性。试验结果表明,本文算法的平均总体精度可达91.32%、Kappa系数可达0.872,可有效实现对城市各类地物的分类;本文算法综合利用了地物的辐射、空间及几何一致性信息,扩大了信息利用种类,为多光谱机载LiDAR数据的空间位置及多光谱信息的综合利用提供了可行方案。

关键词： 六自由度   超短基线   目标声模拟   定位计量装置   功能测试  

摘要： 该文基于4-DoF空间至6-DoF空间量值传递数学模型和目标声信号模拟技术,设计并研制了6-DoF水下超短基线定位计量装置。该装置由消声水池、水池4-DoF测控系统、4-DoF扩展安装装置、目标模拟声信标机、水听器、数据控制器,以及标准钢卷尺、万能角度尺、声速剖面仪等标准器具构成,具有6-DoF水下定位计量能力,同时解决了小尺度水池中大定位距离的定位计量问题。经测量不确定度分析评定得出,该装置的相对合成标准不确定度为0.34%,测试试验验证了装置各项功能和工作的稳定性,且装置满足《超短基线水声定位仪(JJG(交通)152-2020)》计量检定要求。该装置在声呐系统计量实验课程建设、实验教学、高校计量认证等方面具有示范辐射作用。

关键词： 多目标优化   自适应变异   五次NURBS曲线插值   混沌寻优  

摘要： 针对焊接机器人的多目标优化问题,综合考虑时间、能耗、脉动冲击工作指标,提出一种具有混沌寻优的多目标自适应粒子群优化算法(CPSO)。在工作轨迹数学模型采用五次NURBS曲线插值机械臂末端路径点,把混沌寻优的方法融合进粒子群优化中,并提出采取动态加权方法进行选择适应度最高的全局最优粒子;通过外部存档改进粒子群的自适应变异规则,进而产生更加优异的粒子,降低局部最优的可能性,提高运算效率,改进了Pareto取值集合空间。通过软件仿真,在已知约束条件下,该优化算法可以实现目标轨迹的多目标优化,保证焊接机械臂以最优路线运行。

关键词： 惯容   Clough-Penzien谱   二次正交化   谱矩   封闭解  

摘要： 提出了基于Clough-Penzien谱的混联Ⅱ型惯容结构地震动响应封闭解的计算方法,并基于所提方法研究了单自由度混联Ⅱ型惯容结构的减震性能及影响因素.首先,建立混联Ⅱ型惯容结构的运动方程,获得了结构位移与惯容出力等结构响应频域解的统一表达式.其次,基于有理式分解与留数定理分别获得了频率响应特征值函数与Clough-Penzien谱的二次正交式,进而获得了结构响应功率谱的二次正交式.最后,得到了结构与惯容随机地震动响应0~2阶谱矩的简明封闭解.利用所提方法和虚拟激励法分别对一算例进行分析,验证了所提方法的正确性;同时,利用所提方法分析了惯容各参数对结构抗震性能的影响.研究表明:该文方法获得的响应解为封闭解,在计算效率与计算准确性上都优于虚拟激励法.当μ_(ω)不变时,随着μ_(m)与μ_(ξ)增大,减震性能增强;当μ_(ω)=1时,对减震性能的影响最大.

关键词： 机械臂   微重力补偿   误差评估指标   惯性影响分析  

摘要： 以单自由度吊丝配重式系统为研究对象,建立系统误差模型。为评估各类几何误差及惯性力对补偿精度的影响,将起吊点和悬挂点的偏离量作为误差评估指标,选定同步误差对应的误差评估指标进行误差匹配,可分析各类误差的影响。研究发现吊丝长度与补偿精度成正相关,各类几何误差对评估指标的影响有差异。惯性力引起的误差可等效成求解悬链线问题,经分析发现,其导致起吊点方向偏转为最大影响因素。算例表明,角加速度过大时,系统对吊丝长度有更高的要求。

关键词： 双自由度可倾工作台   双圆柱副   蜗轮蜗杆  

摘要： 设计了一种双圆柱副两自由度可倾工作台。该工作台利用双圆柱副方式,采用蜗轮蜗杆驱动,下部结构带动中层结构,进行一个自由度的旋转,上部结构在中层结构上进行一个自由度的旋转,系统刚性高,并具有两个互相垂直方向的旋转自由度,与锥度铣刀结合适合大多数零件五面加工的需求,而且,两个自由度方向的旋转角度可通过旋转编码器输出,结合电磁刹车制动器的断电制动及蜗轮蜗杆的自锁功能,可将工作台工件固定,台面精确、可靠地固定于所需的倾斜角度。

关键词： 风洞试验   支撑   绳牵引并联机构   刚性并联机构   大迎角   固有频率  

摘要： 为满足先进飞行器研制对大迎角多自由度耦合运动试验的要求,急需发展新型风洞模型支撑技术。重点研究了刚、柔两种典型六自由度并联支撑机构的大迎角运动特性。首先建立一种横式6-PUS刚性并联机构,根据运动学模型和约束条件,求解飞机模型的位置和姿态运动空间,并推导其刚度矩阵;针对一种八绳牵引并联支撑机构,利用凸多边形算法求解动态运动空间;对比分析两种机构的运动空间和固有频率,结果表明两种支撑机构均能实现较大范围的六自由度运动,但绳系支撑的横向位置空间更大,在俯仰方向也更具优势,且在大迎角下仍具有较大的固有频率;最后以大迎角运动实验为例,验证了绳牵引并联支撑方式的有效性。

关键词： 三角柱   风致振动   攻角   双自由度   尾流结构  

摘要： 结构的风致振动现象在自然界和工程应用中极其常见,本文针对等边三角柱风致振动问题,采用二维非稳态数值方法研究了不同来流攻角对振动响应的影响。结果表明,三角柱在低攻角下垂直流向的振幅极低且随折减速度U*的增加变化不大;当攻角α_(0)≥40°时,三角柱垂直流向振幅随U^(*)的增加而上升,可观察到初始分支和上部分支。除α_(0)=10°外,三角柱振动折减频率f_(y)^(*)随U^(*)的增加先缓慢上升(3≤U^(*)≤8),后稳定于1.0附近,并可捕捉到频率锁定现象。α_(0)=40°时,随着U^(*)的增加三角柱尾迹由双列涡街向单列涡街的转变。

关键词： 起背机构   八杆机构   参数优化   Adams软件   有限元分析  

摘要： 为提高可分离式护理床椅的舒适性与稳定性,设计了一种新型单自由度八杆起背机构。首先,结合人机工程学,以背部滑移量及滑移速度为参数,验证了腰背结合型背板相比传统单板型背板的起背运动更加符合舒适性的要求;其次,建立起背机构的运动学模型,并基于Adams软件对机构进行参数化建模,分析了各部件对起背过程中背板最大角加速度变化的灵敏度,以背板角加速度最大值最小为目标对机构关键尺寸进行了优化;然后,根据优化结果,应用SolidWorks建立机构的三维模型,并使用Adams与Workbench联合仿真,验证了机构的强度合理性;最后,制作实物样机,验证了机构的可行性。

关键词： 北斗卫星导航系统   姿态监测   六自由度   FPSO  

摘要： FPSO是海上石油开发的关键设施,基于安全生产需求,需对其船体六自由度进行连续准确的监测和预警。文章综合考虑船体特征与防爆、可靠性要求,基于北斗高精度定位技术,设计了一套FPSO六自由度监测系统。目前已开展初步试用,功能的完备性和精度均达到了设计要求,与以往同类系统比较,定位、测姿精度有了显著提高。