四旋翼无人机滑模-CPCMAC联合控制半物理仿真系统

针对四旋翼无人机强耦合、欠驱动、非线性等特点,以及在实际飞行过程中极易受到干扰的问题,对四旋翼无人机动力学模型进行分析,提出了一种基于联合的四旋翼无人机姿态控制算法,并在此基础上设计了四旋翼无人机半物理仿真系统。首先,针对非线性系统设计滑模控制器,选择跟踪航迹和翻滚角设计位置控制率和姿态控制率。其次,滑模控制器在实际应用中易产生震荡,利用基于信用积分的小脑模型神经网络(CPCMAC)来学习滑模控制的方式。最后,搭建基于LabVIEW的控制站,同Matlab/Simulink进行数据收发控制。仿真结果表明,在跟踪目标相同时,提出的四旋翼无人机滑模-CPCMAC联合控制相比于传统的比例积分微分(PID)控制和积分反步法控制优势明显,能够抑制超调和余差,在快速性和鲁棒性方面都更加优越。同时,构建的四旋翼无人机半物理仿真平台能清晰反馈出无人机参数的变化,应用预留的参数接口和地面控制站,降低了无人机飞控算法的开发难度,提高了开发效率,具有明显的实用价值。     

基于改进 LeNet-5 网络的交通标志识别方法

针对传统LeNet-5卷积神经网络用于交通标志等多种类识别任务中,存在识别正确率低、网络容易过拟合以及梯度消失等问题进行改进。引入Inception卷积模块组来提取目标丰富的特征,同时增加网络的深度。引入BN (batch normalization)层对输入批量样本进行规范化处理;同时改用性能更好的Relu激活函数,并使用全局池化层代替全连接层,合理改变卷积核的大小和数目。研究结果表明,改进LeNet-5网络能够有效解决过拟合和梯度消失等问题,具有较好的鲁棒性;网络识别率达到98. 5%以上,相比CNN (convolutional neural network)+SVM (support vector machine)提高了约5%,比传统的LeNet-5网络提高了3%。可见,改进后的LeNet-5网络图像识别的准确率得到显著提高。     

引入改进蝠鲼觅食优化算法的水下无人航行器三维路径规划

针对复杂环境下传统群体智能优化算法在求解水下无人航行器(UUV)路径规划的过程中存在路径搜索能力不足、易陷入局部最优等问题,提出了一种引入改进蝠鲼觅食优化算法的UUV三维路径规划方法。首先,根据UUV在水下航行时的实际环境,建立相关地形模型和威胁源模型;其次,对传统的蝠鲼觅食优化算法进行改进,相关改进包括在初始化过程中加入局部反向学习机制优化种群的位置,提高了种群的多样性;根据每次迭代后种群个体适应度的不同,改进蝠鲼翻滚觅食的翻滚因子S,由此实现一种自适应翻滚,有利于跳出局部最优;同时,在蝠鲼螺旋觅食过程中融合莱维飞行-柯西变异策略,扩大了搜索路径和种群搜索范围,提升了算法寻找全局最优的能力;最后,将改进的蝠鲼觅食优化算法引入到UUV的路径规划中,进行相应的实验模拟。实验结果表明：在地形1中采用改进的蝠鲼觅食优化算法所规划的路径相比于灰狼算法和蝠鲼觅食优化算法分别降低了32.49 km和23.88 km,航迹代价分别降低了9.68和4.04;在地形2中采用改进的蝠鲼觅食优化算法所规划的路径相较于灰狼算法和蝠鲼觅食优化算法分别降低了20.83 km和29.95 km,航迹代价分别降低了1...     

线结构光焊缝表面质量监测方法

针对直缝钢管焊接过程焊缝表面凹陷或突起面积实时监测问题,设计了一套基于线结构光的嵌入式机器视觉系统.提出了焊缝结构光条中心线快速提取算法和焊缝突起或凹陷面积计算方法,实现了焊缝表面突起或凹陷面积的精确测量.实验结果表明:该检测系统具有测量精度高、处理速度快、非接触测量等特点,能够满足焊缝表面质量实时监测的要求.     

浅谈加气混凝土砌块墙体裂缝产生的原因及防治措施

加气混凝土是一种节能的新型墙体材料,具有质轻、隔热保温、防火等优点,是目前代替粘土砖的主要绿色建材之一。但是加气混凝土砌块在使用过程中,可能会出现由于干缩造成墙体开裂等现象,只有分析加气混凝土砌块产生裂缝的原因,加强防治措施,不断提高砌筑施工程序和技术,才能克服加气混凝土的墙体抹灰裂缝,从而提高加气混凝土砌块的施工质量。     

地方院校开展大学物理双语教学的前期准备探索——以咸宁学院理工科本科专业为例

本文通过查阅大量相关文献,借鉴其他高校开展大学物理双语教学的经验,并结合与我院大学物理授课教师的交流和对我院学生调查情况的结果分析,主要从教学观念,教材,师资及教学模式等方面论述了如何在我院开展大学物理双语教学。     

基于IBES优化的三维无人机自主避障

针对三维空间环境复杂，航迹规划计算量较大，而现有BES算法受路径搜索能力不足等因素制约，无人机易在低空自主避障时陷入局部最优、难以完成复杂任务等缺陷的情况，提出了一种基于IBES算法的三维无人机自主避障方法。首先，构建威胁源模型、无人机物理约束模型以及三维山地模型，建立代价函数；其次，设计了随机Tent映射来初始化种群，提高初始化种群的质量；然后，针对BES算法在第一阶段——选择搜索空间阶段过早收敛，易陷入局部极值点的情况，引入Levy飞行策略修订此阶段更新公式，跳出局部最优；再后，设计了融合自适应指数权重的黄金正弦指引机制，提高秃鹰在既定空间全面探索并利用搜索空间的能力，解决了BES算法在既定空间内搜索猎物能力不足的问题；最后，设计了动态选择自适应t分布变异算子，提高了全局能力，同时，利用样条插值随机取点解决了路径点过于密集的问题，进一步提升了算法精度。仿真实验结果表明，提出的IBES算法规划的路径相比灰狼算法、改进的飞蛾扑火算法、麻雀算法及秃鹰搜索算法，航程分别降低了23.05、10.55、13.44和3.20 km,代价相比其他4种算法分别降低了7.26、9.51、8.27和4....     

基于数字图像技术的高频电阻焊状态监测

为实现对高频电阻焊焊接过程的在线实时监测,通过对焊接现象、焊接缺陷及其成因的分析,提出了一种基于高速CCD成像和数字图像处理的焊接过程自动化监测方法.该方法利用架设在焊接区域上部的高速CCD相机获取焊接区的数字图像,通过对焊接区图像的特征加热面积、V型开口角大小、焊接熔合点位置、加热区对称度等多个参数的提取和测量,获取焊接区的多特征参数,然后将这些参数进行数据融合,得到当前的焊接状态.在图像处理中应用了基于非平衡R-G-B填充的抗干扰分割算法、基于直线拟合的V型角开口角大小及角分线检测算法,设计了面积对称度评价函数及基于BP神经网络的多特征融合模型.通过现场实验发现:文中方法能够有效监测焊接区的状态,有利于焊接质量控制.     

基于ALCE-SSA优化的三维无人机低空突防

针对无人机在三维低空突防时存在环境复杂、路径规划计算量大等问题以及现有的麻雀搜索算法算法路径搜索能力不足、易陷入局部最优等缺陷,提出一种基于改进麻雀搜索算法（ALCE-SSA）的三维无人机低空突防的航迹规划方法.首先,建立三维地形模型、威胁源模型和无人机物理约束模型,确定代价函数;其次,设计随机Tent映射初始化种群,提高初始化种群的质量;然后针对麻雀搜索算法算法中发现者位置更新的不足,设计一种自适应领头雀引导策略,减小依靠单一父代更新的不利影响,能够同时提升前期全局探索和后期局部寻优的能力;最后,针对种群多样性不足、易陷入局部最优的问题,设计一种中心变异-进化因子,扩大搜索空间,进一步提升全局寻优能力.和灰狼算法、飞蛾扑火算法和麻雀搜索算法相比,ALCE-SSA的能耗更优,路径更平滑,收敛速度更快,可使无人机有效地利用地形优势来躲避威胁源,表现出较好的寻优能力.