基于梯度光流计算的计算机视觉技术

近30年来,计算机视觉技术得到了迅速的发展.然而,巨大的计算量仍是处理计算机视觉问题时的一个十分突出的问题,尤其在处理动态实时计算时更是如此.当今,在计算机硬件性能一定的条件下,解决这一问题就只能从算法上入手,降低算法的复杂性.本文从运动学计算的角度出发给出了如何根据光流来恢复运动和形状的一套简单方法.然后对各种方法进行了比较,从而得出在这一领域里解决实际问题时应如何选取计算方法的观点.最后还介绍了计算机视觉技术的应用及发展前景.     

基于梯度光流计算的计算机视觉技术

近30年来，计算机视觉技术得到了迅速的发展．然而，巨大的计算量仍是处理计算机视觉问题时的一个十分突出的问题，尤其在处理动态实时计算时更是如此．当今，在计算机硬件性能一定的条件下，解决这一问题就只能从算法上入手，降低算法的复杂性．本文从运动学计算的角度出发给出了如何根据光流来恢复运动和形状的一套简单方法．然后对各种方法进行了比较，从而得出在这一领域里解决实际问题时应如何选取计算方法的观点．最后还介绍了计算机视觉技术的应用及发展前景．     

基于BESO算法的大型海洋垂直轴风力机支撑结构优化

大型海洋垂直轴风力机的研究对发展海洋风能具有重要意义,研究大型垂直轴风力机的合理支撑结构形式对风力发电结构安全至关重要.基于变删除率的双向渐进结构优化(BESO)算法,对大型海洋垂直轴风力机进行支撑结构优化,并通过风力机的动力响应特性分析,验证结构优化方法的可靠性.结果表明：反比例型变删除率的BESO算法能有效改善优化迭代速率,适用于垂直轴风力机的支撑结构优化设计;相比于初始结构,拓扑出的新结构模型在风荷载作用下的风致动力响应显著降低.研究成果可用于垂直轴风力机支撑结构设计优化.     

基于Horn-Schunck方法的光流计算模型

光流场反映了图像上每一点灰度的变化趋势,它计算的可靠性成了计算机视觉领域面临的很大挑战.变分方法是目前为止用来实现光流计算的成功方法之一 .用变分方法来计算光流场是通过最小化一个能量函数来实现的,这个能量函数包含数据项和规则项两个部分.本论文中,主要论述了基于Horn-Schunck模型的光流计算模型,规则项采取全局平滑的情况.在进行数值差分计算时,采用半隐式差分格式,以保证算法的稳定性 .     

基于光流法和深度学习的燃气火焰稳定性

结合光流法和深度学习对燃气火焰稳定性进行了研究.采用光流法直接计算出火焰图像的光流矢量,观察火焰在二维图像中的脉动情况,并提出光流脉动评价模型,可以评估火焰的燃烧稳定性.此外,搭建基于VGG-Nets的深度卷积神经网络模型,在ImageNet预训练权重上进行微调,结合火焰静态与动态特征,实现了对五种典型燃烧状态的分类与...     

基于光流法的粒子图像测速

以对粒子图像测速为目标,使用光流场针对数字图像建立整体光流模型,计算出粒子图像各像素点的速度场。对比不同粒子条件下的速度场从而获得符合光流法测试的粒子图像。采用了基于微分方程的Lucsa-kanade光流场计算方法,对流场显示进行定量化测速,实现对了流场的瞬态测量。光流法应用于粒子图像测速技术中,可用于速度场计算,也可用于修正原有的互相关算法得到的错误矢量。     

基于HS光流法的机器人避障策略优化

机器人的自主避障功能是其在未知环境中顺利行驶的最基本的功能,针对使用光流法进行机器人避障时,机器人因盲目避障、过早障碍而造成的避障效率低的问题,提出了优化避障策略的方法。在两轮式机器人上搭建实验平台,采用Horn&Schunck（HS）光流算法计算机器人运行前方的光流场,由光流场中信息来计算机器人与障碍物的碰撞时间TTC（Time to Contact）,根据碰撞时间设计机器人的避障系统。通过在真实环境下进行的避障实验,验证了避障系统的有效性,并提出将机器人避障时的旋转角度与光流矢量值 的大小建立关系,从而更加合理高效的避开障碍物。     

结构动力特性测定方法的改进

我们用数字式实时示波器和打印机替代传统结构动力特性实验中的光线示波器和放大器 ,使实验更加直观 ,采集的数据更加精确 ,还可以把采集的数据送到计算机里进行分析、处理和存储。这样不仅节省了仪器设备及实验经费 ,减少了传统结构动力特性的测试环节 ,还提高了实验教学的质量     

基于金字塔LK光流法及超声传感的微型无人机障碍识别优化研究

针对在有雾或能见度低的情况下,传统的光流算法在微型无人机障碍物辨识过程中准确性低、适应性差等问题,采用了一种基于金字塔LK光流法结合超声传感的避障方法。主要进行金字塔分布式检测,经超声波传感器探测目标,用测得的光流数据与IMU值融合后进行Kalman滤波处理,与设定的阈值进行比较,判断是否为障碍物,以提高微小型无人机障碍物辨识准确性。通过搭建无人机试验平台,对实验结果进行比较、分析,验证了方法的可行性。     

基于异步电动机的风力机风轮动态模拟方法

为提高风力发电机系统的控制性能，设计了一套风力机风轮的动态模拟装置，该装置具有与实际风力机风轮相同的机械特性，可用于设计、评价和测试实际的风力发电系统．假设负载在单位采样时间内恒定，模拟控制器根据电机反馈速度估算出每个采样时刻的负载值，由风力机风轮的特性计算出实际风轮的输出加速度，再与计算出的风轮加速度相比较，算出异步电动机的电磁转矩指令，采用直接转矩控制策略控制变频器，以调节异步电动机的电磁转矩．仿真结果表明，用该方法估算的负载值与实际负载相差很小，模拟系统的机械动态特性与实际风力机风轮的基本一致．     

径流式有叶涡轮流量特性预测及试验研究

介绍一般的涡轮流量计算方法,分析其不足之处.在此基础上,经考察涡轮流道上各种气体状态参数间的关系,提出一种通过联立方程预测涡轮流量特性的方法,并给出了该方法的求解过程.用该方法与涡轮台架试验相结合确定了流量系数随工况的变化关系,利用这种关系预测了几个径流式有叶涡轮的流量特性.试验表明,该方法是可行的,并且有较高的准确性.     

基于气弹试验大型冷却塔结构风致干扰特性分析

以国内某电站超大型冷却塔为对象,设计加工1∶200缩尺比等效梁格气弹模型,在同济大学TJ-3风洞中,进行了冷却塔单塔测振风洞试验,在模型频率、振型、气动力参数模拟和试验易操作性方面均取得良好的较果,较好地避免了传统连续介质模型设计方法的不足;然后通过群塔风洞试验结果深入地探讨了子午向高度和环向角度变化对于所有测点位移脉动总能量、共振分量和风振系数的影响,最后总结性地获取了这类结构的风致干扰效应的基本特征.     

大型结构件模态试验方法

对大型结构件做模态试验是近年来振动界的热门话题之一。要对大型结构件做模态试验,一般都很费时费力,而且效果不一定好。在“微加速度测试系统”的基础上,将试验测试内容从大型结构件的“微加速度测试”扩展到大型结构件“模态试验”,在实际的模态试验中对测试设备、传感器、分析软件作必要的配置与完善,完成了对大型结构件的模态试验。可为需要对大型结构件做模态试验、响应试验提供参考。     

大型风电机组组合式塔架结构优化设计

为解决传统单管风力发电塔架在大型风电机组应用中加工、制作、安装和运输成本大幅上升的问题,提出一种新型组合式塔架结构,并对其进行结构优化设计.该塔架上部为传统单管式塔架,下部为四角钢十字形组合截面塔柱的格构式塔架.通过对四角钢十字形组合截面的轴压极限承载力进行分析,得到组合截面的稳定系数曲线.基于粒子群算法,综合考虑应力、频率和长细比约束等因素,对下部格构式塔架的形状和杆件截面进行优化.分析结果表明,组合式塔架结构可以解决传统单管式风力发电塔架的运输问题,且用钢量节省约34%.     

基于直流电动机电流闭环控制的风力机特性模拟

风能是一种无污染、可再生的绿色能源．开发风能,大力发展风力发电是解决世界能源危机的一个行之有效的途径．风力机模拟是在实验室环境下研究风力发电的前提．本文首先分析了风力机的功率、转矩特性,指出风力机模拟的要求在于模拟转矩一转速特性．针对现有风力机模拟方法的不足,提出一种基于BUCK调速电路的直流电动机电流闭环控制的模拟方法．并进行了模拟试验,模拟结果与风力机理论曲线吻合,表明该方法是一种简单可行的风力机模拟方法．     

基于特征匹配的非刚性大位移光流算法

针对非刚性大位移光流估计问题,提出了一种基于特征匹配的光流优化算法. 首先,传统数据项针对整副图像进行一致性假设的策略过于粗放,文中采用了一种根据图像中每个像素特点自适应选择一致性假设的优化方法;其次,针对传统各向同性的平滑项易造成演化过程中图像细节丢失、边缘模糊等问题,提出一种各向异性的平滑项,有利于实现图像细节的光流估计;另外融合特征匹配于变分光流框架中,充分利用特征匹配在大位移条件下的鲁棒性与变分光流的致密性;最后,基于MPI Sintel数据集对本文算法进行定量分析. 实验结果表明,本文算法能够实现非刚性大位移光流的准确估计,鲁棒性强,在market_5图像中,该算法比LDOF于AAE和AEPE指标上分别提升了18.9%与21.9%.      

汽车风洞试验段非定常流场的试验

采用三维热线风速仪测量了不同工况下某全尺寸汽车风洞1∶15模型风洞试验段内的非定常流场.对测点自功率谱密度(PSD)分析表明,对于喷口风速小于37m.s-1的低速工况,湍流能量主要集中在20Hz附近,当喷口风速为25m.s-1时,该频率对应的PSD数值最大;喷口风速大于37m.s-1的高速工况,湍流能量主要集中在43Hz附近,当喷口风速为41m.s-1时,该频率对应的PSD数值最大.无论是高速工况还是低速工况,气流从喷口到收集口处脉动速度的振动幅值都逐渐增加,且在高速工况下的脉动速度幅值增量明显大于低速工况.通过试验还发现脉动速度在收集口角度为0°的工况下的振动能量远高于收集口角度为15°的工况.     

传递矩阵法在风力机塔架动力学分析中的应用

根据风力机圆筒型塔架和基础的结构特点,将塔筒简化为无质量梁单元和集中质量单元的组合,并将塔架基础简化为平动弹簧阻尼系统和扭簧扭阻系统的组合。使用传递矩阵法构建了风力机塔架及其基础的动力学分析模型。对某滩涂型风力机塔架进行了自振频率及振型分析,分析结果同测试结果和有线元结果基本相同。传递矩阵法相对于模态分析法和有限元法具有建模容易,计算速度快等优点,非常适合风力机塔架的结构动力学分析。     

基于气动激振理论风力机叶片非定常流效应分析

改进了激振理论,应用数值分析对风力机叶片进行计算,分析自激振动对风力机叶片运行振动的影响。通过改进激振理论分析方法,综合分析风力机叶片振动机理,得到风力机叶片振动的根本原因,并提出叶片稳定性判据。通过与实际风力机运行情况对比分析,本方法具有良好的可靠性和实用性。