摘要：闸板阀是煤矿生产过程中控制水、煤流量的常用设备。由于成本、布线等原因,非关键闸板阀的开度检测并未纳入到矿井集中监控系统中。鉴于此,在已有的视频监控系统基础上,针对现有基于图像处理的闸板阀开度检测算法存在需要多模型训练、多步检测、容错率低的问题,提出了一类以改进的YOLO-tiny(包括YOLOv3-tiny和YOLOv4-tiny)为核心的闸板阀开度检测方法。首先,将图像输入到检测网络并使用卷积进行特征提取;其次,为了提高检测模型对多尺度插板的检测精度,从增加网络感受野的角度出发,设计了一类将改进的空间金字塔池化(Spatial Pyramid Pooling,SPP)模块、Sub-stage特征融合和YOLO-tiny相结合的检测器SSA-YOLO(SPP and Sub-stage Aggregated YOLO),对插板及其边框的类别和位置信息进行端到端的预测;最后,检测器输出插板和闸板外框的类别及坐标,并利用它们的位置关系确定闸板阀的开度值。为了更加准确地衡量模型同时检测出插板及其闸板外框的能力,提出使用pairedAP(paired Average Precision)指标对检测模型进行评估。使用3种闸板阀在不同时段的3000张图像和相关监测视频作为数据集对所提方法进行试验,结果表明:2种SSA-YOLO模型在保证实时检测的基础上,其pairedAP指标比对应的YOLO-tiny基准模型分别提高了10.6%和36.2%,并增强了模型的抗干扰能力与泛化性能,即使在闸板开度值连续变化的情形下仍有效。笔者提出的闸板阀开度检测思路能扩展应用于可利用多目标物体之间的空间位置关系来确定特定检测量的问题中。

摘要：针对机器人抓取问题进行了综合性教学实验设计,提出了基于物体点云信息的机器人跟踪抓取方法。通过阈值处理保留运动模糊光条中亮度较高的部分,改善了运动模糊情况下光条区域提取困难的问题;利用特征直方图对不同物体的点云进行特征描述,实现了由未知的点云信息查询得到实际的抓取位置的目标;采用基于位置控制的优化算法实时更新跟踪路径,完成抓取操作。通过该完整的实验设计能够帮助学生理解激光三角法、点云信息、位置逼近等基本理论和方法,培养学生理论联系实际的能力和对科学研究的兴趣。

摘要：为了在复杂的运动模糊情况下快速提取光条中心,提出了一种新的结构光光条中心快速提取算法。通过分析线结构光运动成像模糊的原因和图像中光条截面的灰度值分布规律,设计了基于理论光条成像宽度的P-tile阈值分割算法,以解决运动模糊情况下光条成像宽度不一、亮度无规则变化引起的光条区域提取困难问题。根据光条图像的特点,通过改进的区域生长算法提高光条定位速度,根据光条截面的灰度值分布特点提取结构光光条中心。实验结果表明,在运动模糊情况下,改进的P-tile阈值分割算法具有精度高、速度快的优点,相比极值法、大津法能更好地分割出有效光条区域,在结构光工业高速测量领域具有实用价值。

摘要：文章以实际功率器件的耐压值为基础,采用增加低压单元的混合级联拓扑,辅以优化的PWM算法,设计出了适用中高压场合的多电平逆变器方案。改进的混合级联多电平逆变器不但输出波形质量好,而且有效地解决了倒灌电流的问题。

摘要：为解决复杂自然场景下车牌字符受噪声等影响识别困难的问题,提出一种基于栈式降噪自编码神经网络的车牌识别方法。基于降噪自编码模型重构思想自动提取相关特征,通过使用无监督逐层贪婪预训练和有监督微调的方法对深度自编码神经网络进行训练,对复杂环境下低质量的车牌字符图像具有较好的鲁棒性能。与浅层的机器学习算法、传统栈式自编码神经网络和卷积神经网络相比,栈式降噪自编码神经网络有较好的字符识别性能。基于实际道口电子警察采集的车牌图像测试集的实验结果验证了该方法的有效性。

摘要：该文针对透明物体的抓取问题,进行了机器人抓取综合性实验设计。提出了基于几何约束的透明物体深度补全算法,研究了基于Deep Learning的深度补全,利用语义分割图对输入数据进行预处理,联合表面法线和遮挡边缘作为几何约束来预测缺失的深度值;选取基于RGBD(red green blue depth map)信息融合的抓取检测网络GR_ConvNet对透明物体进行抓取检测。实验数据表明,TransLab算法体现出较好的抗干扰能力,能够很好地突显所有物体的形状和轮廓,利用补全后的深度图进行训练的模型精度更高。通过该实验设计能够帮助学生理解深度补全、语义分割等基本理论和方法,培养学生将理论联系实际的能力和对科学研究的兴趣。

摘要：针对人工核定煤矿数显电测量仪表时存在的检测效率低、劳动强度大、受人主观因素影响等弊端,设计了基于机器视觉的煤矿数显仪表自动检测系统。该系统通过控制数显电测量仪表上电全显示与相机录像获取开机过程,使用亮点统计方式识别全显帧,采用模板匹配完成仪表显示质量的自动判定,并通过穿线法字符识别自动判定其测量精度。工业样机实验结果验证了该系统的有效性。

摘要：为了实现对大口径碳化硅非球面反射镜的表面改性层硅的高精度快速抛光,设计制作了高能量大束流氩离子枪。通过热灯丝和阳极栅网的组合实现氩原子的离子化,通过调节氩离子所处区域的电位来确定离子的能量,通过静电聚焦透镜来实现氩离子的聚焦。调节灯丝和阳极栅网之间的电压达到离子化率的最大化,调节静电聚焦透镜的尺寸和相对位置实现氩离子的高透过率。氩离子枪的材料选择既需满足超高真空使用又要避免产生真空放电。通过理论计算和模拟氩离子束流的轨迹,确定了氩离子枪各主要组件的参数。测试结果表明:氩离子的加速电压可达20 kV,在工作距离为30 mm和氩气分压为1.2×10^(−2) Pa的情况下,可产生50μA的氩离子束流,束斑的直径在19~24 mm之间连续可调。该氩离子枪体积小,可以安装在真空多维位移台上进行大范围的运动,实现对大口径光学元件的高真空表面抛光。

摘要：设计了一种以西门子公司CPU226 PLC为核心的分布式闸门监控系统。该系统巧妙地利用 了双自由口通信,合理设计了总线协议,使硬件配置达到最优,经济地构建了总线监控网络。系统 的上位机还具有过闸流量计算公式自动修正的功能。

摘要：利用通用分组无线电业务(GPRS)通信技术、可编程逻辑控制器(PLC)和RS-485总线设计了稳定、经济的分布式闸门监控系统。该系统采用Internet/数字数据网(DDN)和GPRS Modem方式接入无线通信网络,并根据闸门监控系统的运行特点,采用GPRS实时通信与短信服务(SMS)通信相结合的方式,不仅保证了系统通信的稳定性和平衡性,且优化了系统的运行成本。最后,对基于GPRS的闸门监控系统的经济性和适用性进行了讨论。