摘要：针对飞行速度快,空间跨度大,观察视角变化大的飞机起降过程,提出了一种基于视觉的远距飞机目标跟踪方法。该方法在没有雷达、对焦传感器等硬件的情况下,仅需要对摄像机的采集画面进行图像分析,通过对分析结果的进一步处理,实现对云台和变焦镜头的实时控制,使得飞机目标在起降过程中始终保持在摄像机的图像中心,同时大大降低了成本。为此,首先对相机成像规律、变焦镜头变焦规律进行建模。然后,采用YOLOv4目标检测算法对飞机进行目标检测,并对目标进行图像分析,得到目标在相机中的几何规律和位置关系。在此基础上,采用图像清晰度评价方法对变焦镜头进行自动变焦、自动对焦控制,并基于卡尔曼滤波器对云台的跟踪控制进行了优化。理论分析与实验结果表明,在没有雷达、对焦传感器等硬件的情况下,基于视觉的远距飞机目标跟踪方法可以使飞机目标始终保持在图像中心。

摘要：为了检测复杂道路场景下的车道线,提出了一种改进Unet网络的车道线检测方法。首先引入非对称卷积模块代替原Unet的卷积层,降低网络模型的计算量,压缩网络模型的规模;然后通过金字塔池化结构优化网络对深层语义信息的提取,增强模型对深层语义信息的把握;其次在浅层与深层语义信息的融合问题上通过AG模块对深、浅层信息进行筛选,将有利于车道线检测的信息进行特征相加,进一步突显车道线特征。在Tusimple数据集上对该算法进行了训练和评估,实验结果表明,在准确率、误检率和漏检率上比原Unet分别提高了1.35、3.64、2.74%,同时经过实车验证表明该算法能实现在复杂道路情况下的车道线检测任务。

摘要：针对目前由于法规要求和技术成熟度的限制,面向自动驾驶汽车的转向系统必须具备驾驶员接管功能的需求,将永磁耦合装置嵌入转向系统中,设计出一款新型转向系统,可实现自动驾驶模式和驾驶员接管模式的切换。对新型转向系统进行整体方案设计,该系统能够实现转向盘静默、路感模拟、过载保护和机械转向冗余等功能,在不增加额外硬件的情况下实现转向系统的冗余设计。对该系统的关键部件永磁耦合装置开展了仿真分析和台架测试,对其传递特性进行了研究。搭建了整车和转向系统模型。通过Simulink-CarSim-PreScan联合仿真对新型转向系统进行功能分析,验证了该系统功能安全和冗余设计的有效性。

摘要：为提高预应力钢筒混凝土管道端口的打磨精度和效率,设计了一种新型的自行走式端口打磨机器人。基于构型演变法对该机器人进行了构型设计及结构设计,建立了其力学模型。以插口端打磨机器人应用于4 m口径管道为实例,求解了机器人运行过程中的极限载荷,并进行了有限元仿真分析,分析结果表明,该机器人在运行过程中,强度、刚度满足现场需求。现场试验验证了该机器人具有较高的打磨效率与工作可靠性。

摘要：为解决液压挖掘机工作机构的超多目标优化难题,以新型三副摇杆正铲挖掘机构为研究对象、开展基于超多目标进化算法的优化设计研究。以三副摇杆工作机构的功能特点和正铲挖掘机的挖掘力、推压力、挖掘图谱指标等性能指标为目标函数建立其约束超多目标优化模型。通过引入自适应旋转模拟二进制交叉算子,提出一种改进的约束超多目标进化算法,增强算法处理复杂约束优化问题的能力,并在标准测试函数集中进行验证。将改进算法应用于70 t级液压挖掘机三副摇杆工作机构优化实例中,并与当前最先进的8种约束多目标进化算法进行比较研究,验证所提出算法的有效性。最后基于理想解法从得到的非支配解集中筛选出满意度最高的三副摇杆工作机构设计方案,并与现有经典机型方案的性能参数进行比较。优化结果表明:提出的算法在挖掘机工作机构优化中相比于其他进化算法具有明显优势,能得到极具竞争力的三副摇杆工作机构优化方案。

摘要：为了解决国内传统二氧化硫检测仪在光路上存在荧光数量少、采集精确度低等问题,提出了一种改进的光路系统。点光源通过透镜进行平行准直及会聚,利用窄缝减弱杂散光的干扰,改善了传统光路结构上光会聚效果差的缺陷,提升了检测精度。运用Zemax对新光路和传统光路进行仿真,通过对比点列图、探测视图得出新光路的方均根半径减小到35.439μm,几何最大半径减小到50.194μm,气体与光源接触区域的光强提高。对其进行实验检测,数据表明改进后的光路系统的二氧化硫浓度示值误差由传统仪器的2%缩减为1%,提高了检测精度。新研制的光路系统能有效解决上述问题,适用于二氧化硫检测仪的设计。

摘要：为满足煤矿井下复杂环境中围岩应力测量的实际需要,设计了一种变截面悬臂梁结构的光纤光栅压力传感器,并与等截面悬臂梁结构进行了对比。对其压力与光纤光栅漂移量的关系进行了推导;通过有限元方法分析了不同截面悬臂梁影响灵敏度大小的情况,确定了悬臂梁的尺寸;在此基础上应用数值分析和有限元分析探究了不同结构和材料参数对两种悬臂梁结构灵敏度的影响,同时与类似结构进行了对比分析。研究结果表明:设计时应选用固定端厚度相对较小、自由端厚度相对较大的变截面梁,最终选定的变截面悬臂梁厚度为固定端0.5 mm、自由端2 mm,传感器的压力灵敏度可达893.45 pm/MPa,是裸光纤光栅的294倍。在改变结构及材料参数后,变截面悬臂梁结构的压力灵敏度依然优于等截面悬臂梁,验证了传感器结构的合理性,能够满足煤矿巷道监测所需,并且在量程范围内具有良好的线性。

摘要：大气中二氧化硫(SO2)浓度很低,发出的荧光信号很弱,直接影响了SO2浓度的检测精度,并且传统荧光采集光路长,这阻碍了仪器的微型化发展。为提高荧光信号的采集效率以及仪器的检测精度,缩短传统光路,针对荧光随机性发散分布特征,利用ZEMAX软件进行痕量SO2荧光信号采集光路的设计,并与传统荧光采集光路进行对比仿真分析。仿真结果表明:优化后的荧光采集光路对荧光的采集效率约为22.6%,比传统荧光采集光路的采集效率高4倍,透镜组的像方主点到最佳采集点的距离减少了29.17%。优化后的光路有利于进一步实现已有大气痕量硫检测仪器的小型化改进与检测精度的提高。

摘要：通过对支架结构的研究,设计了一种新型结构支架,采用医用316L不锈钢材料和3D打印技术进行制造,使用电解抛光技术进行表面处理,以降低表面粗糙度。通过球囊扩张导管对该支架进行了扩张试验,可由外径2.4 mm扩张到5 mm而不被破坏。结果表明,良好的结构设计可保证支架通过3D打印技术生产时无需添加外部支撑保证产品精度,316L不锈钢金属支架经电解抛光可改善支架表面粗糙度,且该支架具有较好的扩张性能。

摘要：为分析高强钢辊弯成形中预冲孔对回弹的影响,对DP980高强钢进行单轴拉伸和循环加载-卸载试验,依据试验得出的材料力学性能参数得到变弹性模量数学模型,构建无孔U形件模型,并通过连续辊弯成形试验对其精度进行验证。设计了预冲孔尺寸和位置不同的两组成形方案,并运用有限元软件MSC MARC进行有限元仿真分析。结果表明:腹板上的预冲孔对回弹几乎不产生影响,立边上的预冲孔会对回弹产生一定影响;预冲孔横向尺寸变化侧重于对回弹角度的影响,纵向尺寸变化侧重于对发生回弹变化范围的影响。合理设计预冲孔尺寸及位置能够有效地降低预冲孔对回弹的影响,提高高强钢板带在辊弯成形中的成形精度。