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智能煤矿技术研究与政策制定现状 被引量:32
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作者 胡青松 钱建生 +1 位作者 李世银 孙彦景 《工矿自动化》 北大核心 2021年第3期1-8,共8页
目前针对智能煤矿的研究集中在顶层设计、理论架构、核心技术、管控平台、建设路线、标准制定、评价体系等方面,没有文献针对《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》发布前后的技术研究情况进行探讨。智能煤矿具有技术密集型和资金密集... 目前针对智能煤矿的研究集中在顶层设计、理论架构、核心技术、管控平台、建设路线、标准制定、评价体系等方面,没有文献针对《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》发布前后的技术研究情况进行探讨。智能煤矿具有技术密集型和资金密集型特征,需要由政策引导,形成汇聚政府、学术、产业、金融和用户的合力。以CNKI(中国知网)为工具,挖掘分析了智能煤矿技术研究现状、关注热点和主要研究机构。归纳梳理了国家层面及贵州、山东、山西等主要产煤大省的智能煤矿政策制定现状,各省虽在智能煤矿入手点和实施进度上略有差异,但是均在实施办法和验收定级等方面发布了指导性文件,并在标准制定、创新研发中心设立方面进行了尝试,加速了智能煤矿研究和建设步伐。 展开更多
关键词 智能煤矿 煤矿智能化 人工智能 顶层设计 标准制定 政策制定
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智能煤矿建设路线与工程实践 被引量:22
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作者 钱建生 胡青松 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期109-117,共9页
针对我国智能煤矿发展"三步走"战略,指出智能煤矿建设不但包括基础设施、生产监控系统、安全监控系统、生产经营管理系统等系统的建设,更包括基于大数据和人工智能的智能决策系统建设。从工程实践的角度提出了煤矿智能化建设&... 针对我国智能煤矿发展"三步走"战略,指出智能煤矿建设不但包括基础设施、生产监控系统、安全监控系统、生产经营管理系统等系统的建设,更包括基于大数据和人工智能的智能决策系统建设。从工程实践的角度提出了煤矿智能化建设"3115"建设路线,煤矿可根据自身需求和信息化现状,按照该建设路线有选择、分步骤的进行智能煤矿建设。阐述了"3115"建设路线中的实施方法:通过"3个网络"建设企业管理网、工业网络和通信联络网,其构成智能煤矿的基础,形成覆盖全矿井的统一传输网络平台;通过"1个平台"构建统一的智能集成控制平台,实现"六全"信息智能;通过"1个系统"建设煤矿大数据及云服务系统,实现数据和模型的统一存储,为智能决策提供数据和算力支持;通过"5个中心"建设数据中心、调度指挥中心、智能控制中心、安全监测中心和生产运营管理中心,为智能煤矿提供业务与决策支撑。以所完成的多个智能煤矿建设为例介绍了"3115"建设路线的工程实践。智能煤矿建设大幅提高了实施企业的生产效率和安全水平,特别是大幅降低了危险岗位和重复性岗位的员工数量,为企业创造了较好的经济效益和社会效益。 展开更多
关键词 智能矿山 建设路线 云计算 大数据 人工智能
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基于改进TCN-TimeGAN的矿井瓦斯浓度智能预测方法 被引量:1
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作者 胡青松 郑硕 +1 位作者 李世银 孙彦景 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S2期321-330,共10页
瓦斯浓度预测对于保障矿井安全生产至关重要。瓦斯浓度数据具有样本量少、存在时间依赖性等特点,传统机器学习等方法通常效果不佳。提出一种时间卷积改进时序生成对抗网络(TCN-Ti-meGAN),基于生成对抗网络特性改善瓦斯数据小样本过拟合... 瓦斯浓度预测对于保障矿井安全生产至关重要。瓦斯浓度数据具有样本量少、存在时间依赖性等特点,传统机器学习等方法通常效果不佳。提出一种时间卷积改进时序生成对抗网络(TCN-Ti-meGAN),基于生成对抗网络特性改善瓦斯数据小样本过拟合的问题,利用TimeGAN网络捕捉瓦斯序列的时间特征,基于TCN网络扩大感受野以便读取长时间维度特征。在损失函数设计中,利用Wasserstein距离衡量瓦斯数据分布,并给鉴别网络损失函数添加自适应权重的梯度惩罚项,以解决数据不对性、梯度消失等问题,提高训练稳定性和预测准确度。在进行模型训练时,首先对瓦斯时间序列进行归一化、数据缺失值处理等操作,将处理结果作为模型的输入序列,输入到嵌入网络和恢复网络进行训练,以降低重构损失。随后,将输入序列输入监督网络中进行训练,以减小监督损失;最后进行联合训练,其总损失为生成网络损失和鉴别网络损失之和。实验表明,改进模型生成的数据能更全面地覆盖原始数据分布,利用改进模型生成的数据进行预测所得到预测结果的均方误差(MSE)、均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)等指标都远小于对比模型,在所有时间段都能保持稳定准确的预测。 展开更多
关键词 瓦斯浓度预测 TimeGAN 深度学习 人工智能 煤矿智能化
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矿井无人驾驶环境感知技术研究现状及展望 被引量:22
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作者 胡青松 孟春蕾 +1 位作者 李世银 孙彦景 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第6期128-140,共13页
矿井辅助运输系统是煤矿企业运输人员和重要物料、装备的必备系统,实现矿井无人驾驶是提高运输效率、保障运输安全的必然要求,也是落实国家煤矿智能化建设部署的必由之路。矿井无人驾驶依赖于准确实时的环境感知,即利用激光雷达、毫米... 矿井辅助运输系统是煤矿企业运输人员和重要物料、装备的必备系统,实现矿井无人驾驶是提高运输效率、保障运输安全的必然要求,也是落实国家煤矿智能化建设部署的必由之路。矿井无人驾驶依赖于准确实时的环境感知,即利用激光雷达、毫米波雷达等车载感知器件和车联网支持下的协同感知,实现车辆局部甚至矿井全局的精确详尽感知。对矿井无人驾驶环境感知技术的研究现状进行了系统梳理,指出巷道特殊环境使得矿井车载感知设备的性能都将出现不同程度的下降,并对各种车载感知设备的优劣进行了总结归纳;详细阐述了矿井无人驾驶环境感知的关键技术,包括基于可见光图像或激光点云的单传感器障碍物识别方法,多传感器融合感知的分类及可见光图像+激光点云、可见光图像+毫米波点云、可见光图像+激光点云+毫米波点云、4D毫米波雷达+其他感知器件等多传感器融合方式,智能网联协同感知的实现方式、数据处理方法及其对无人驾驶的促进作用,井下巷道交通标志检测与识别方法,井下无轨胶轮车和有轨机车的巷道可行驶区域分割方法等;对矿井无人驾驶环境感知技术的发展方向进行了展望,建议提高矿井多传感器融合性能、研究矿井自适应感知算法并突破矿井智能网联协同感知技术。 展开更多
关键词 矿井无人驾驶 辅助运输 无轨胶轮车 有轨机车 环境感知 障碍物识别 多传感器融合 网联协同感知
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基于大数据与AI驱动的智能煤矿目标位置服务技术 被引量:20
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作者 胡青松 张赫男 +1 位作者 李世银 孙彦景 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期121-130,共10页
在大数据和人工智能驱动下,矿山目标与事件源位置可以提供丰富的位置服务,这些服务远超出了人员定位、装备定姿、机器人导航、无人驾驶等单个系统的范畴,宜从系统观点和全局角度进行统一设计。给出了矿山目标位置服务的框架结构,研究了... 在大数据和人工智能驱动下,矿山目标与事件源位置可以提供丰富的位置服务,这些服务远超出了人员定位、装备定姿、机器人导航、无人驾驶等单个系统的范畴,宜从系统观点和全局角度进行统一设计。给出了矿山目标位置服务的框架结构,研究了其位置对象层、位置获取层、位置传输层、位置挖掘与服务层的主要构成和功能;探讨了矿山目标位置服务的3大关键技术,其中:①矿井动目标精确定位技术重点研究距离测量、距离测量优化、目标节点位置解算和定位系统研发;②矿山位置大数据技术研究大数据的获取、存储和分析策略;③矿山目标位置服务人工智能算法则主要研究感知智能、生产智能和决策智能。总结了矿山目标位置服务在应急撤离与应急救援、遥控采煤与无人采煤、矿井位置大数据应用等3大领域的研究热点,主要包括规划最佳逃生路径,确定被困人员位置与救援,事故原因分析与追责,采掘装备定位定姿与导航,多机器人协同定位与导航,矿井无人驾驶技术与装备,事件时空演化规律分析,基于轨迹的调度决策,煤矿生产过程一张图等。指出矿山目标位置服务正成为煤矿的基础设施,其发展趋势是构建融合时空属性的泛在一张网,融合位置推理的决策模型库和融合位置服务的智能矿山平台。 展开更多
关键词 矿山目标位置服务 智能煤矿 无人采煤 矿山物联网 动目标定位 应急救援
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再论智能煤矿建设路线——基于人工智能3.0视角 被引量:8
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作者 胡青松 钱建生 +1 位作者 李世银 孙彦景 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期256-264,共9页
合理的建设路线是煤矿智能化技术落地应用的重要保障。指出智能煤矿=煤矿智能化愿景+人工智能3.0特征,只有实现了人工智能基本要素,才能让传统煤矿企业发展出"智能";只有遵循煤矿企业发展规律、以煤炭行业高质量发展为愿景的... 合理的建设路线是煤矿智能化技术落地应用的重要保障。指出智能煤矿=煤矿智能化愿景+人工智能3.0特征,只有实现了人工智能基本要素,才能让传统煤矿企业发展出"智能";只有遵循煤矿企业发展规律、以煤炭行业高质量发展为愿景的人工智能,才能称为煤矿智能化。提出一套人工智能关键要素驱动的智能煤矿建设思路,它包括煤矿应用、计算能力、知识库、算法库和数据设施5大部分,简称ACKADa(Application,Computing,Knowledge,Alogorithm,Data)。应用平台包括一个大平台、若干小平台和N个子系统,数据设施包括感知网络、骨干网络、自动化改造与综合接入、大数据中心,计算能力包括边缘计算、云计算和部分大数据中心设施,算法库包括智能设备健康算法、智能采掘算法、智能定位导航算法、智能视频分析算法等,知识库包括周知型知识库和习得型知识库。相比其他建设方法,ACKADa思路的建设内容更加完整合理,且具有理论上更易理解、实践中更易使用的优势,并能将综合自动化、矿山物联网、大数据、云计算、边缘计算等技术统一在一个井然有序的逻辑体系。 展开更多
关键词 智能煤矿 人工智能 矿山物联网 云计算 边缘计算 端-边-云
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全源矿井定位:一种智能煤矿位置服务新范式 被引量:9
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作者 胡青松 钱建生 +2 位作者 李世银 孙彦景 张朕 《工矿自动化》 北大核心 2021年第1期1-8,I0001,共9页
矿山动目标定位系统为煤矿智能化建设提供基于位置的服务。而传统的矿井定位系统中定位信标与定位标签之间大多采用单一或组合通信技术,结构不灵活,覆盖范围受限,鲁棒性不高,定位精度有限;使用单一或组合测距技术,无法根据使用场景的不... 矿山动目标定位系统为煤矿智能化建设提供基于位置的服务。而传统的矿井定位系统中定位信标与定位标签之间大多采用单一或组合通信技术,结构不灵活,覆盖范围受限,鲁棒性不高,定位精度有限;使用单一或组合测距技术,无法根据使用场景的不同自适应选择最优测距技术;位置求解算法固定,无法根据使用场景的不同和信号变化自适应选择最优求解算法。提出了全源矿井定位新范式,可根据定位环境和目标承载平台的变化,从所有可用定位信号测量设备中动态选择满足当前需求的最优设备组合,自适应地从可用的测距算法、位置解算算法、结果优化算法中选择最优的算法组合,计算出目标节点的最优位置。给出了全源矿井定位系统架构,探讨了矿井中可用的定位信号测量设备和可用于定位的测量属性值类型,对比了单一矿井定位与全源矿井定位在定位服务器方面的功能差异。研究了全源矿井定位中的3项关键技术:统一定位框架技术,旨在解决全源定位的模块化、组合式、可扩充需求;全源定位信息融合技术,对测量属性值进行有机组织,达到提高定位精度的目的;通信定位一体化技术,通过无线通信网络本身所具有的定位能力,简化全源矿井定位系统的设计并提高定位精度。提出了基于“端-边-云”的全源矿井定位系统实施架构,以便与煤矿智能化的主流建设模式相适应,大幅降低实施难度和系统成本。 展开更多
关键词 智能煤矿 位置服务 矿井定位 动目标定位 全源定位 组合定位 定位信息融合 通信定位一体化
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目标定位中的非视距传播研究综述 被引量:13
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作者 胡青松 张赫男 +2 位作者 王鹏 杨维 李世银 《工矿自动化》 北大核心 2020年第7期16-27,共12页
由于障碍物的存在,矿井等定位场景中普遍存在非视距传播现象,引起定位信号的折射、反射、衍射和散射,导致测距误差增大,进而影响目标定位精度。分析了非视距传播对TOA(Time of Arrival,到达时间)、TDOA(Time Difference of Arrival,到... 由于障碍物的存在,矿井等定位场景中普遍存在非视距传播现象,引起定位信号的折射、反射、衍射和散射,导致测距误差增大,进而影响目标定位精度。分析了非视距传播对TOA(Time of Arrival,到达时间)、TDOA(Time Difference of Arrival,到达时间差)、AOA(Angle of Arrival,到达角度)、RSSI(Received Signal Strength Indication,接收强度指示)等定位方法的影响,并从非视距传播的识别、非视距传播误差的抑制、非视距传播的利用及非视距场景下的定位方法设计4个方面对现有文献进行综述。对于非视距传播的识别,重点探讨了残差检验法、误差统计法、能量检测法、神经网络算法和几何关系法;对于非视距传播误差的抑制,主要分析了基于滤波的方法、基于半参数的方法、基于能量检测的方法及基于数据库的方法;对于非视距传播的利用,重点综述了提高定位系统鲁棒性及基于误差学习和匹配的方法;对于非视距场景下的目标定位方法设计,分为视距与非视距混合场景及纯非视距场景2种情况进行综述。探讨了目标定位中非视距传播研究的新方向:通过多种定位技术的融合提高目标定位精度;借助新兴技术提高非视距场景下的目标定位精度;通过与其他信息系统的交互引入额外信息,实现跨系统协同定位。 展开更多
关键词 目标定位 非视距传播 非视距传播识别 非视距传播误差抑制 RSSI定位 TOA定位 TDOA定位 AOA定位
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基于灵敏度分析与增强捕食-食饵优化的重介质选煤过程动态模型 被引量:10
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作者 王光辉 彭勇 +2 位作者 代伟 董良 马小平 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2813-2823,共11页
重介质选煤是当前我国煤炭洗选过程的主要处理方式,其动态模型是特性分析、优化和控制的基础,因此精确的动态模型是实现选煤智能化的关键。为实现这一目标,将机理知识、统计分析和人工智能方法相结合,构建了一种机理知识与数据混合驱动... 重介质选煤是当前我国煤炭洗选过程的主要处理方式,其动态模型是特性分析、优化和控制的基础,因此精确的动态模型是实现选煤智能化的关键。为实现这一目标,将机理知识、统计分析和人工智能方法相结合,构建了一种机理知识与数据混合驱动的重介质选煤过程动态建模。①基于物料平衡原理,建立了由矿浆混合、重介质分选以及重介质回收3个主过程组成的动态机理模型;②采用基于方差的Sobol’灵敏度分析方法,利用低偏差Sobol’序列对所建立的模型参数进行灵敏度分析,决策出矿浆分离比例与溢流、底流灰分比例常数等对模型起主导作用的关键参数进行优化,非重要参数在一定区间内取值,减小了后续参数优化算法的计算成本;③为提高模型参数优化的准确性,提出了一种增强捕食-食饵优化算法,其利用增强学习思想使得搜索个体能够学习自身的历史信息实现步长的自适应变化,解决了传统捕食-食饵优化算法因恒定搜索步长而导致易陷入局部最优的问题,实现了对重介质动态模型的参数寻优。实验研究中,首先根据工艺知识和工程经验确定模型参数的取值范围,非重要参数在此区间内任意取值,进而根据实际数据,采用增强捕食-食饵优化算法对重要的模型参数寻找最优值。结果表明,增强捕食-食饵优化算法能够提高对关键参数最优值的搜索能力,使得所求得模型的均方根误差和概率密度标准差相较于其他模型较小,更能反应实际工业过程,表明了所提模型的有效性与准确性。这一研究成果为重介质选煤智能化系统研究与应用提供了重要的模型基础。 展开更多
关键词 重介质选煤 灵敏度分析 捕食-食饵优化 增强学习 动态模型
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基于粒子群与模拟退火算法的改进矿井克里金定位方法 被引量:10
10
作者 胡青松 梁天河 +1 位作者 李世银 孙彦景 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第5期221-227,共7页
位置信息对于矿井作业中的人员管理和灾后救援至关重要,指纹定位可显著提高矿井定位精度,但费时费力的指纹库构建过程阻碍了其大规模应用。为此,提出了一种基于粒子群与模拟退火的克里金插值算法(PSOSA-Kriging),初始阶段只需采集部分... 位置信息对于矿井作业中的人员管理和灾后救援至关重要,指纹定位可显著提高矿井定位精度,但费时费力的指纹库构建过程阻碍了其大规模应用。为此,提出了一种基于粒子群与模拟退火的克里金插值算法(PSOSA-Kriging),初始阶段只需采集部分指纹采样点的数据,以这些采样点数据为依据,通过克里金模型插值获得全部指纹数据集,并利用粒子群与模拟退火算法对克里金理论模型进行优化,使得构建出的指纹库更贴合实际矿井环境。算法利用粒子群收敛速度快的优势,解决了指纹库快速构建难题。同时,利用模拟退火克服粒子群可能陷入局部最优的缺陷,使得模型拟合更准确、插值结果更精确。在上述分析的基础上,通过在矿井环境下采集指纹数据,建立全部采样数据库、半采样与插值混合数据库,并选用最近邻算法(KNN)进行了定位验证。结果表明:POS-SA-Kriging算法不但大幅降低了指纹构建工作量,而且显著提高了定位精度,实现了指纹库构建速度与目标定位精度的联合优化。 展开更多
关键词 矿井定位 指纹定位 克里金插值 粒子群 模拟退火
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一种煤矿井下无线自组网灾后重构算法 被引量:2
11
作者 胡青松 王胜男 《工矿自动化》 北大核心 2022年第2期93-99,共7页
矿井事故常导致部分通信链路损坏、通信网络连通性恶化,利用残存节点和有限的新设节点,通过构造局部虚拟骨干网方式重构矿山救援网络可降低网络能量开销,增强连通覆盖控制能力。提出了一种基于多维度虚拟骨干网构造的煤矿井下无线自组... 矿井事故常导致部分通信链路损坏、通信网络连通性恶化,利用残存节点和有限的新设节点,通过构造局部虚拟骨干网方式重构矿山救援网络可降低网络能量开销,增强连通覆盖控制能力。提出了一种基于多维度虚拟骨干网构造的煤矿井下无线自组网灾后重构算法。考虑无线传感器网络介数中心度、节点紧密度、节点剩余能量筛选机制3个维度,构建了虚拟骨干网节点综合评价指标,选取综合评价指标大的节点作为统治节点,以增强虚拟骨干网的鲁棒性,延长网络寿命。介绍了虚拟骨干网构造过程:在初始阶段,通过多轮选举产生统治节点并更新支配集;在支配集连接阶段,选举出中继节点,各统治节点、中继节点建立连接,形成连通支配集。采用一阶无线电能耗模型分析了虚拟骨干网能耗。采用Matlab R2017A平台对基于该算法重构的网络进行仿真实验,结果表明网络剩余能量、统治节点数量、节点覆盖率等指标均优于采用基于休眠机制和能量均衡的连通支配集算法、能量均衡的最小连通支配集算法构建的网络。 展开更多
关键词 煤矿通信系统 矿山救援网络 无线传感器网络 无线自组网重构 虚拟骨干网 连通支配集 统治节点
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煤矿井下巷道变形巡检视频异常检测方法 被引量:14
12
作者 杨春雨 袁晓光 《工矿自动化》 北大核心 2021年第2期13-17,共5页
采用智能视频巡检技术进行煤矿井下巷道变形检测时,常用的背景差分算法因要求输入图像具有良好的时空连续性而无法满足巡检视频背景建模要求。根据煤矿井下巷道变形巡检机器人匀速、定向运动及周期性采集视频数据的特点,提出一种巡检视... 采用智能视频巡检技术进行煤矿井下巷道变形检测时,常用的背景差分算法因要求输入图像具有良好的时空连续性而无法满足巡检视频背景建模要求。根据煤矿井下巷道变形巡检机器人匀速、定向运动及周期性采集视频数据的特点,提出一种巡检视频异常检测方法:结合巡检机器人定位信息对巡检视频分段并提取相应关键帧,采用均值哈希算法建立背景模型,对背景模型中图像进行特征跟踪以实现校正,之后将背景模型与关键帧进行差分运算,生成二值掩膜并进行去噪及连通处理后,输出异常检测结果并更新关键帧。实验结果表明,该方法在一定条件下可较准确地定位关键帧并检测出异常目标,检测速度约为50帧/s。 展开更多
关键词 巷道变形检测 巡检机器人 智能视频巡检 异常检测 背景差分
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灾后煤矿物联网网络空洞覆盖重构算法 被引量:2
13
作者 胡青松 范莘舸 李鹤 《工矿自动化》 北大核心 2022年第5期39-45,共7页
灾后煤矿物联网因部分节点损毁或障碍物遮挡,会导致网络空洞问题,阻碍网络连通。现有网络空洞覆盖算法未考虑井下灾后地理环境因素,且未对修复后的网络进行优化,无法满足灾后煤矿物联网重构需求。针对该问题,提出了一种煤矿物联网灾后... 灾后煤矿物联网因部分节点损毁或障碍物遮挡,会导致网络空洞问题,阻碍网络连通。现有网络空洞覆盖算法未考虑井下灾后地理环境因素,且未对修复后的网络进行优化,无法满足灾后煤矿物联网重构需求。针对该问题,提出了一种煤矿物联网灾后有障碍物情况下的网络空洞覆盖重构算法-NHCRA-O。建立了灾后煤矿物联网模型和节点感知模型,采用Delaunay三角剖分对网络中残存节点及障碍物角点进行区域划分,通过节点感知模型判断区域内是否存在网络空洞;计算Delaunay三角形质心位置,利用质心和Delaunay三角形顶点之间的距离确定虚拟修复节点位置;对虚拟修复节点和移动节点进行可视化判断,并基于距离因子和能量因子计算二者优先级,通过预剪枝操作删除部分计算结果来提高算法收敛速度,根据可视化判断结果和节点优先级进行虚拟修复节点和移动节点双向匹配,从而确定移动节点最终位置,完成网络空洞修复;融合剩余能量因子、节点连通度和方向介数计算节点优先级,根据优先级选举簇头节点,其他成员节点就近入簇,实现网络重构。采用Matlab2016a软件对NHCRA-O的节点匹配效率、网络覆盖效率和网络生存时间进行仿真研究,结果表明:NHCRA-O完成移动节点与虚拟修复节点匹配的次数较Gale-Shapley算法减少31.4%,网络覆盖率较C-V算法和PSO算法高且移动节点平均移动距离短,NHCRA-O重构的网络生存时间明显高于SEP算法和LEACH算法重构的网络。 展开更多
关键词 煤矿物联网 事故区域物联网 网络空洞覆盖 网络空洞修复 网络重构 节点可视化 节点双向匹配
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基于VO_(2)热相变的光子晶体波导开关
14
作者 刘海 邵齐元 +3 位作者 张砚曾 赵嘉 陈聪 白冰冰 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期267-271,293,共6页
基于相变材料VO_(2),设计了一款光子晶体波导结构的光开关。通过在硅波导中填充SU-8包层对温度灵敏度做补偿,降低了波导开关的温度敏感特性。采用热驱动开关实现了1591 nm波长处约9.5 dB的消光比。同时提出一种新型级联波导来优化开关结... 基于相变材料VO_(2),设计了一款光子晶体波导结构的光开关。通过在硅波导中填充SU-8包层对温度灵敏度做补偿,降低了波导开关的温度敏感特性。采用热驱动开关实现了1591 nm波长处约9.5 dB的消光比。同时提出一种新型级联波导来优化开关结构,实现了27.46 dB的消光比。 展开更多
关键词 光学开关设备 光子晶体 热光效应 波导
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基于机器视觉的锚杆异常快速检测方法 被引量:6
15
作者 王昱栋 代伟 马小平 《工矿自动化》 北大核心 2021年第4期13-18,共6页
现有的锚杆异常人工检测方法只能对单根锚杆进行抽检,无法全面检查锚杆异常情况,且效率较低。锚杆有异常时,杆体露出段往往出现长度或角度变化,甚至发生脱落。根据锚杆出现异常时露出段长度、角度会发生变化的特点,以巷道巡检机器人为平... 现有的锚杆异常人工检测方法只能对单根锚杆进行抽检,无法全面检查锚杆异常情况,且效率较低。锚杆有异常时,杆体露出段往往出现长度或角度变化,甚至发生脱落。根据锚杆出现异常时露出段长度、角度会发生变化的特点,以巷道巡检机器人为平台,基于机器视觉技术设计了一种由锚杆图像匹配与提取、锚杆特征检测构成的非接触式锚杆异常快速检测方法。在锚杆图像匹配与提取阶段,采用感知哈希算法进行采集图像与原始图像匹配,采用直方图均衡化实现图像增强,采用YOLOv3算法定位并提取锚杆区域;在锚杆特征检测阶段,采用双边滤波与Canny边缘检测算法提取锚杆图像边缘信息,采用直线段检测算法提取锚杆图像直线段,结合锚杆轮廓可视为一组平行线的特征,实现锚杆长度、角度特征提取,并与原始图像锚杆特征进行对比,实现异常检测。通过在实验室制作数据集对锚杆异常快速检测方法进行实验,结果表明该方法可快速、准确地检测出锚杆异常。 展开更多
关键词 巷道支护 锚杆支护 锚杆异常检测 巷道巡检机器人 机器视觉 图像匹配 图像增强 特征提取
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融合HSV与方向梯度特征的多尺度图像检索 被引量:7
16
作者 江曼 张皓翔 +3 位作者 程德强 郭林 寇旗旗 赵雷 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期62-74,共13页
针对现有彩色图像检索算法存在旋转变化鲁棒性差、特征维度高和检索时间长的问题,通过融合主曲率的改进方向梯度特征与HSV颜色特征,提出了一种创新的多尺度图像检索方法。该方法从多个尺度将图像表面的几何曲率信息融合到FHOG描述符中,... 针对现有彩色图像检索算法存在旋转变化鲁棒性差、特征维度高和检索时间长的问题,通过融合主曲率的改进方向梯度特征与HSV颜色特征,提出了一种创新的多尺度图像检索方法。该方法从多个尺度将图像表面的几何曲率信息融合到FHOG描述符中,得到基于主曲率的改进方向梯度算法(P-FHOG),在此基础上进一步融合图像的颜色信息,得到基于颜色特征与改进方向梯度特征的多尺度图像检索方法(CP-FHOG)。在Corel-1000与Coil-100数据集上与先进的图像检索方法进行对比实验,分别取得了85.89%和93.38%的平均准确率,该算法相比其他算法准确率更高、旋转变化鲁棒性更强、检索时间更短,提高了检索效率。 展开更多
关键词 图像检索 颜色信息 方向梯度 多尺度 特征融合
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