基于改进DETR的机器人铆接缺陷检测方法研究 被引量：4

1

作者 李宗刚 宋秋凡 +1 位作者 杜亚江 陈引娟 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1690-1700,共11页

铆接作为铁道车辆结构件的主要连接方式,合格的铆接质量是车辆安全稳定运行的重要保证。针对现有铆接缺陷检测方法存在检测精度低、检测点位少、检测智能化水平不高等问题,提出一种基于改进DETR的机器人铆接缺陷检测方法。首先,搭建铆... 铆接作为铁道车辆结构件的主要连接方式,合格的铆接质量是车辆安全稳定运行的重要保证。针对现有铆接缺陷检测方法存在检测精度低、检测点位少、检测智能化水平不高等问题,提出一种基于改进DETR的机器人铆接缺陷检测方法。首先,搭建铆接缺陷检测系统,依次采集工件尺寸大、铆钉尺寸小工况下的铆接缺陷图像。其次,为了增强DETR模型在小目标中的图像特征提取能力和检测性能,以EfficientNet作为DETR中的主干特征提取网络,并将3-D权重注意力机制SimAM引入EfficientNet网络,从而有效保留图像特征层的镦头形态信息和铆点区域的空间信息。然后,在颈部网络中引入加权双向特征金字塔模块,以EfficientNet网络的输出作为特征融合模块的输入对各尺度特征信息进行聚合,增大不同铆接缺陷的类间差异。最后,利用Smooth L1和DIoU的线性组合改进原模型预测网络的回归损失函数,提高模型的检测精度和收敛速度。结果表明,改进模型表现出较高的检测性能,对于铆接缺陷的平均检测精度mAP为97.12%,检测速度FPS为25.4帧/s,与Faster RCNN、YOLOX等其他主流检测模型相比,在检测精度和检测速度方面均具有较大优势。研究结果能够满足实际工况中大型铆接件的小尺寸铆钉铆接缺陷实时在线检测的需求,为视觉检测技术在铆接工艺中的应用提供一定的参考价值。 展开更多

关键词 铆接缺陷检测 DETR EfficientNet 3-D注意力机制 多尺度加权特征融合

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基于LADRC的水下机器人平面粘附策略

2

作者 李宗刚 赵锐 +1 位作者 王超 夏广庆 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第2期211-219,共9页

考虑到水下机器人粘附在目标平台的过程中,需沿期望轨迹运动并精确调整姿态以保证粘附过程的可靠性和稳定性问题,设计了一种结合粘附策略的LADRC轨迹跟踪控制方法。首先,结合仿生水凝胶吸盘设计了水下粘附机器人,并建立ROV动力学和运动... 考虑到水下机器人粘附在目标平台的过程中,需沿期望轨迹运动并精确调整姿态以保证粘附过程的可靠性和稳定性问题,设计了一种结合粘附策略的LADRC轨迹跟踪控制方法。首先,结合仿生水凝胶吸盘设计了水下粘附机器人,并建立ROV动力学和运动学模型。其次,提出水下机器人粘附在目标平台上的控制策略,设计LADRC控制器对ROV在纵垂面内的位姿进行精确控制。在实现精确轨迹跟踪基础上,按照ROV与目标平台之间的距离调整纵倾角的变化范围。仿真结果表明:所设计的控制器具有较好的鲁棒性能,能够实现对纵垂面轨迹的精确跟踪且纵倾角变化范围远小于±5°。实验结果表明:本文中使用的仿生水凝胶吸盘能够保证ROV可靠地粘附在目标平台上,所设计的控制器能够使ROV按照所设定的期望轨迹运行,且纵倾角始终保持在±5°的范围内变化,进而说明了实际作业环境中所提粘附策略的可行性。 展开更多

关键词 ROV LADRC 粘附 水凝胶 阵列式吸盘 轨迹跟踪

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基于角度搜索和深度Q网络的移动机器人路径规划算法

3

作者 李宗刚 韩森 +1 位作者 陈引娟 宁小刚 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期30-44,共15页

针对深度Q网络(Deep Q Network,DQN)算法在求解路径规划问题时存在学习时间长、收敛速度慢的局限性,提出一种角度搜索(Angle Searching,AS)和DQN相结合的算法(Angle Searching-Deep Q Network,AS-DQN),通过规划搜索域,控制移动机器人的... 针对深度Q网络(Deep Q Network,DQN)算法在求解路径规划问题时存在学习时间长、收敛速度慢的局限性,提出一种角度搜索(Angle Searching,AS)和DQN相结合的算法(Angle Searching-Deep Q Network,AS-DQN),通过规划搜索域,控制移动机器人的搜索方向,减少栅格节点的遍历,提高路径规划的效率。为加强移动机器人之间的协作能力,提出一种物联网信息融合技术(Internet Information Fusion Technology,IIFT)模型,能够将多个分散的局部环境信息整合为全局信息,指导移动机器人规划路径。仿真实验结果表明:与标准DQN算法相比,AS-DQN算法可以缩短移动机器人寻得到达目标点最优路径的时间,将IIFT模型与AS-DQN算法相结合路径规划效率更加显著。实体实验结果表明:AS-DQN算法能够应用于Turtlebot3无人车,并成功找到起点至目标点的最优路径。 展开更多

关键词 移动机器人 路径规划 深度Q网络 角度搜索策略 物联网信息融合技术

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合模机器人设计及无标定视觉伺服控制方法研究

4

作者 李宗刚 王国平 +1 位作者 袁博民 杜亚江 《兰州交通大学学报》 CAS 2024年第5期19-28,39,共11页

针对当前铆接过程中合模工艺主要依赖人工完成而导致的工作效率低下问题,设计了一种合模机器人末端执行器,以提高自动化程度和作业效率。为解决工件超出相机视域的问题,提出了一种基于改进图像矩的无标定视觉伺服控制器。在合模过程中,... 针对当前铆接过程中合模工艺主要依赖人工完成而导致的工作效率低下问题,设计了一种合模机器人末端执行器,以提高自动化程度和作业效率。为解决工件超出相机视域的问题,提出了一种基于改进图像矩的无标定视觉伺服控制器。在合模过程中,采用递推最小二乘法(RLS)在线估计图像雅可比矩阵,并结合扩展Kalman滤波器,实时输出机械臂关节变化量,以对RLS估计模块进行反馈。仿真结果表明,该控制方法在图像位于相机视域内以及超出相机视域时均能有效提取图像特征。与仅使用RLS方法相比,基于图像矩的控制方法在特征提取效率和抗噪声能力上表现出更优越的性能,且图像矩特征误差的收敛速度更快。实体实验进一步验证了该方法在工件超出相机视域情况下的准确性,成功解决了传统方法的局限性,使合模机器人能够精确定位工件并到达目标位置,从而显著提升铆接过程的自动化水平和工作效率。 展开更多

关键词 工业机器人 无标定视觉伺服 图像矩 扩展KALMAN滤波器

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铆接机器人位置和压铆力自适应模糊滑模阻抗控制

5

作者 焦建军 李宗刚 +1 位作者 康会峰 陈引娟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第17期300-312,共13页

针对机器人铆接小尺寸、低刚度铆钉过程中对准精度要求高、作业行程小和冲击力大等问题,提出了一种结合自适应模糊滑模控制和模糊阻抗控制的机器人铆接控制方法。为此,将机器人铆接控制过程分为接近对准与压铆两个阶段。其中,为了实现... 针对机器人铆接小尺寸、低刚度铆钉过程中对准精度要求高、作业行程小和冲击力大等问题,提出了一种结合自适应模糊滑模控制和模糊阻抗控制的机器人铆接控制方法。为此,将机器人铆接控制过程分为接近对准与压铆两个阶段。其中,为了实现快速接近铆钉顶部以及铆接头与铆钉轴线的精确对准,设计了以双曲正切函数为切换函数的模糊自适应滑模控制器,使得切换过程更加光滑、滑模增益自适应调节,从而降低了系统的抖振,实现了运动的快速性和准确性;针对压铆阶段作业行程小、冲击力大的特点,设计了以接触力误差和力增量为输入的阻尼调整模糊控制器,减少了阻尼参数在阻抗控制过程中产生的振荡,避免了过度力加载导致的铆钉损坏或铆接失败。仿真及试验结果表明,所给出的控制方法位置精度在0.3 mm以内,力接触具有更好的稳定性、实时性和快速性,能够满足铆接工艺规范要求,对于铆接机器人的高精度作业具有借鉴意义。 展开更多

关键词 铆接机器人 轨迹跟踪 滑模控制 模糊控制 阻抗控制 位置与力控制

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基于扰动观测器的铆接机器人轨迹跟踪控制 被引量：5

6

作者 李宗刚 李龙雄 +1 位作者 杜亚江 陈引娟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第14期296-305,共10页

为解决铆接机器人工作时外部干扰造成系统抖震大,轨迹跟踪精度较低问题,设计一种扰动观测器与分数阶滑模控制器组合的自适应控制方法。首先,通过引入时延估计策略建立铆接机器人的局部动力学模型,利用扰动观测器实时观测系统模型所受的... 为解决铆接机器人工作时外部干扰造成系统抖震大,轨迹跟踪精度较低问题,设计一种扰动观测器与分数阶滑模控制器组合的自适应控制方法。首先,通过引入时延估计策略建立铆接机器人的局部动力学模型,利用扰动观测器实时观测系统模型所受的可见干扰;其次,针对系统产生的抖震问题,设计分数阶滑模面替代传统滑模控制,采用新型趋近律使系统在切换面上能够连续平稳运动,针对系统所受的不可见干扰,设计自适应策略实现对外部干扰的完全补偿;最后,通过Lyapunov函数证明所设计控制器的有效性。以三自由度机器人进行仿真及实体试验,结果表明,相较于分数阶滑模控制,采用该控制器后机器人各关节的追踪误差峰值分别下降了50%,59%和63%,从而验证了该控制器不仅能有效消除系统所受较大干扰产生的抖震问题,而且提高了铆接机器人作业时的鲁棒性和轨迹跟踪精度。 展开更多

关键词 铆接机器人 轨迹跟踪 时延估计 扰动观测器 分数阶滑模控制

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无标定视觉伺服多轴孔装配定位方法研究

7

作者 焦建军 李宗刚 +2 位作者 李龙雄 陈引娟 夏广庆 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3731-3741,共11页

针对机器人多轴孔铆接装配件装配过程易出现装配件定位不准、孔与铆钉对准困难和装配效率低等问题,提出一种基于鲁棒卡尔曼滤波和前馈神经网络的铆接件视觉伺服精确定位方法,实现多轴孔铆接工件的自动定位。首先,搭建以工件顶点为特征... 针对机器人多轴孔铆接装配件装配过程易出现装配件定位不准、孔与铆钉对准困难和装配效率低等问题,提出一种基于鲁棒卡尔曼滤波和前馈神经网络的铆接件视觉伺服精确定位方法,实现多轴孔铆接工件的自动定位。首先,搭建以工件顶点为特征点的机器人视觉伺服定位系统;其次,利用鲁棒卡尔曼滤波在线预测图像雅可比矩阵,并借助前馈神经网络在线动态补偿系统的估计误差,解决未知系统噪声的互相关性及“图像-操作空间”延时性造成的图像雅可比矩阵辨识精度低的问题;最后,采用最小二乘法设计无标定视觉伺服深度估计器,通过机器人的运动状态和图像特征的变化数据估计深度,解决铆接件定位时的深度问题。研究结果表明:相较于采用传统卡尔曼滤波的视觉伺服方法,机器人末端速度收敛时间减少30%,收敛曲线平滑,机器人末端运行轨迹平稳且接近直线,无振荡回馈现象,图像特征点定位误差绝对值最大为0.228像素,能够实现公板和母板快速定位,保证机器人快速完成铆接件的定位对准及后续装配任务。 展开更多

关键词 多轴孔 铆接 机器人定位 无标定视觉伺服 卡尔曼滤波 图像雅可比矩阵

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仿生机器鱼俯仰运动两侧胸鳍协同推进曲线数值模拟

8

作者 董雅文 李宗刚 +1 位作者 黎斌 夏广庆 《中南大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第12期4452-4461,共10页

针对胸鳍运动参数与仿生机器鱼俯仰运动之间的关系不够明确的问题,基于计算流体力学(CFD)数值模拟机器鱼在水中的俯仰运动,对俯仰运动步态行为进行分析。建立机器鱼模型和三维胸鳍模型,设定机器鱼胸鳍运动规律为“椭圆型”,运用最小二... 针对胸鳍运动参数与仿生机器鱼俯仰运动之间的关系不够明确的问题,基于计算流体力学(CFD)数值模拟机器鱼在水中的俯仰运动,对俯仰运动步态行为进行分析。建立机器鱼模型和三维胸鳍模型,设定机器鱼胸鳍运动规律为“椭圆型”,运用最小二乘法对绕Y轴的转角与胸鳍攻角之间的关系进行拟合,得到绕Y轴的转角关于胸鳍攻角和时间的非线性映射关系,分析机器鱼在俯仰运动过程中的运动性能、流场涡结构等,最后,采用实验室仿生机器鱼对仿真结果进行验证。研究结果表明:胸鳍攻角的绝对值越大,机器鱼做俯仰运动的幅度越大;在给定的胸鳍攻角下,绕Y轴的转角关于胸鳍攻角与时间呈二次函数关系;胸鳍在拍动时,胸鳍前后两侧和上下两侧都存在压力差,为鱼体提供推力和升力,支持机器鱼上浮和下潜。仿真结果具有准确性和可靠性。 展开更多

关键词 仿生机器鱼 俯仰运动 数值模拟 协同推进 胸鳍攻角

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水下滑翔机器鱼机构设计与运动性能分析 被引量：2

9

作者 葛立明 李宗刚 +1 位作者 王琦山 杜亚江 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期31-40,共10页

本文设计了一种具有仿生尾鳍的水下滑翔机器人混合驱动机构,通过内部质量块的平移、旋转、仿生尾鳍的偏置以及外部皮囊的伸缩可实现滑翔机器人的小半径三维螺旋运动。同时,建立了水下滑翔机器鱼的水动力学模型,得到了稳态螺旋运动方程,... 本文设计了一种具有仿生尾鳍的水下滑翔机器人混合驱动机构,通过内部质量块的平移、旋转、仿生尾鳍的偏置以及外部皮囊的伸缩可实现滑翔机器人的小半径三维螺旋运动。同时,建立了水下滑翔机器鱼的水动力学模型,得到了稳态螺旋运动方程,给出了俯仰调节机构质心位置、尾鳍角、横滚调节机构质心旋转角与转弯半径和垂直速度之间的关系,以及每种稳态螺旋运动所对应的输出变量初值的取值范围。所得结果表明,在俯仰调节、浮力调节、横滚调节和尾鳍驱动的共同作用下,水下滑翔机器鱼可以获得更小的转弯半径,因而机动性更好。所设计的水下滑翔机器鱼在河流和湖泊等环境的水质监测、水下柱形区域取样等领域具有潜在的应用价值。 展开更多

关键词 水下滑翔机器人 仿生驱动 机构设计 水动力学建模与分析

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机器鱼多鳍协同推进加速——滑行行为数值模拟 被引量：4

10

作者 李浩宇 李宗刚 +1 位作者 杜亚江 王小波 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期166-174,266,共10页

针对仿生机器鱼的自主推进问题,基于计算流体力学(CFD),实现了含有分离式的3自由度胸鳍与柔性尾鳍仿生机器鱼的自主推进数值模拟,并且分析了其在静水中直游的水动力性能与游动机理。该仿生机器鱼通过柔性波动的尾鳍与一对刚性摆动的胸... 针对仿生机器鱼的自主推进问题,基于计算流体力学(CFD),实现了含有分离式的3自由度胸鳍与柔性尾鳍仿生机器鱼的自主推进数值模拟,并且分析了其在静水中直游的水动力性能与游动机理。该仿生机器鱼通过柔性波动的尾鳍与一对刚性摆动的胸鳍协同作用,使鱼体在流场中直线游动,其中胸鳍通过重新刻画的摆动曲线运动,尾鳍采用特定运动规律波动。分析不同占空比下机器鱼自主推进过程中的鱼体游动性能、水动力性能、流场的速度矢量、压力云图与三维涡结构。结果表明:胸尾鳍在推进过程中周期性的产生射流与漩涡共同推动了机器鱼的自主游动;胸尾鳍两侧在摆动时都伴随着较大压差,高压涡向后脱落为前进方向提供推力;推进过程中流场周围产生了较为复杂的涡结构,其中胸鳍产生的涡逐渐脱落,融合到尾鳍尾涡中,加强了推力;占空比越小,推力系数的峰值越大,推进效果越好,但功率消耗也增大。 展开更多

关键词 仿生机器鱼 计算流体力学(CFD) 自主推进 数值模拟 水动力学

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基于视觉信息丢失的机器鱼运动控制算法 被引量：2

11

作者 谢景鹏 李宗刚 +1 位作者 杜亚江 葛立明 《水下无人系统学报》 北大核心 2020年第5期512-519,共8页

针对多机器鱼运动控制中视觉信息丢失的情况,提出了一种运动补偿控制算法。首先,针对机器鱼识别状态,阐述了一种基于事件频率的二次滤波法判定策略。在此基础上建立了半闭环控制的直线追踪法数学模型,通过对动作矩阵的计算和规划,从而... 针对多机器鱼运动控制中视觉信息丢失的情况,提出了一种运动补偿控制算法。首先,针对机器鱼识别状态,阐述了一种基于事件频率的二次滤波法判定策略。在此基础上建立了半闭环控制的直线追踪法数学模型,通过对动作矩阵的计算和规划,从而实现机器鱼近似直线的运动控制。然后基于时间-角度关系,对圆弧切线法进行了推导,进而实现在时间域内对机器鱼转弯的运动控制。仿真和实验结果均表明所提算法可以解决在视觉丢失问题下仿生机器鱼的运动控制问题。 展开更多

关键词 机器鱼 视觉信息丢包 运动补偿控制 二次滤波 直线追踪法 圆弧切线法

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基于RBF神经网络自适应滑模的机器鱼运动控制 被引量：1

12

作者 王治平 李宗刚 +1 位作者 陈引娟 杜亚江 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期224-232,共9页

针对水中扰流、波浪等外界环境扰动下机器鱼空间运动控制问题,以灵活的3自由度胸鳍推进仿生机器鱼为研究对象,在设定胸鳍最优运动轨迹的基础上,将控制输入简化为拍翼角相位差,并建立仿生机器鱼在扰动条件下的水动力学模型。由于流体运... 针对水中扰流、波浪等外界环境扰动下机器鱼空间运动控制问题,以灵活的3自由度胸鳍推进仿生机器鱼为研究对象,在设定胸鳍最优运动轨迹的基础上,将控制输入简化为拍翼角相位差,并建立仿生机器鱼在扰动条件下的水动力学模型。由于流体运动的复杂性以及机器鱼自身变形对动力学参数的影响,提出了RBF神经网络自适应滑模的机器鱼控制方法,采用RBF神经网络对动力学模型中的不确定项和水流干扰项进行在线逼近,并结合自适应滑模控制器对控制参数进行实时调节,通过李亚普诺夫稳定性定理证明所设计控制器具有渐近稳定性。实验结果表明机器鱼在螺旋下潜运动时,仅在初始阶段具有较大的误差,约8 s后机器鱼的运动轨迹和期望轨迹基本吻合,验证了所述方法的有效性。 展开更多

关键词 仿生机器鱼 RBF神经网络 滑模控制 轨迹跟踪控制 螺旋下潜运动

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机器鱼双闭环正弦形轨迹跟踪控制方法

13

作者 王国平 王治平 +1 位作者 张轩龙 李宗刚 《兵工自动化》 2023年第8期65-71,共7页

为实现机器鱼位置和姿态的实时轨迹跟踪控制,通过将姿态控制作为内环、位置控制作为外环的方式设计双闭环控制算法。内环通过采用滑模控制器使得其收敛速度大于外环,保证闭环控制系统整体稳定性,通过李亚普诺夫稳定性定理证明机器鱼位... 为实现机器鱼位置和姿态的实时轨迹跟踪控制,通过将姿态控制作为内环、位置控制作为外环的方式设计双闭环控制算法。内环通过采用滑模控制器使得其收敛速度大于外环,保证闭环控制系统整体稳定性,通过李亚普诺夫稳定性定理证明机器鱼位置姿态双闭环控制系统具有渐近稳定性。仿真结果表明:该方法可有效控制机器鱼纵垂面轨迹的实时追踪;实验中机器鱼完成预设运动共耗时12 s,其轨迹最大误差和平均误差分别为0.078 m和0.052 m,验证了双闭环算法在机器鱼轨迹跟踪控制中的有效性和高效性。 展开更多

关键词 仿生机器鱼 运动学建模 姿态控制 滑模控制器 轨迹跟踪控制

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基于几何特征的铆接件精确装配视觉伺服控制方法 被引量：1

14

作者 陈引娟 安广琳 +1 位作者 杜亚江 李宗刚 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4744-4754,共11页

针对目前铆接件机器人装配多采用示教再现方式实现,主要应用于固定工况的问题,为满足铆钉数量多、工况多变的铆接件装配需求,提出一种基于几何特征的铆接件精确装配视觉伺服控制方法。首先,通过将相机安装在机器人末端执行器平台,搭建... 针对目前铆接件机器人装配多采用示教再现方式实现,主要应用于固定工况的问题,为满足铆钉数量多、工况多变的铆接件装配需求,提出一种基于几何特征的铆接件精确装配视觉伺服控制方法。首先,通过将相机安装在机器人末端执行器平台,搭建基于机器人的铆接件自主对准的单目视觉系统,完成相机、机器人末端与基坐标系标定;其次,选取铆钉平面初始图像中的4个铆钉圆心作为特征点,以特征点之间的连线构造直线特征,利用直线特征与相机旋转运动间的交互矩阵设计基于线特征的铆接件姿态控制律,使得铆钉与铆钉孔轴线平行,从而保证装配过程中铆接件的相互平行;再次,选取铆钉平面初始图像中的4个铆钉圆心作为特征点,1个铆钉的轮廓作为圆面积特征,利用点特征与相机旋转运动的交互矩阵设计铆接件的姿态补偿项,进而利用点特征和圆面积特征与相机平移运动间的交互矩阵设计与姿态控制律相解耦的位置控制律,实现铆钉与相应铆钉孔轴线的重合。最后,采用六自由度机器人进行铆接件自主对准装配仿真。结果表明,以铆接件内部铆钉固有的图像特征作为控制输入,所设计的控制器能够实现铆接件的自主高精度对准。方法对于工业生产中多点对准装配的工况具有广泛的应用价值。 展开更多

关键词 铆接件装配 机器人 单目视觉系统 视觉伺服 交互矩阵 解耦控制

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动态事件触发下一般线性多智能体系统完全分布式一致性控制 被引量：3

15

作者 张继雄 李宗刚 +1 位作者 宁小刚 陈引娟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期223-234,共12页

针对事件触发下一般线性多智能体系统一致性问题研究中,现有算法多采用静态触发方式、一致性协议设计中存在全局信息、无法实现完全分布式控制的问题,提出一种基于动态事件触发的一致性协议。通过引入时变耦合权重自适应地调整图的标量... 针对事件触发下一般线性多智能体系统一致性问题研究中,现有算法多采用静态触发方式、一致性协议设计中存在全局信息、无法实现完全分布式控制的问题,提出一种基于动态事件触发的一致性协议。通过引入时变耦合权重自适应地调整图的标量增益,实现一致性问题的完全分布式求解。针对事件触发控制中需要持续检测触发条件的问题,引入基于个体的状态估计器,用于在触发间隔期内对自身状态进行估计,减少了智能体间的通信次数。基于所选择的Lyapunov函数,设计一种耦合系统状态估计值、测量误差和自适应参数的动态触发函数,显著地减少了系统的触发次数、降低了系统的能耗。数值计算表明所提一致性协议能够实现渐近一致性,且不发生Zeno行为。仿真结果表明所提协议能有效降低系统能耗、节省通信资源。 展开更多

关键词 多智能体系统 一致性问题 一般线性系统 动态事件触发 完全分布式算法

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云模型过渡特性分析及其在绝缘子憎水性等级评价中的应用 被引量：1

16

作者 柯良斌 李宗刚 +1 位作者 杜亚江 陈引娟 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期97-104,共8页

针对经典云模型在绝缘子憎水性相邻等级之间评价比较模糊的问题,通过对经典云模型进行改进,提出一种可改善边缘特征提取能力的过渡云模型。首先,基于确定度在0.5附近的不确定性最大这一特点,结合过渡态理论,在保证论域范围与雾化特性与... 针对经典云模型在绝缘子憎水性相邻等级之间评价比较模糊的问题,通过对经典云模型进行改进,提出一种可改善边缘特征提取能力的过渡云模型。首先,基于确定度在0.5附近的不确定性最大这一特点,结合过渡态理论,在保证论域范围与雾化特性与经典云模型相一致的前提下,通过对确定度0.5以上云滴的舍弃-镜像-拉伸-重新生成等步骤,构造过渡云模型;然后,在此基础上,与经典云模型以及传统的基于图像的复合绝缘子憎水性等级判定方法进行对比试验。结果表明,本模型在保证水珠边缘像素信息不确定性的条件下,相比其他方法能较准确地分辨出交叉处的等级,从而验证了过渡云模型具有概念边缘特征的提取能力,且在绝缘子憎水性等级评价方面具有比较好的应用前景。 展开更多

关键词 高斯云模型 过渡云模型 过渡特性 复合绝缘子 憎水性等级评价

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谱聚类图像分割在绝缘子憎水性批量检测系统中的应用 被引量：2

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作者 柯良斌 李宗刚 +1 位作者 杜亚江 朱香将 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1833-1840,共8页

针对现有的复合绝缘子憎水性检测效率较低且判定不准确的问题,设计了一个基于谱聚类算法的憎水性批量检测系统。检测装置主要由环形灯、二轴运动平台及底部的旋转托盘组成。二轴运动机构上安装有摄像头和喷头,底部有一个可放置4个绝缘... 针对现有的复合绝缘子憎水性检测效率较低且判定不准确的问题,设计了一个基于谱聚类算法的憎水性批量检测系统。检测装置主要由环形灯、二轴运动平台及底部的旋转托盘组成。二轴运动机构上安装有摄像头和喷头,底部有一个可放置4个绝缘子的旋转托盘,通过步进电机作分度运动。经过一系列的预处理,有效减少了环境对绝缘子图像质量的影响。根据谱聚类算法对预处理后的图像进行分割,然后获取最大水珠,以改进的形状因子法为基础,供上位机进行憎水性判定。经过仿真实验可知,相比于FCM、K-means等方法,该方法针对绝缘子图像有较好的分割效果,且该系统既能有效地提高检测的准确率和效率,又能实现批量检测。 展开更多

关键词 复合绝缘子 批量检测机构 HC分级法 谱聚类分割

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