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基于改进的同态滤波和Retinex的水下图像增强的算法研究 被引量:10
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作者 王红茹 张玲 +1 位作者 王佳 卢道华 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第5期32-35,共4页
光在水下传播受到微粒和水吸收作用的影响,导致水下图像对比度低,含有噪声且存在颜色偏差。针对传统的同态滤波算法增强后的图像还存在雾状模糊且颜色偏暗的问题,提出改进的同态滤波与Retinex多尺度融合的水下图像增强算法。该算法首先... 光在水下传播受到微粒和水吸收作用的影响,导致水下图像对比度低,含有噪声且存在颜色偏差。针对传统的同态滤波算法增强后的图像还存在雾状模糊且颜色偏暗的问题,提出改进的同态滤波与Retinex多尺度融合的水下图像增强算法。该算法首先用基于双边滤波的单尺度Retinex算法对原始图像进行颜色校正;然后对修正后的图像构造相应的Butterworth陷波滤波器进行滤波;最后对颜色修正后的图像和同态滤波增强后的图像进行多尺度融合。通过实验可得,该方法能够有效地改善色偏,提高图像的清晰度。 展开更多
关键词 水下图像增强 颜色校正 同态滤波 单尺度Retinex 图像融合
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深海球壳表面裂纹应力强度因子影响研究 被引量:3
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作者 朱永梅 姚祥 +2 位作者 杨林锋 王芳 张建 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期371-379,共9页
针对深海球形耐压壳的人员出入孔焊趾处的表面裂纹问题,本文建立了有限元模型并引入初始裂纹,考虑焊接残余应力沿壁厚线性分布的情况,采用M-积分法求解了在海水外压力和焊接残余应力共同作用下的应力强度因子。计算了不同尺寸裂纹下三... 针对深海球形耐压壳的人员出入孔焊趾处的表面裂纹问题,本文建立了有限元模型并引入初始裂纹,考虑焊接残余应力沿壁厚线性分布的情况,采用M-积分法求解了在海水外压力和焊接残余应力共同作用下的应力强度因子。计算了不同尺寸裂纹下三种应力强度因子沿裂纹前缘的分布情况,发现人孔焊趾处裂纹主要表现为张开型(Ⅰ型)裂纹,相比于KⅠ,KⅡ和KⅢ对裂纹的影响很小。分析了焊接残余应力和裂纹形状对应力强度因子的影响,讨论了同一深度半长比下表面裂纹KⅠ最大值随裂纹深度变化和沿裂纹前缘KⅠ的分布规律,结论可为进一步研究球形耐压壳的裂纹扩展及疲劳寿命预测提供一定的参考。 展开更多
关键词 球形耐压壳 表面裂纹 应力强度因子 残余应力 M-积分
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轴压柱形壳非线性屈曲试验与理论研究 被引量:6
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作者 王黎辉 李其凡 +2 位作者 张建 唐文献 朱永梅 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期645-651,共7页
本文研究了轴压不锈钢柱形壳的非线性屈曲行为。通过轴向压缩试验,获得柱壳的载荷位移曲线、失稳载荷、最终失稳模式;在此基础上,采用弧长法对试验壳体进行非线性屈曲计算,分析平衡曲线、临界载荷、临界屈曲和后屈曲模式等非线性屈曲行... 本文研究了轴压不锈钢柱形壳的非线性屈曲行为。通过轴向压缩试验,获得柱壳的载荷位移曲线、失稳载荷、最终失稳模式;在此基础上,采用弧长法对试验壳体进行非线性屈曲计算,分析平衡曲线、临界载荷、临界屈曲和后屈曲模式等非线性屈曲行为,并与试验结果作对比研究。结果表明:在柱形壳受轴压而发生弹塑性屈曲时,端部长度缺陷会在轴压初期降低柱形壳的承载力从而影响临界屈曲载荷,且高度越小时,柱形壳越容易在两端发生形变。但是总体来看,发生塑性屈曲时,端部长度缺陷对临界载荷影响很小。 展开更多
关键词 柱形壳 非线性屈曲 临界载荷 轴向压力
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基于改进CLAHE的水下彩色图像增强算法 被引量:8
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作者 王红茹 李瑞 王佳 《舰船电子工程》 2019年第11期119-122,141,共5页
为了克服水下成像过程中,由于水体介质对光线的吸收和散射作用导致的水下图像对比度低、光照不均等问题,提出一种基于改进CLAHE的水下图像增强算法。针对CLAHE算法采用统一的裁剪幅值而导致部分子块得不到增强的问题,提出根据每个子块... 为了克服水下成像过程中,由于水体介质对光线的吸收和散射作用导致的水下图像对比度低、光照不均等问题,提出一种基于改进CLAHE的水下图像增强算法。针对CLAHE算法采用统一的裁剪幅值而导致部分子块得不到增强的问题,提出根据每个子块的像素值分布确定相应的裁剪幅值对直方图进行裁剪、分配;然后对超出裁剪幅值部分进行二次分配,并引入自适应上下限阈值,确定二次分配的动态范围,以进一步增强图像细节;最后,引入同态滤波,将灰度图像与明度分量V进行加权求和,以改善图像过亮或过暗区域。实验结果表明,改进算法可以增强对比度,改善光照不均,有效提升图像质量。 展开更多
关键词 水下图像增强 限制对比度 自适应阈值 直方图裁剪 光照不均
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抽筒子疲劳裂纹扩展研究及剩余寿命预测 被引量:2
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作者 朱永梅 姚祥 +2 位作者 倪路瑶 唐文献 贾兰俊 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2019年第2期93-97,102,共6页
针对炮闩机构的抽筒子爪部出现疲劳断裂的问题,研究抽筒子的疲劳裂纹扩展及剩余寿命预测。针对抽筒子材料45CrNiMoVA,开展室温下断裂韧度和疲劳裂纹扩展试验,测试材料的断裂韧度,结合实验数据拟合得到Paris断裂公式。通过对抽筒子裂纹... 针对炮闩机构的抽筒子爪部出现疲劳断裂的问题,研究抽筒子的疲劳裂纹扩展及剩余寿命预测。针对抽筒子材料45CrNiMoVA,开展室温下断裂韧度和疲劳裂纹扩展试验,测试材料的断裂韧度,结合实验数据拟合得到Paris断裂公式。通过对抽筒子裂纹扩展因素的研究得到:应力由300MPa减小至200MPa时,剩余寿命增幅最大,增大约3.2倍;初始裂纹长度从0.5mm增大到1mm时;剩余寿命减小幅度最大,减小约1.8倍;当材料的断裂韧度越大,剩余寿命越大,且增长的趋势越来越缓慢。 展开更多
关键词 机械工程 抽筒子 45CrNiMoVA 疲劳裂纹扩展 剩余寿命
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腐蚀减薄柱形壳轴压屈曲特性研究
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作者 王黎辉 冯杰 朱永梅 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第5期61-66,共6页
本文对不锈钢局部减薄缺陷柱形壳在轴向压力下的屈曲性能进行研究。对完好柱壳和4种外表面局部腐蚀而导致壁厚减薄的柱壳,进行几何测量、轴压试验和数值计算。5种类型柱壳的位移载荷曲线、临界载荷和失稳模式通过轴压实验获得;非线性数... 本文对不锈钢局部减薄缺陷柱形壳在轴向压力下的屈曲性能进行研究。对完好柱壳和4种外表面局部腐蚀而导致壁厚减薄的柱壳,进行几何测量、轴压试验和数值计算。5种类型柱壳的位移载荷曲线、临界载荷和失稳模式通过轴压实验获得;非线性数值分析中采用弧长法获得平衡曲线、极限载荷和柱壳后屈曲模式。在数值分析和试验的基础上,对局部减薄柱形壳屈曲问题进行研究,其中对比了减薄位置差异和减薄形状差异对柱形壳屈曲的影响。结果表明,柱形壳对腐蚀减薄形状和腐蚀减薄位置都具有敏感性,尤其对于柱壳周向长方形缺陷形状的敏感性更强。 展开更多
关键词 局部腐蚀 壁厚减薄 柱形壳 轴向压力 屈曲特性
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含初始缺陷不锈钢柱壳的多模态屈曲特性
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作者 王黎辉 冯杰 唐文献 《中国海洋平台》 2023年第2期84-90,96,共8页
以海洋平台圆柱壳桩腿为研究对象,研究不锈钢柱壳在受到局部腐蚀和未受到腐蚀两种情况下的屈曲特性,其中用柱壳局部区域均匀减薄模拟桩腿腐蚀。对一组未减薄的完好柱壳和一组经过减薄加工的腐蚀柱壳进行初始缺陷测量、轴压试验和数值分... 以海洋平台圆柱壳桩腿为研究对象,研究不锈钢柱壳在受到局部腐蚀和未受到腐蚀两种情况下的屈曲特性,其中用柱壳局部区域均匀减薄模拟桩腿腐蚀。对一组未减薄的完好柱壳和一组经过减薄加工的腐蚀柱壳进行初始缺陷测量、轴压试验和数值分析。通过试验获得柱壳临界屈曲载荷。对柱壳进行线性屈曲分析,得到柱壳前50阶模态缺陷和屈曲特征值。采用Riks弧长法对赋予初始缺陷幅值的柱壳前50阶模态缺陷进行非线性屈曲分析,得到柱壳的平衡曲线、临界载荷。在此基础上,研究初始缺陷对受到局部腐蚀和未受到局部腐蚀不锈钢柱壳屈曲的影响,并在多模态缺陷条件下对其最差阶模态进行探究。结果表明:与未受到腐蚀的柱壳相比,受到腐蚀的柱壳对初始缺陷的敏感性更低,对不同模态缺陷的敏感性更低;对于未受腐蚀的普通不锈钢柱壳而言,最差的模态缺陷并不是通常认为的第1阶,也有可能出现在高阶模态中。 展开更多
关键词 不锈钢柱壳 壁厚减薄 初始缺陷 轴向压缩 屈曲特性
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基于改进的MSRCR-CLAHE融合的水下图像增强算法 被引量:19
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作者 马敏慧 王红茹 王佳 《红外技术》 CSCD 北大核心 2023年第1期23-32,共10页
针对海洋复杂成像环境导致的水下图像出现颜色衰退、对比度低等问题,提出一种改进的带色彩恢复的多尺度视网膜(Multi-Scale Retinex with Color Restore,MSRCR)与限制对比度自适应直方图均衡化(Contrast Limited Adaptive Histogram Equ... 针对海洋复杂成像环境导致的水下图像出现颜色衰退、对比度低等问题,提出一种改进的带色彩恢复的多尺度视网膜(Multi-Scale Retinex with Color Restore,MSRCR)与限制对比度自适应直方图均衡化(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization,CLAHE)多尺度融合的水下图像增强算法。首先,采用带有导向滤波的MSRCR算法解决水下图像颜色衰退的问题;其次,采用带有Gamma校正的CLAHE算法以提高水下图像的对比度;最后,对经过改进的MSRCR和CLAHE处理后的图像进行多尺度融合以获得细节增强后的水下图像。实验结果表明,和其他算法相比,文中算法的峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio,PSNR)平均提高了9.3914、结构相似性(Structural Similarity Index Measure,SSIM)平均提高了0.3013、水下图像评价指标(Underwater Image Quality Evaluation,UIQE)平均提高了4.7047,能实现水下图像的有效增强。 展开更多
关键词 水下图像增强 CLAHE增强 带颜色恢复的多尺度Retinex 导向滤波 GAMMA校正 多尺度融合
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深海超高压环境模拟容器裂纹评定 被引量:2
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作者 吴冕 王芳 +2 位作者 罗瑞龙 姜哲 崔维成 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期1356-1366,共11页
深海超高压环境模拟容器用于模拟水下压力环境,其容器壁上承受反复载荷,容易产生疲劳裂纹。疲劳裂纹扩展是影响其断裂的主要因素。本文旨在分析半椭圆裂纹在老化的深海超高压环境模拟容器中的扩展行为,评估容器的安全性,因此对材料20MnM... 深海超高压环境模拟容器用于模拟水下压力环境,其容器壁上承受反复载荷,容易产生疲劳裂纹。疲劳裂纹扩展是影响其断裂的主要因素。本文旨在分析半椭圆裂纹在老化的深海超高压环境模拟容器中的扩展行为,评估容器的安全性,因此对材料20MnMoNb钢的裂纹扩展特性进行了试验研究,首先考虑三角形和梯形加载情况,通过比较两组实验结果,考察了其材料对保载时间的敏感性。采用基于统一的裂纹扩展率模型的三维有限元方法进行了疲劳裂纹扩展计算,并通过CT试样的一组数值和实验结果进行了验证,最后建立了不同初始尺寸、展弦比和倾角的裂纹有限元模型,并根据裂纹在容器内壁的容许深度准则,计算了容器的剩余寿命。其分析结果可为深海超高压环境模拟容器可靠性评估提供参考。 展开更多
关键词 超高压舱 裂纹扩展 压力容器 深海环境模拟 剩余寿命
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一种用于局部低照度水下图像的自适应增强方法 被引量:2
10
作者 肖鹏 王红茹 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第4期114-119,共6页
针对局部低照度导致的水下图像细节丢失以及使用现有的水下图像整体增强方法产生的增强过度现象,提出一种基于改进Retinex-Net的水下图像增强方法。通过基于HSV空间颜色阈值的图像二值化获取图像任意位置的低照度区域;利用卷积神经网络... 针对局部低照度导致的水下图像细节丢失以及使用现有的水下图像整体增强方法产生的增强过度现象,提出一种基于改进Retinex-Net的水下图像增强方法。通过基于HSV空间颜色阈值的图像二值化获取图像任意位置的低照度区域;利用卷积神经网络对图像的低照度区域学习与分解,并对分解结果进行端对端训练;在增强网络中运用U-Net,构建了可自适应增强任意位置、任意大小低照度区域的新网络UIE-Net。对比实验表明,该方法对图像的局部低照度区域增强效果明显,在保留图像的细节、清晰度、结构相似性以及图像质量等方面表现较好,测试指标中平均梯度、水下图像清晰度、图像的结构相似度和峰值信噪比评价较好,均值分别可达到4.04、0.51、0.92和27.62 dB。 展开更多
关键词 水下低照度图像 图像增强 图像二值化 卷积神经网络 UIE-Net
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微小型水下机器人断电保护方法及艏向跟踪性能研究 被引量:1
11
作者 殷宝吉 朱华伦 +2 位作者 唐文献 金志坤 喻宇阳 《弹箭与制导学报》 北大核心 2021年第4期1-4,共4页
提出一种下位机关机监控方法,解决直接关闭水下机器人电源容易导致下位机主控制器系统崩溃的问题;设计一种推进器电源控制电路,解决下位机关闭后推进器突然达到最高转速问题;以不同形式、不同频率的周期信号作为期望轨迹测试水下机器人... 提出一种下位机关机监控方法,解决直接关闭水下机器人电源容易导致下位机主控制器系统崩溃的问题;设计一种推进器电源控制电路,解决下位机关闭后推进器突然达到最高转速问题;以不同形式、不同频率的周期信号作为期望轨迹测试水下机器人艏向跟踪性能。水池实验结果验证了所设计方法的有效性,艏向跟踪截止频率为0.03 Hz。 展开更多
关键词 水下机器人 状态监测 运动控制 断电保护 艏向跟踪性能
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水下机器人推进器控制系统PWM及电流信号降噪方法
12
作者 殷宝吉 周佳惠 +1 位作者 唐文献 董亚鹏 《水下无人系统学报》 2021年第2期196-202,共7页
针对水下机器人推进器控制及其运行状态监测问题,研究了推进器控制系统脉冲宽度调制(PWM)信号及电流信号降噪方法。针对基于典型串联接地方式建立的推进器控制电路中, PWM信号的纹波幅值及占空比波动都较大的问题,设计了一种冗余接地电... 针对水下机器人推进器控制及其运行状态监测问题,研究了推进器控制系统脉冲宽度调制(PWM)信号及电流信号降噪方法。针对基于典型串联接地方式建立的推进器控制电路中, PWM信号的纹波幅值及占空比波动都较大的问题,设计了一种冗余接地电路,该电路在主控中央处理器和模拟转脉冲宽度调制模块之间单独增加一条地线,以避免信号受到电源地线的干扰。针对推进器工作电流信号数据中噪声干扰较强,以及基于小波分解降噪后电流数据与真实电流数据的误差仍然较大的问题,提出了一种基于小波分解和七点滑移平均交叉耦合的耦合降噪方法。水池试验结果表明,冗余接地电路与典型串联接地电路相比,具有更小的纹波幅值和占空比波动;利用所提耦合降噪方法的电流数据与原始电流数据和小波分解降噪后电流数据相比,与真实电流数据的误差更小。试验结果验证了上述方法的有效性。 展开更多
关键词 水下机器人 推进器 控制电路 脉冲宽度调制信号 电流信号 降噪
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