基于关键点的列车螺栓松动状态检测算法研究

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作者 刘艾莎 王勇 +2 位作者 李金龙 高晓蓉 马金刚 《现代电子技术》 北大核心 2025年第14期178-186,共9页

针对真实列车场景中,螺栓松动检测易受螺栓种类多样、拍摄环境复杂等影响的问题,提出一种基于关键点的列车螺栓松动状态检测算法。将深度学习中的关键点检测技术与拓扑学相结合,利用孪生网络判断前后历史螺栓的几何六边形信息差,从而判... 针对真实列车场景中,螺栓松动检测易受螺栓种类多样、拍摄环境复杂等影响的问题,提出一种基于关键点的列车螺栓松动状态检测算法。将深度学习中的关键点检测技术与拓扑学相结合,利用孪生网络判断前后历史螺栓的几何六边形信息差,从而判断螺栓松动。首先利用YOLOv9识别并定位螺栓,构建螺栓关键点数据集和螺栓松动分类数据集;其次,为增强检测模型对畸变、倾斜等异常螺栓图像的自动矫正能力,并解决特征图在深层网络传递中的信息丢失问题,对ResNet-18模型进行改进,集成了空间变换网络(STN)模块;最后,将检测得到的螺栓角点拓扑为一个连通六边形结构,并将前后信息输入至孪生网络进行松动分类。测试结果表明,利用改进后的ResNet-18模型判断螺栓松动状态的精确率为99.3%,召回率为99.6%,较原模型有显著提升。所提算法能够有效判断螺栓的松动状态,可为螺栓松动故障诊断提供新的解决方案和技术参考。 展开更多

关键词 螺栓松动检测 关键点检测技术 YOLOv9 ResNet-18 图像处理 拓扑学 空间变换网络

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基于合成孔径技术的轮对探伤成像算法研究 被引量：3

2

作者 李小娟 杨昕 +1 位作者 王黎 彭建平 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2012年第4期644-648,共5页

为了提高轮对超声探伤成像的信噪比(SNR)和缺陷的检出率,针对轮对超声探伤的方法和特点,提出了将轮对探伤结果B扫描图像与合成孔径聚焦技术(SAFT)相结合的图像处理技术。通过建立SAFT算法的数学模型,设计了SAFT算法处理软件,并以内部含... 为了提高轮对超声探伤成像的信噪比(SNR)和缺陷的检出率,针对轮对超声探伤的方法和特点,提出了将轮对探伤结果B扫描图像与合成孔径聚焦技术(SAFT)相结合的图像处理技术。通过建立SAFT算法的数学模型,设计了SAFT算法处理软件,并以内部含有缺陷的China Railway High-speed(CRH)型车轮轮对为检测对象,进行了轮对探伤实验,实现并优化了基于SAFT算法的轮对超声探伤图像重建,验证了该技术的可行性和准确性。最后进行了SNR的定量数值计算和比较,结果表明,该技术能有效提高轮对超声探伤成像的SNR和分辨率,可提供更准确详实的缺陷信息,提高探伤系统检出率,从而有效保障车轮的安全运行。 展开更多

关键词 轮对超声探伤 合成孔径聚焦技术 图像重建 信噪比

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利用1.58μm半导体激光器测量CO气体浓度的理论研究 被引量：1

3

作者 郭建强 刘新跃 +2 位作者 王黎 高晓蓉 王泽勇 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期122-125,共4页

为了高精度、快速和实时测量冶炼炉中的CO气体浓度,采用1.58μm波长的分布反馈激光器和扫频技术来测量CO的吸收峰值处的谐波,理论分析了1次谐波和2次谐波最大值的混合计算来表示气体浓度的结果和实验验证,取得了扫描频率、调制度与谐波... 为了高精度、快速和实时测量冶炼炉中的CO气体浓度,采用1.58μm波长的分布反馈激光器和扫频技术来测量CO的吸收峰值处的谐波,理论分析了1次谐波和2次谐波最大值的混合计算来表示气体浓度的结果和实验验证,取得了扫描频率、调制度与谐波相对强度的数据。结果表明,这种混合计算方法有效克服了激光器的老化、离散性和调制度波动对测量结果的影响,测量的相对误差在小信号调制时呈现线性规律增加;在大信号调制时,呈指数规律增加,而随着电流频率转移因子增大而相对误差增大。利用吸收谱线在特殊频点的1次谐波和2次谐波强度的混合计算方法,能够高效、快捷、实时和高精度测量CO气体浓度。 展开更多

关键词 测量与计量 光谱学 光谱技术 气体浓度 可调半导体谐激光器 谐波强度

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车轮电磁超声探伤技术的研究 被引量：8

4

作者 王浩 王黎 高晓蓉 《中国测试技术》 2006年第2期66-67,70,共3页

我国铁路相关部门对车轮的检测主要采取定期检修的方式,即在规定的时间里集中大量的人力,对车轮有计划地进行检修,这样就需要很大的人力和物力。为了改善这种情况,我们研制了车轮动态自动探伤系统,本文主要介绍电磁超声表面波的激发和... 我国铁路相关部门对车轮的检测主要采取定期检修的方式,即在规定的时间里集中大量的人力,对车轮有计划地进行检修,这样就需要很大的人力和物力。为了改善这种情况,我们研制了车轮动态自动探伤系统,本文主要介绍电磁超声表面波的激发和接收机制,利用电磁超声表面波对车轮探伤的原理,并分析了一些重要的探伤参数和缺陷波的处理方法。 展开更多

关键词 探伤 车轮 缺陷波 电磁超声表面波

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自适应自动重合闸与继电保护的组合研究 被引量：9

5

作者 王体奎 郭建强 +1 位作者 高晓蓉 王黎 《现代电子技术》 2011年第16期126-130,共5页

为了解决随着现代电力系统日趋复杂性,电压等级的升高,所带来的运行过程中可靠性降低的情况,采用自适应自动重合闸装置作为电力系统继电保护装置的重要组成部分,利用了控制开关与断路器位置不对应原理所设计的重合闸的启动回路,实现线... 为了解决随着现代电力系统日趋复杂性,电压等级的升高,所带来的运行过程中可靠性降低的情况,采用自适应自动重合闸装置作为电力系统继电保护装置的重要组成部分,利用了控制开关与断路器位置不对应原理所设计的重合闸的启动回路,实现线路的前加速与后加速保护。通过实验,对线路的自动重合闸前后加速进行了模拟,得到与理论一致的结论,对提高电力系统供电的可靠性是非常重要的。 展开更多

关键词 自动重合闸前加速 自动重合闸后加速 系统设计 自适应自动重合闸

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火车车轮踏面缺陷多通道检测系统的研究 被引量：2

6

作者 王祯 郭建强 +1 位作者 高晓蓉 王黎 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期92-98,共7页

在高速列车运行过程中,车轮作为最主要的承载部件,极易出现踏面擦伤等缺陷测。本文介绍了安装在钢轨上的多通道在线式加速度传感器检测系统,该方法以Cyclone系列FPGA为核心控制模块,完成与后端DSP数字信号处理器间的通信,实现车轮踏面... 在高速列车运行过程中,车轮作为最主要的承载部件,极易出现踏面擦伤等缺陷测。本文介绍了安装在钢轨上的多通道在线式加速度传感器检测系统,该方法以Cyclone系列FPGA为核心控制模块,完成与后端DSP数字信号处理器间的通信,实现车轮踏面损伤的测量,并对现场采集到的数据进行处理分析。实验结果证明,本系统能够实现对多通道车轮踏面振荡数据实时采集、转换控制和数字信号处理,有效保障了列车的安全运行。 展开更多

关键词 车轮踏面 擦伤检测 FPGA 数据采集 DSP

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机器视觉中图像匹配问题研究 被引量：9

7

作者 陈若望 周小红 高贵 《现代电子技术》 2011年第18期46-49,52,共5页

随着计算机视觉技术的发展,机器视觉尤其是双目视觉被广泛应用于物体识别、虚拟现实、工业检测、机器人导航和航空航天等领域。图像匹配是机器视觉中的关键技术之一,能否有效地解决该问题严重影响着机器视觉的发展。对现有的匹配算法进... 随着计算机视觉技术的发展,机器视觉尤其是双目视觉被广泛应用于物体识别、虚拟现实、工业检测、机器人导航和航空航天等领域。图像匹配是机器视觉中的关键技术之一,能否有效地解决该问题严重影响着机器视觉的发展。对现有的匹配算法进行了研究的基础上,针对算法的实时性和精确度提出了改进算法。实验结果表明:误匹配像素百分比与目前常用的基于区域的匹配算法相当,而计算速度却提高了一个数量级,并且边缘特征较好,是一种有效可行的高实时性匹配算法。 展开更多

关键词 图像匹配 机器视觉 外极线校正 视差图 外极几何

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基于EMAT技术的轮对踏面探伤仪 被引量：8

8

作者 彭建平 王黎 +3 位作者 高晓蓉 王泽勇 彭朝勇 张渝 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2009年第1期18-20,共3页

简述电磁超声换能器(EMAT)的结构组成及产生表面波的机理,分析了基于电磁超声表面波的车轮踏面缺陷检测原理。设计了基于电磁超声表面波的轮对踏面探伤仪,该探伤仪采用DSP+CPLD结构,构成数据处理、逻辑控制核心单元,信号由功率合成单元... 简述电磁超声换能器(EMAT)的结构组成及产生表面波的机理,分析了基于电磁超声表面波的车轮踏面缺陷检测原理。设计了基于电磁超声表面波的轮对踏面探伤仪,该探伤仪采用DSP+CPLD结构,构成数据处理、逻辑控制核心单元,信号由功率合成单元进行功率放大并与EMAT探头做输出匹配,提高输出功率;DSP系统完成超声波信号的数据处理及缺陷分析功能。最后对人工缺陷轮对和自然缺陷轮对进行试验,结果表明:检测过程无需耦合剂、无需沿踏面扫查,即可快速实现对轮对踏面表面及近表面10 mm范围内的车轮径向裂纹和大尺寸踏面剥离缺陷进行检测。 展开更多

关键词 电磁超声换能器(EMAT) 轮对踏面探伤仪 踏面剥离 踏面裂纹

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基于单片机的超声波测距仪设计 被引量：43

9

作者 沈燕 高晓蓉 +1 位作者 孙增友 李金龙 《现代电子技术》 2012年第7期126-129,共4页

介绍了一种基于单片机的超声波测距仪的设计。详细给出了超声波测距仪的工作原理、超声波发射电路和接收电路、测温电路、显示电路等硬件设计,以及相应的软件设计。设计中采用升压电路,提高了超声换能器的输出能力;采用红外接收芯片,减... 介绍了一种基于单片机的超声波测距仪的设计。详细给出了超声波测距仪的工作原理、超声波发射电路和接收电路、测温电路、显示电路等硬件设计,以及相应的软件设计。设计中采用升压电路,提高了超声换能器的输出能力;采用红外接收芯片,减少了电路间相互干扰,提高了灵敏度;同时,考虑了环境温度对超声波测距的影响,采用温度传感器,提高了测量精度。该设计试验运行良好,系统结构简单、操作方便、价格低廉,具有广阔的推广前景。 展开更多

关键词 超声波测距仪 超声波换能器 单片机 温度传感器

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线阵CCD传感器检测铁路轨道不平顺状态 被引量：9

10

作者 高晓蓉 王黎 +1 位作者 赵全轲 王泽勇 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期50-53,71,共5页

介绍一种利用光电技术动态检测轨道不平顺的方法,装置安装在运营机车上,由线阵CCD 传感器、红外线光源、轨道检测单元板、数据转储器和地面微机处理系统等部分组成。阐述了直接测量法原理、硬件电路、浮动二值化以及双CCD的并行驱动采集... 介绍一种利用光电技术动态检测轨道不平顺的方法,装置安装在运营机车上,由线阵CCD 传感器、红外线光源、轨道检测单元板、数据转储器和地面微机处理系统等部分组成。阐述了直接测量法原理、硬件电路、浮动二值化以及双CCD的并行驱动采集,并给出了现场试验结果、检测曲线和故障点照片。该装置稳定可靠、数据准确率高,可对轨道状态进行定量分析和定性评价。 展开更多

关键词 CCD传感器 不平顺测量 铁路轨道

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真空管道HTS磁浮列车实验系统环形加速器设计 被引量：7

11

作者 周大进 马家庆 +3 位作者 赵立峰 张勇 郭建强 赵勇 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期391-398,共8页

在真空管道高温超导磁浮实验系统中,采用圆环形单边长初级直线感应电机驱动磁浮列车做高速环形运动,为了提高驱动系统的效率和功率因素,降低系统能耗及电源容量,直线电机采用分段供电技术。本文针对真空管道高温超导磁浮实验系统的高速... 在真空管道高温超导磁浮实验系统中,采用圆环形单边长初级直线感应电机驱动磁浮列车做高速环形运动,为了提高驱动系统的效率和功率因素,降低系统能耗及电源容量,直线电机采用分段供电技术。本文针对真空管道高温超导磁浮实验系统的高速运行,分析研究了直线电机分段供电原理及列车的安全运行状况,设计完成了用于真空管道高温超导磁浮实验系统的环形分段供电加速器,并对加速器的响应速度和安全监控功能进行了测试,结果表明该加速器具有较高的响应速度,控制系统能对小车的运行状态做出准确的判断和保护,为真空管道高温超导磁浮交通系统的应用提供设计参考。 展开更多

关键词 真空管道 高温超导 磁悬浮列车 分段供电直线电机

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超声无损检测成像技术 被引量：21

12

作者 李小娟 王黎 +1 位作者 高晓蓉 王泽勇 《现代电子技术》 2010年第21期120-122,共3页

超声无损检测成像技术在现代工业的很多领域中都有很重要的用途,具有非常广阔的发展前景。对扫描超声成像、超声波显像、超声全息、ALOK法成像、相控阵法、超声显微镜、SAFT成像、TOFD成像、超声CT成像的发展、原理、特点和应用做了分析... 超声无损检测成像技术在现代工业的很多领域中都有很重要的用途,具有非常广阔的发展前景。对扫描超声成像、超声波显像、超声全息、ALOK法成像、相控阵法、超声显微镜、SAFT成像、TOFD成像、超声CT成像的发展、原理、特点和应用做了分析,可以更好地指导实际应用,并指出了超声无损检测成像技术的发展方向。 展开更多

关键词 超声 无损检测 成像技术 SAFT成像

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基于MSP430单片机的智能阻抗测量仪设计 被引量：6

13

作者 郭建强 宁小伟 +2 位作者 高晓蓉 王黎 王泽勇 《现代电子技术》 2012年第12期182-185,共4页

为了智能小巧高灵敏度地测量电阻、电感和电容,基于MSP430单片机控制、FPGA数字信号处理,设计了一个智能化的LRC(电感、电阻、电容)测量系统,实现了系统使用较少模拟器件,可以实现对电阻、电感、电容元件的自动识别。自动切换档位和测... 为了智能小巧高灵敏度地测量电阻、电感和电容,基于MSP430单片机控制、FPGA数字信号处理,设计了一个智能化的LRC(电感、电阻、电容)测量系统,实现了系统使用较少模拟器件,可以实现对电阻、电感、电容元件的自动识别。自动切换档位和测试频率以保证测量精度,具有良好的显示界面,测量范围广,体积小等特点。 展开更多

关键词 MSP430单片机 智能测量 FPGA数字信号处理 自动识别

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基于圆投影与矢量和的旋转不变量检测方案 被引量：4

14

作者 薛骏 程俊 +2 位作者 王黎 高晓蓉 姜军 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第21期181-182,185,共3页

在工业产品检测中,传统模板匹配方法不适用于元件标志的旋转情况。针对该问题提出基于圆投影与矢量和的旋转不变量检测方案,采用构造模板的方法,乘以模板中的系数实现灰度图像圆周投影统计和一维特征向量矢量圆求和的功能。实验结果证明... 在工业产品检测中,传统模板匹配方法不适用于元件标志的旋转情况。针对该问题提出基于圆投影与矢量和的旋转不变量检测方案,采用构造模板的方法,乘以模板中的系数实现灰度图像圆周投影统计和一维特征向量矢量圆求和的功能。实验结果证明,该方案可以实现目标发生旋转后的标志匹配,其抗噪能力和处理速度高于SIFT算法。 展开更多

关键词 圆投影 矢量和 旋转不变量 模板匹配

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超声波参数对平底孔回波声压探测的影响 被引量：2

15

作者 张晶 王黎 +1 位作者 彭建平 罗林 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2012年第4期515-518,522,共5页

针对超声波轴线声压对平底孔缺陷回波声压影响的问题,研究了基于当量法的超声探伤方法。首先,从点声源到声轴线上一点处的声压模型出发,通过菲涅尔近似理论,建立了声轴线的发射声场,得到了平底孔反射体的回波声压模型。对平底孔反射体... 针对超声波轴线声压对平底孔缺陷回波声压影响的问题,研究了基于当量法的超声探伤方法。首先,从点声源到声轴线上一点处的声压模型出发,通过菲涅尔近似理论,建立了声轴线的发射声场,得到了平底孔反射体的回波声压模型。对平底孔反射体的回波受平底孔尺寸、平底孔深度、声源尺寸、发射频率的影响进行了理论上的分析,并进行了实验模拟。结果表明,所建立的模型能对定量的无损评估有一定的指导意义。 展开更多

关键词 声轴线声压 菲涅尔近似 当量法 平底孔 回波声压

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超声车距预警系统设计 被引量：3

16

作者 沈燕 高晓蓉 李金龙 《现代电子技术》 2012年第13期191-194,共4页

设计一种超声车距预警系统,该系统采用单片机控制技术和超声波测距技术,通过显示障碍物与汽车的距离并根据其距离远近实时发出报警。该设计采用三传感器接收系统解决了障碍物的二维定位问题,并对所使用的车距预警系统进行了误差分析。

关键词 车距预警 超声波测距 单片机控制 二维定位

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基于数字PID增量控制的恒温晶体振荡器 被引量：1

17

作者 周大进 郭建强 +3 位作者 王小峰 李平原 赵立峰 张勇 《现代电子技术》 2012年第19期148-151,共4页

针对晶体时钟振荡器输出频率易受外界温度变化影响的特点,设计了以MSP430F4618单片机为控制核心的恒温晶体振荡器。将高精度负温度系数热敏电阻作为传感器对晶体温度进行采样,并采用精密放大器IAN330芯片对晶体温度变化差值信号进行转... 针对晶体时钟振荡器输出频率易受外界温度变化影响的特点,设计了以MSP430F4618单片机为控制核心的恒温晶体振荡器。将高精度负温度系数热敏电阻作为传感器对晶体温度进行采样,并采用精密放大器IAN330芯片对晶体温度变化差值信号进行转换并输出至控制核心。输出的信号经12位A/D转换后进行数字PID增量控制运算得到控制量增量,再通过12位D/A转换输出至DRV593芯片驱动半导体制冷片(TEC)对晶体温度进行控制,并循环该过程使晶体振荡器的工作温度保持稳定。 展开更多

关键词 恒温 晶体振荡器 MSP430F4618 PID

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光学像差图像随机波前编码混合成像

18

作者 罗林 高晓蓉 +1 位作者 王泽勇 王黎 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期827-831,共5页

研究了一种采用随机相位板消除光学像差的波前编码和数字图像处理混合成像方法。用激光散斑干涉法制作随机相位板,放置在系统成像面之前的光路中,光学像差图像被转变为随机编码中间像,使光学系统固定像差淹没在随机编码中受到削弱。建... 研究了一种采用随机相位板消除光学像差的波前编码和数字图像处理混合成像方法。用激光散斑干涉法制作随机相位板,放置在系统成像面之前的光路中,光学像差图像被转变为随机编码中间像,使光学系统固定像差淹没在随机编码中受到削弱。建立了基于频域梯度优化的盲反卷积解码算法,用于解码中间像为无像差图像,由于采用频域共轭梯度优化,提高了解码图像速度。分析了对称像差、非对称像差和混合像差等情况对编码成像质量的影响,并显示了编码成像抑制噪声的能力。进行了计算机模拟和实验室实验,结果表明,所提出方法具有有效消除像差和抑制噪声的能力,改善光学系统成像质量,使成像系统分辨率达到光学衍射极限水平。 展开更多

关键词 信息处理技术 高分辨成像 像差补偿 波前编码

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基于DSP的擦伤信号检测系统设计

19

作者 杨光宇 刘凯 +2 位作者 高晓蓉 王黎 王泽勇 《现代电子技术》 2008年第19期189-191,共3页

车轮是铁路车辆的主要行走部件,其技术状态好坏直接涉及车辆的运行品质。车轮踏面擦伤是车辆运行过程中的常见故障。采用振动加速度检测原理,设计了一套基于TMS320F2812 DSP为主控芯片的擦伤信号采集与处理系统,能够实现车轮踏面擦伤在... 车轮是铁路车辆的主要行走部件,其技术状态好坏直接涉及车辆的运行品质。车轮踏面擦伤是车辆运行过程中的常见故障。采用振动加速度检测原理,设计了一套基于TMS320F2812 DSP为主控芯片的擦伤信号采集与处理系统,能够实现车轮踏面擦伤在线动态检测。提出了系统的检测流程,并实验验证了系统的可行性。 展开更多

关键词 擦伤 检测 TMS320F2812 ADS8364

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基于FPGA的数字积分法插补控制器设计与实现 被引量：8

20

作者 张伟 王黎 +1 位作者 郭建强 高晓蓉 《现代电子技术》 2011年第22期150-153,共4页

为了提高伺服电机的步进精度,简化控制器结构,采用FPGA器件并运用Verilog HDL语言设计出的插补控制器,不仅采用数字积分法实现直线插补控制和圆弧插补控制,提高了插补速度和插补精度,而且运用多轴联动技术,实现输出脉冲的均匀分配。它... 为了提高伺服电机的步进精度,简化控制器结构,采用FPGA器件并运用Verilog HDL语言设计出的插补控制器,不仅采用数字积分法实现直线插补控制和圆弧插补控制,提高了插补速度和插补精度,而且运用多轴联动技术,实现输出脉冲的均匀分配。它可接收外部处理器指令,并发出所需的脉冲到伺服电机的驱动中,从而控制伺服电机的运转,其结果证明了该控制器的正确性。这种结构的控制器简化了一般数字控制器结构,具有良好的移植性能和一定的实用价值。 展开更多

关键词 运动控制 FPGA 插补控制器 数字积分法

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