电力巡检中改进YOLOv5s的缺陷检测算法研究 被引量：6

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作者 王磊 郝涌汀 +3 位作者 潘明然 赵慕东 张永鑫 张茗宇 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第10期256-265,共10页

针对无人机进行电力巡检时关键零件的检测精度较低的问题,提出了一种基于YOLOv5s的改进型缺陷检测算法。在骨干网络中引入卷积神经网络注意力模块(CBAM),增强网络对特征图中重要信息的提取效率;将YOLOv5s中原有的PANet特征融合框架替换... 针对无人机进行电力巡检时关键零件的检测精度较低的问题,提出了一种基于YOLOv5s的改进型缺陷检测算法。在骨干网络中引入卷积神经网络注意力模块(CBAM),增强网络对特征图中重要信息的提取效率;将YOLOv5s中原有的PANet特征融合框架替换为双向特征金字塔网络(BiFPN),引入可学习的权重,映射不同的学习特征,增加对贡献较大特征的映射。在空间金字塔池化模块(spatial pyramid pooling,SPP)的基础上加入上下文卷积模块,提升特征的表达能力。通过构建航拍数据集进行实验验证,结果表明,改进后的算法mAP达到95.6%,准确率达到93.7%,召回率达到93.8%。为进一步验证算法在嵌入式系统的运行效果,通过缩小网络宽度进行轻量化,利用TensorRT推理引擎,优化了网络结构并加速了模型的推理。将模型加速后部署至Jetson Xavier NX平台进行测试,单帧图像平均运行时间为24.6 ms,检测准确率为90.8%,召回率为90.5%,能够在Jetson Xavier NX设备上对目标实现精准识别。改进后的模型提高了检测精度,体现了算法的有效性,满足电力巡检作业的实时检测需求。 展开更多

关键词 电力巡检 目标检测 注意力机制 特征融合 YOLO

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基于键基近场动力学对防弹插板在步枪弹侵彻下的力学响应仿真

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作者 王纪龙 温垚珂 +3 位作者 刘东旭 王会成 沈周宇 罗小豪 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4094-4105,共12页

针对当前防弹插板在枪弹冲击下的力学响应研究尚有不足,采用键基近场动力学方法和传统拉格朗日方法相结合的方式对5.56 mm SS109步枪弹侵彻NIJⅢ级SiC/超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE)防弹插板这一... 针对当前防弹插板在枪弹冲击下的力学响应研究尚有不足,采用键基近场动力学方法和传统拉格朗日方法相结合的方式对5.56 mm SS109步枪弹侵彻NIJⅢ级SiC/超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE)防弹插板这一过程进行数值模拟,并与基于三维数字图像相关法的防弹插板侵彻试验结果对比,验证数值模型的准确性。研究结果表明:弹丸在侵彻防弹插板50μs后速度从810 m/s衰减至157.57 m/s,防弹插板与弹丸接触的陶瓷片严重碎裂;键基近场动力学方法可以很好地跟踪枪弹冲击陶瓷插板时裂纹的演化过程,SiC陶瓷插板受810 m/s的SS109枪弹冲击时产生的放射性径向裂纹在10μs内基本向外扩展完毕,其重度损伤面积在30μs内就基本定型,最终在压力波的复杂作用下产生径向裂纹、环向裂纹以及平行碰撞面的层裂纹;防弹插板背凸量最大值为18.41 mm,由于UHMWPE层合板具有正交各向异性,此时背面等效应变以弹着点为中心呈L形分布,发生的位置在鼓包边界约±45°处,等效应力场呈现菱形分布,应力集中发生在菱形的4个角上。 展开更多

关键词 防弹插板 近场动力学 碳化硅陶瓷 裂纹扩展

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舰船运动对弹道修正弹预报弹道落点的影响分析 被引量：5

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作者 史金光 刘猛 +1 位作者 曹成壮 王中原 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期366-370,374,共6页

为对基于雷达探测系统的舰炮弹道修正弹进行快速、准确的弹道解算及精度分析,通过建立舰船运动与雷达测量参数间的关系研究了舰船运动对弹道修正弹预报弹道落点的影响。建立了舰船摇摆角、航速、航向角及其升沉等因素测量误差对雷达测... 为对基于雷达探测系统的舰炮弹道修正弹进行快速、准确的弹道解算及精度分析,通过建立舰船运动与雷达测量参数间的关系研究了舰船运动对弹道修正弹预报弹道落点的影响。建立了舰船摇摆角、航速、航向角及其升沉等因素测量误差对雷达测量弹道参数坐标转换精度影响的数学关系。结合扩展卡尔曼滤波预报弹道模型,计算分析了舰船运动中各因素测量误差对预报弹道落点的影响。计算结果显示:在同时考虑舰船摇摆角测量误差的情况下,与仅考虑雷达测量误差的计算结果相比较,雷达测量弹道参数的坐标转换误差和预报弹道落点误差增大了约1倍;在纵向和方向上,在同时考虑舰船航速、航向角及升沉测量误差的情况下,与仅考虑雷达测量误差的计算结果相比较,雷达测量弹道参数的坐标转换误差和预报弹道落点误差分别增大了约0.5和2倍。 展开更多

关键词 飞行力学 舰船运动 弹道修正弹 雷达探测系统 摇摆角 航速 航向角 扩展卡尔曼滤波 落点

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多破片对柱壳装药冲击起爆速度阈值的数值模拟研究 被引量：12

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作者 郭淳 郭尚生 +1 位作者 钱建平 顾文彬 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期21-29,共9页

为了研究实战环境中多个钨球破片对导弹战斗部(柱壳装药)的冲击起爆问题,采用AUTODYN-3D数值模拟软件,基于单破片撞击柱壳装药模型,建立多破片撞击柱壳装药的模型,开展了不同钨球个数、空间碰撞位置间隔(撞击角θ、轴向球心距l)及时间... 为了研究实战环境中多个钨球破片对导弹战斗部(柱壳装药)的冲击起爆问题,采用AUTODYN-3D数值模拟软件,基于单破片撞击柱壳装药模型,建立多破片撞击柱壳装药的模型,开展了不同钨球个数、空间碰撞位置间隔(撞击角θ、轴向球心距l)及时间间隔对冲击起爆特性影响的数值模拟,获得了带壳B炸药的起爆速度阈值。结果表明:相同条件下,随着钨球个数的增加、空间碰撞位置间隔的减小,起爆速度阈值逐渐减小,6个钨球同时撞击的起爆速度阈值约为单个作用下的50%;双钨球作用下,柱壳装药相较于平板装药更难以起爆;双钨球间隔撞击柱壳装药时,起爆速度阈值均随着撞击时间间隔的增大而先减小后增大,最小起爆速度阈值约为同时撞击时的95%,且|θ2|<|θ1|(θ1为第1个钨球的撞击角,θ2为第2个钨球的撞击角)时更容易起爆柱壳装药。 展开更多

关键词 柱壳装药 多破片 冲击起爆 起爆速度阈值

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HTPB复合底排药损伤本构模型研究 被引量：2

5

作者 武智慧 牛公杰 +2 位作者 郝玉风 钱建平 刘荣忠 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2848-2855,共8页

为研究HTPB复合底排药(Composite Base Bleed Grain,CBBG)力学性能,进行了室温(28℃)下准静态单轴压缩和拉伸实验。基于对HTPB CBBG有限变形过程的非线性力学响应分析,建立了五元件黏弹-黏塑-损伤本构模型。模型预测结果表明,所建模型... 为研究HTPB复合底排药(Composite Base Bleed Grain,CBBG)力学性能,进行了室温(28℃)下准静态单轴压缩和拉伸实验。基于对HTPB CBBG有限变形过程的非线性力学响应分析,建立了五元件黏弹-黏塑-损伤本构模型。模型预测结果表明,所建模型能够准确描述HTPB CBBG压缩和拉伸力学性能。获得的损伤演化律表明,达到屈服应变εy后,累积损伤值D和损伤因子f随应变ε近似线性增长,应变率ε降低4个量级,压应变为-0.62时、拉应变为0.24时的损伤程度分别增加了10.64倍和22.28倍,拉应力引起的材料损伤较压应力严重。结合所建模型编写了用户子程序VUMAT,利用ABAQUS/Explicit模拟了单轴拉伸实验。计算结果表明,应力应变曲线数值解与实验结果吻合良好,验证了VUMAT的正确性。 展开更多

关键词 HTPB复合底排药 黏弹性 黏塑性 损伤 本构模型 数值应用

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HTPB复合底排药压缩屈服应力模型研究 被引量：2

6

作者 武智慧 牛公杰 +2 位作者 郝玉风 钱建平 刘荣忠 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1810-1819,共10页

目前广泛应用于底排增程技术的HTPB复合底排药(composite base bleed grain,CBBG)是一种颗粒填充含能材料,战场环境中将承受冲击、温度等载荷作用.为研究HTPB CBBG冲击压缩力学性能,进行了不同温度(233~323K)和应变率(1100~7900s-1)下... 目前广泛应用于底排增程技术的HTPB复合底排药(composite base bleed grain,CBBG)是一种颗粒填充含能材料,战场环境中将承受冲击、温度等载荷作用.为研究HTPB CBBG冲击压缩力学性能,进行了不同温度(233~323K)和应变率(1100~7900s-1)下的分离式霍普金森压杆实验.实验结果表明,各工况下,应力应变曲线均呈现屈服-应变硬化特征,HTPB CBBG保持高韧性.提高应变率和降低温度均导致相同应变下的应力幅值上升,但温度较应变率对HTPB CBBG冲击压缩力学性能的影响更为显著.基于所研究温度范围高于HTPB CBBG玻璃化转变温度,通过将水平、垂直移位因子与温度的关系表示为WLF方程的形式,将时温等效原理引入协同模型,并计及内应力的应变率增强效应,提出了一种新的屈服应力模型.选取参考温度,利用水平、垂直移位因子-温度曲线和屈服应力主曲线拟合模型参数.模型预测值与实验数据对比结果表明:该模型可准确表征233~323K时HTPB CBBG屈服应力的双线性应变率相关性,明确了较低和较高应变率时,应变率效应分别主要由内应力和驱动力贡献. 展开更多

关键词 HTPB复合底排药 冲击 压缩力学性能 时温等效原理 屈服应力

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基于电视末制导技术的舰船目标分割与匹配方法在复杂背景下的应用 被引量：5

7

作者 张嘉文 史金光 +1 位作者 徐东辉 刘佳佳 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期529-536,共8页

针对电视末制导炮弹在复杂背景下对多目标舰船识别精度不高的问题,提出一种结合经典阈值分割和Prewitt边缘梯度算子的方法,对图像中存在的多个舰船轮廓实现清晰的分割,利用模板匹配,选用加速稳健特征(Speed-up robust features,SURF)算... 针对电视末制导炮弹在复杂背景下对多目标舰船识别精度不高的问题,提出一种结合经典阈值分割和Prewitt边缘梯度算子的方法,对图像中存在的多个舰船轮廓实现清晰的分割,利用模板匹配,选用加速稳健特征(Speed-up robust features,SURF)算法检测特征点,将处理后的舰船图像与弹载图像进行匹配;针对匹配过程中的错误匹配问题,采用M估计采样一致性算法,有效提升了匹配正确率。数值仿真表明,弹上图像处理器在进行单帧图像处理时,通过与传统图像分割技术如坎尼梯度算子、高斯拉普拉斯(Laplacian-of-Gaussian,LoG)梯度算子和最大类间方差法对比,该文提出的算法可以清晰地将视场内的多只舰船进行有效分割,并显著减少了错误匹配。 展开更多

关键词 电视末制导炮弹 图像分割 边缘检测 特征点检测 模板匹配 M估计采样一致性算法

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高转速弹丸姿态解算方法研究 被引量：9

8

作者 邱海迪 李嘉 +1 位作者 牛春峰 李岩 《兵器装备工程学报》 CAS 2016年第2期7-10,共4页

针对传统利用三轴磁阻传感器测量姿态角的解算方法计算量大这一问题,根据常规高转速弹丸在飞行过程中偏转角变化小这一特点,提出了一种基于偏转角的计算方法,计算结果既保证了姿态角的解算精度,又减少了计算量,表明了此解算方法的可行性。

关键词 弹丸姿态解算 偏转角 三轴磁阻传感器 高转速弹丸

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带落角约束的均值聚类神经网络滑模制导律研究 被引量：2

9

作者 张嘉文 史金光 +1 位作者 刘佳佳 徐东辉 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第3期46-50,55,共6页

为提高电视末制导炮弹对地面目标的命中精度,减小炮弹的落角误差,同时实现以期望落角命中目标,在分析带落角约束滑模制导律特点的基础上,针对RBF(Radial Basis Function)神经网络滑模制导律难以以期望落角命中目标的不足,提出了一种结... 为提高电视末制导炮弹对地面目标的命中精度,减小炮弹的落角误差,同时实现以期望落角命中目标,在分析带落角约束滑模制导律特点的基础上,针对RBF(Radial Basis Function)神经网络滑模制导律难以以期望落角命中目标的不足,提出了一种结合均值聚类与RBF神经网络的滑模制导律,使得神经网络在学习过程中能根据炮弹的实时飞行状态不断调整聚类中心,使中心值始终是目前飞行状态下的最优解,实现制导律的优化。对静目标与动目标算例的数值仿真表明:相比带落角约束的滑模控制,RBF神经网络滑模控制、均值聚类RBF神经网络滑模控制由于均值聚类的加入,求得的切换项增益能使炮弹以期望落角命中目标,且具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 电视末制导炮弹 滑模控制 落角约束 均值聚类 RBF神经网络

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双独立聚能装药同步形成双EFP的隔爆因素研究

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作者 彭登榜 郭淳 +1 位作者 郭尚生 钱建平 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期7-12,共6页

为了提高弹药毁伤效能,开展双独立聚能装药同步形成双EFP的隔爆因素研究,采用AUTODYN软件分别对双独立聚能装药间距和起爆间隔两个因素进行了仿真分析和试验研究。研究发现:装药间距对隔爆效果的影响较小,随着距离的增大隔爆效果不明显... 为了提高弹药毁伤效能,开展双独立聚能装药同步形成双EFP的隔爆因素研究,采用AUTODYN软件分别对双独立聚能装药间距和起爆间隔两个因素进行了仿真分析和试验研究。研究发现:装药间距对隔爆效果的影响较小,随着距离的增大隔爆效果不明显;双独立聚能装药起爆的同步性对隔爆效果的影响较大,起爆间隔应控制在3μs以内,实际设计中应尽量保证同步起爆。研究结果为多独立聚能装药在装药间距设计和起爆间隔控制等方面提供依据。 展开更多

关键词 聚能装药 EFP 冲击波 隔爆 同步成形

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基于陶瓷/纤维复合材料防弹衣的6.8 mm穿甲弹杀伤效应研究

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作者 朱堃阳 温垚珂 +4 位作者 赵东伟 朱硕灿 郭胜 刘东旭 夏海龙 《兵器装备工程学报》 2025年第9期242-249,共8页

为了研究弹丸穿透防弹插板后对人体靶标造成的杀伤效应,首先开展了6.8 mm穿甲弹侵彻有防护明胶靶标试验,根据试验构建了弹丸侵彻有防护明胶的数值计算模型,获得明胶瞬时空腔尺寸和应力应变和能量变化等终点效应特征量。试验研究结果表明... 为了研究弹丸穿透防弹插板后对人体靶标造成的杀伤效应,首先开展了6.8 mm穿甲弹侵彻有防护明胶靶标试验,根据试验构建了弹丸侵彻有防护明胶的数值计算模型,获得明胶瞬时空腔尺寸和应力应变和能量变化等终点效应特征量。试验研究结果表明:当弹丸穿透有防护的明胶靶标时,在防弹插板钝击和弹芯侵彻的耦合作用下,明胶中形成钝击凹陷和瞬时空腔;弹丸以740 m/s的初速穿透防护后对明胶靶标造成的钝击凹陷最大直径为178 mm,钝击凹陷最大深度为76 mm,瞬时空腔最大直径为53 mm;弹丸侵彻过程中越靠近弹丸侵彻位置明胶应力越大,等效应变场影响区域直径约为瞬时空腔区直径的2倍;弹丸以740 m/s的速度侵彻目标将造成钝击伤和贯穿伤的耦合伤害;弹丸侵彻过程中钝击凹陷最大深度,对应到人体胸部的损伤风险为100%。 展开更多

关键词 穿甲弹 防弹插板 超高分子量聚乙烯 弹道明胶

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