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水泥稳定碎石摊铺均匀性的图像检测技术研究
1
作者 朱家剑 陈炎鑫 +2 位作者 荣鑫 刘洪海 祁金林 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期858-864,共7页
针对水泥稳定基层摊铺施工均匀性检测主要依靠人工目测判别,存在检测精度低和判断结果主观等问题,文章采用图像处理技术进行摊铺均匀性检测,建立基于深度学习的水泥稳定碎石颗粒图像分割方法,将图像中各档集料分离,结合四边静矩理论检... 针对水泥稳定基层摊铺施工均匀性检测主要依靠人工目测判别,存在检测精度低和判断结果主观等问题,文章采用图像处理技术进行摊铺均匀性检测,建立基于深度学习的水泥稳定碎石颗粒图像分割方法,将图像中各档集料分离,结合四边静矩理论检测图像中的粗集料摊铺施工均匀性。检测结果表明:该方法能有效地分割水泥稳定碎石基层摊铺图像,依据图像数据客观地检测集料分布的均匀性状况,为水泥稳定基层摊铺施工均匀性评价提供依据。 展开更多
关键词 水泥稳定碎石 图像分割 四边静矩理论 均匀性检测
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高机动性装备半物理仿真系统关键技术研究 被引量：1
2
作者 王国庆 薛鸿臻 殷周扬 《兵工自动化》 2015年第9期1-3,9,共4页
为了解决目前国内高机动性装备缺少具有自主知识产权的半物理仿真系统的现状,提出一种具有完全自主知识产权的高机动性装备控制器开发半物理仿真系统架构。以某型号坦克的火控控制器自主知识产权开发与测试环境为研究对象,重点研究高机... 为了解决目前国内高机动性装备缺少具有自主知识产权的半物理仿真系统的现状,提出一种具有完全自主知识产权的高机动性装备控制器开发半物理仿真系统架构。以某型号坦克的火控控制器自主知识产权开发与测试环境为研究对象,重点研究高机动性装备动力学模型的嵌入,通过数据驱动的方式解决控制器与设备动力学系统联动过程的后处理虚拟现实演示2个关键问题,设计开发一个原型半物理仿真系统,并进行测试验证。测试结果表明:该架构能实现火控控制器的开发与应用,大幅提高开发效率。 展开更多
关键词 半物理仿真 虚拟现实 动力学模型 数据驱动 后处理
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联邦学习的社群化制造韧性能力预测建模
3
作者 张富强 王浩杰 +1 位作者 惠记庄 丁凯 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第8期11-19,共9页
针对社群化制造资源分散化布局的特点,以及传统集中式建模面临的数据隐私与信息孤岛等问题,提出了一种基于联邦学习的韧性能力预测框架,从多角度分析不同因素对产品生产加工工时的影响。首先,考虑不同工序中断情况,以订单交付周期为目... 针对社群化制造资源分散化布局的特点,以及传统集中式建模面临的数据隐私与信息孤岛等问题,提出了一种基于联邦学习的韧性能力预测框架,从多角度分析不同因素对产品生产加工工时的影响。首先,考虑不同工序中断情况,以订单交付周期为目标函数,搭建了工时扰动模型计算损失时间,进而基于分布式学习范式,搭建了联邦学习网络模型;其次,设计了联邦小批量梯度下降(FedMBGD)算法,明确算法流程并进行本地训练;最后,结合工时扰动模型和算法,对社群化制造的韧性能力进行预测,通过与其他算法的对比,验证了所提算法的可行性与有效性。研究结果表明:所提出的算法能够显著提升收敛性与寻优能力,可将预测精确度提高至90%以上,并且在不共享原始数据的前提下,实现了社群化制造韧性的动态精准预测,解决了数据隐私与协同建模之间的矛盾。该研究为社群化制造模式下韧性能力预测提供了理论参考,为隐私数据的算法训练、参数上传及信息共享提供了一定的指导意义。 展开更多
关键词 社群化制造 工时扰动 联邦小批量梯度下降算法 韧性能力预测
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考虑残余应力与杂质的齿轮接触疲劳评估模型
4
作者 刘义 孙霖霖 +3 位作者 杨文瀚 郭辉 侯圣文 刘更 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期50-59,共10页
磨齿、喷丸、表面光饰等齿轮表面处理技术会在材料内部产生残余应力,同时,金属材料中不可避免地存在杂质,残余应力与杂质对齿轮的接触疲劳寿命均有显著影响。为有效评估齿轮的接触疲劳风险,该文提出了一种综合考虑残余应力与杂质共同作... 磨齿、喷丸、表面光饰等齿轮表面处理技术会在材料内部产生残余应力,同时,金属材料中不可避免地存在杂质,残余应力与杂质对齿轮的接触疲劳寿命均有显著影响。为有效评估齿轮的接触疲劳风险,该文提出了一种综合考虑残余应力与杂质共同作用的数值模型。该模型使用等效夹杂法将齿轮内部的杂质转化为含本征应变的夹杂,并在位移方程中考虑了杂质与残余应力的耦合作用。研究过程中,计算了残余应力与杂质作用下的应力分布,并通过有限元法对模型进行了验证;使用Dang Van准则计算了等效应力,并将其代入Lundberg-Palmgren寿命模型,计算了齿面接触疲劳的最小循环次数,分析了残余应力、杂质等对齿轮接触疲劳寿命的影响规律。分析结果表明:杂质对齿轮接触疲劳寿命的影响远远大于残余应力的影响,且对疲劳最早出现的啮合位置具主导性;残余拉应力与杂质共同作用下,次表层最大应力增大且位置向材料表层偏移,齿轮更容易发生接触疲劳。 展开更多
关键词 齿轮 接触疲劳 残余应力 非均质材料 风险评估 Dang Van准则
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大平面砂轮磨削对角修形斜齿轮原理与分析
5
作者 尹逊民 贾海涛 +1 位作者 苏进展 常乐浩 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第2期271-278,共8页
为了减小作为振动激励的承载传动误差波动量,本文提出斜齿轮对角修形优化设计及大平面砂轮的磨削原理。由渐开线齿面方程和对角修形定义,分别计算齿根和齿顶的修形起始线;根据修形曲线的阶次和最大修形量,确定对角修形曲面,再与标准螺... 为了减小作为振动激励的承载传动误差波动量,本文提出斜齿轮对角修形优化设计及大平面砂轮的磨削原理。由渐开线齿面方程和对角修形定义,分别计算齿根和齿顶的修形起始线;根据修形曲线的阶次和最大修形量,确定对角修形曲面,再与标准螺旋面在法向方向上进行叠加,获得修形齿面。借助齿面接触分析(Tooth contact analysis, TCA)和齿面承载接触分析(Loaded tooth contact analysis, LTCA)方法,以承载传动误差波动量最小为目标函数,采用遗传算法优化获得相应的对角修形参数。计算大平面砂轮的最小直径,基于假想产形斜齿条概念,推导大平面砂轮磨削对角修形的齿面方程。算例分析结果表明:通过修形优化后,不同修形曲线的阶次均可降低承载传动误差波动量,阶次越高,效果越明显,最高达82.58%;大平面砂轮磨削时会产生齿面偏差,但偏差均控制在2μm以内,达到较高的齿面精度,且该方法易于数控编程实现。 展开更多
关键词 对角修形 大平面砂轮 磨削 承载传动误差 齿面偏差
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履带起重机桁架臂最大静力响应预测
6
作者 李金平 张宇 +4 位作者 田一 顾海荣 叶敏 张大庆 徐信芯 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期2731-2740,共10页
为了快速、准确预测不同工况下履带起重机桁架臂结构最大静力响应,提出了一种将BP神经网络和改进的COOT算法(ICOOT)相结合的ICOOT-BP神经网络预测模型。首先,采用Ansys参数化设计语言创建桁架臂在不同工况、杆件尺寸参数和载荷作用下最... 为了快速、准确预测不同工况下履带起重机桁架臂结构最大静力响应,提出了一种将BP神经网络和改进的COOT算法(ICOOT)相结合的ICOOT-BP神经网络预测模型。首先,采用Ansys参数化设计语言创建桁架臂在不同工况、杆件尺寸参数和载荷作用下最大静力响应的参数化模型,获取静力响应训练样本;其次,使用Tent混沌映射和自适应变异方法改进原始COOT算法,提高其优化能力,得到了改进的COOT算法(ICOOT);最后,确定了BP神经网络模型的拓扑结构,利用ICOOT算法优化BP神经网络中的权值和阈值,建立桁架臂静力分析时输入参数与输出响应之间的代理模型ICOOT-BP。研究结果表明:某型履带起重机桁架臂在多种工况下,ICOOT-BP模型能够快速预测桁架臂的最大静力响应,预测结果与有限元分析结果具有高度一致性,位移和应力相对误差绝对值均小于4%,且在预测精度与训练效率方面均显著高于所对比的其他预测模型。所提ICOOT-BP模型极大地提高了履带起重机桁架臂的最大静力响应分析效率,可为桁架臂力学分析与结构优化设计提供准确的结构分析代理模型。 展开更多
关键词 履带起重机 桁架臂 静力响应预测 BP神经网络 改进的COOT算法
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优化时间窗改进Dijkstra算法的无人驾驶磁悬浮车路径规划
7
作者 古玉锋 凌浩 +1 位作者 赵耀晶 黎程山 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第7期2080-2085,共6页
针对无人驾驶磁悬浮车同轨道多车运营及车辆密度大的特点,研究了一种基于优化时间窗改进Dijkstra算法的磁浮车路径规划算法,考虑了路径冲突、调度成本等一系列现实问题,将Dijkstra算法与时间窗相结合,顺序规划各磁浮车的路径。首先,在... 针对无人驾驶磁悬浮车同轨道多车运营及车辆密度大的特点,研究了一种基于优化时间窗改进Dijkstra算法的磁浮车路径规划算法,考虑了路径冲突、调度成本等一系列现实问题,将Dijkstra算法与时间窗相结合,顺序规划各磁浮车的路径。首先,在路径规划前预处理地图信息,根据地图节点生成最短路径索引,按照索引寻找路径。其次,利用时间窗校验路径冲突;然后,对冲突路径具体分析,冲突时间较短的路径通过车辆变速方式实现避让,避免了路径重规划,在无碰撞的基础上订单运行时间得到了优化。最后,利用OpenTCS进行算法仿真。结果表明:优化时间窗后的Dijkstra算法平均执行时间为0.328 ms,车辆每千米运行时间为36.64 s。在无路径冲突的前提下,提高了订单执行的实时性及车辆运行效率,且随着运行里程数的增加,算法的优势越明显,能满足无人驾驶磁悬浮车的无碰撞路径规划要求。 展开更多
关键词 轨道交通 磁悬浮车 智能路径规划 DIJKSTRA算法 优化时间窗
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无人驾驶宽体自卸车线控液压转向系统的动态特性分析
8
作者 张志峰 马宁 +1 位作者 郑闻豪 姚运仕 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期54-61,共8页
智慧矿山建设促使无人驾驶电驱矿车技术逐渐成为研究热点,而转向控制技术的优劣直接决定无人驾驶矿车的行驶稳定性和安全性。为了使全液压转向系统可以在无人驾驶场景下实现主动转向,以国内某135型电驱矿车的全液压转向系统为研究对象,... 智慧矿山建设促使无人驾驶电驱矿车技术逐渐成为研究热点,而转向控制技术的优劣直接决定无人驾驶矿车的行驶稳定性和安全性。为了使全液压转向系统可以在无人驾驶场景下实现主动转向,以国内某135型电驱矿车的全液压转向系统为研究对象,建立线控液压转向系统模型,然后开展AMESim-Adams联合仿真分析和现场测试。结果表明:动态优先阀可以通过输入信号调节流量;转向油缸作为转向系统执行机构,可以快速、准确地完成转向任务;控制系统可以根据输入信号控制转向器的转向和停止,实际转角和输入转角基本吻合。该转向系统模型能够反映样车转向系统的动态特性,可为研究无人驾驶场景下线控转向的性能提供理论依据。 展开更多
关键词 电驱矿车 线控液压转向系统 动态特性 无人驾驶
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基于多智能体强化学习的AMR协作任务分配方法
9
作者 张富强 张焱锐 +1 位作者 丁凯 常丰田 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期26-33,共8页
为了解决AMR在柔性生产中运输任务的自主分配难题,采用一种基于改进多智能体强化学习算法的多智能体深度确定性策略梯度算法(MADDPG)。首先,引入注意力机制对算法进行改进,采用中心化训练分散式执行的框架,并对AMR的动作及状态进行设置... 为了解决AMR在柔性生产中运输任务的自主分配难题,采用一种基于改进多智能体强化学习算法的多智能体深度确定性策略梯度算法(MADDPG)。首先,引入注意力机制对算法进行改进,采用中心化训练分散式执行的框架,并对AMR的动作及状态进行设置;其次,根据奖励值的大小确定任务节点的覆盖程度以及任务的完成效果;最后,在Pycharm上进行仿真,结果表明:MADDPG算法的平均奖励值较其他算法增幅为3,训练次数减少了300次,在保证求解任务分配完成度的基础上,具有更快的学习速度和更稳定的收敛过程。 展开更多
关键词 自主移动机器人 多智能体 强化学习 协作 任务分配
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汽车驱动桥螺旋锥齿轮齿面测量误差补偿方法
10
作者 刘永生 谭佳敏 +3 位作者 王瑞富 户盼茹 甘鑫斌 陈一馨 《汽车安全与节能学报》 北大核心 2025年第2期197-206,共10页
提升汽车驱动桥螺旋锥齿轮齿面加工质量对整车的安全与节能性能有重要意义,该文针对汽车驱动桥螺旋锥齿轮实测和理论齿面存在的测量误差,提出了一种基于对偶四元数优化的迭代最近点(ICP)齿面测量误差补偿方法。将误差补偿问题转化为两... 提升汽车驱动桥螺旋锥齿轮齿面加工质量对整车的安全与节能性能有重要意义,该文针对汽车驱动桥螺旋锥齿轮实测和理论齿面存在的测量误差,提出了一种基于对偶四元数优化的迭代最近点(ICP)齿面测量误差补偿方法。将误差补偿问题转化为两曲面的配准问题,利用对偶四元数对齿面配准模型进行表示并得出误差矩阵,将误差矩阵线性化并使用凸松弛的全局优化算法对其实部进行优化,实现螺旋锥齿轮齿面的精确配准。结果表明:螺旋锥齿轮凹齿面的误差补偿率最高达77%,最大误差由补偿前的22.11μm降至5.64μm,平均误差由补偿前的10.34μm降至2.38μm,该算法与传统奇异值分解法(SVD)、四元数法和Levenberg-Marquardt法(L-M)相比有更高的求解精度和稳定性,证明所提出的补偿方法具有可行性。 展开更多
关键词 驱动桥 螺旋锥齿轮 对偶四元数 迭代最近点算法(ICP) 全局优化
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基于GADF和CWT并行输入模型的滚动轴承智能诊断研究
11
作者 张小丽 和飞翔 +2 位作者 梁旺 李敏 王保建 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期98-108,共11页
滚动轴承运行工况的变化与噪声干扰等随机不确定性因素会导致网络特征提取不完整,从而无法捕捉故障突变等局部奇异信息.针对上述问题,提出一种并行二维深度可分离残差神经网络(parallel two-dimensional depthwise separable residual n... 滚动轴承运行工况的变化与噪声干扰等随机不确定性因素会导致网络特征提取不完整,从而无法捕捉故障突变等局部奇异信息.针对上述问题,提出一种并行二维深度可分离残差神经网络(parallel two-dimensional depthwise separable residual neural network,P2DDSResNet)模型,通过格拉姆角分场(Gramian angular difference field,GADF)和连续小波变换(continuous wavelet transform,CWT)将振动信号转变为二维时频图像,保留了完整的时频域信息.采用深度可分离卷积替代残差模块中的普通卷积,增强特征学习能力,从而使模型具有更强的特征提取能力,以解决在高噪声和变工况环境中故障诊断效果不佳的问题.采用滚动轴承故障模拟试验台获取的数据对其进行试验分析并与其他卷积神经网络方法对比,结果表明,优化后的算法模型具有良好的泛化性和准确率. 展开更多
关键词 故障诊断 深度可分离卷积 滚动轴承 残差神经网络 特征提取
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基于改进GAN的人机交互手势行为识别方法
12
作者 张富强 白筠妍 穆慧 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第2期43-50,共8页
为改善现有手势识别算法需要大量训练数据的现状,针对识别准确率不高、识别过程复杂等问题,基于生成式对抗网络(GAN)和变分自编码器,引入标签信息,提出一种基于改进GAN模型的人机交互手势行为识别方法。首先,在编码器和解码器中分别添... 为改善现有手势识别算法需要大量训练数据的现状,针对识别准确率不高、识别过程复杂等问题,基于生成式对抗网络(GAN)和变分自编码器,引入标签信息,提出一种基于改进GAN模型的人机交互手势行为识别方法。首先,在编码器和解码器中分别添加改进InceptionV2和InceptionV2-trans结构增强模型的特征还原能力;其次,在各组成网络中进行条件批量归一化(CBN)处理改善过拟合,以Mish激活函数代替ReLU函数提升网络性能;最后,通过实验证明该方法能够以较少的样本获得100%的分类准确率,且收敛时间短,验证了该方法的可靠性。 展开更多
关键词 人机交互 生成对抗网络 变分自编码器 手势识别 条件批量归一化
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基于多传感器融合的异步电动机故障诊断研究
13
作者 古玉锋 肖子叶 +2 位作者 燕钢强 黎程山 李昆鹏 《机床与液压》 北大核心 2025年第7期16-23,共8页
针对电动机故障诊断方法中存在的单一传感器信号所含故障信息有限以及浅层学习模型故障诊断准确率较低等问题,提出一种基于多传感器融合的卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络的故障诊断方法。通过多传感器同步采集电动机的多源信... 针对电动机故障诊断方法中存在的单一传感器信号所含故障信息有限以及浅层学习模型故障诊断准确率较低等问题,提出一种基于多传感器融合的卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络的故障诊断方法。通过多传感器同步采集电动机的多源信息,并结合多源同类传感器信息的性质和特点,采用基于熵权法的数据加权融合方法,实现了电动机多源同类信息的数据层融合。构建CNN-LSTM故障诊断模型,自动提取多源异类信息的特征,完成特征层融合。最后,通过搭建三相异步交流电动机故障模拟实验平台,对该故障诊断算法进行实验验证。结果表明:该方法可有效实现电动机定子、转子及轴承的故障诊断,平均准确率达到99.53%,与1D-CNN、LSTM及仅使用单一振动信号的CNN-LSTM模型相比,准确率分别提高了6.41%、9.11%、28.39%。 展开更多
关键词 异步电动机 故障诊断 多传感器融合
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采用多层次一致性和半监督深度网络的轴承域适应故障诊断方法
14
作者 沈建军 于树源 +1 位作者 贾峰 蒋昭宇 《机电工程》 北大核心 2025年第2期267-276,共10页
在滚动轴承的故障诊断中,深度学习智能故障诊断的成功很大程度上依赖于充足的标记数据;然而,实际的情况是,收集大量标记数据常常面临困难和高昂成本,而大量未标记的数据则未被有效利用。针对这一难题,提出了一种基于多层次一致性半监督... 在滚动轴承的故障诊断中,深度学习智能故障诊断的成功很大程度上依赖于充足的标记数据;然而,实际的情况是,收集大量标记数据常常面临困难和高昂成本,而大量未标记的数据则未被有效利用。针对这一难题,提出了一种基于多层次一致性半监督深度网络(MLC-SDN)的滚动轴承智能故障诊断方法。首先,将轴承原始信号经过数据预处理转为二维时频图,建立了特征提取器模块,利用深度卷积网络将轴承样本映射到高维特征空间;然后,在域间层面,采用基于样本的最优传输方法,利用目标样本不同视图的优缺点,稳健准确地对齐源域和目标域;在样本层面上,将弱增强视图的预测设置为强增强视图的伪标签,以保证一致性,同时,将非目标类的预测分布纳入优化目标,避免其与目标类的竞争,从而提高了伪标签生成的预测置信度;最后,为了验证MLC-SDN的有效性,利用三种轴承数据集进行了对比实验。研究结果表明:该方法在不同数据集上均取得了预测精度超过95%的结果。MLC-SDN方法不仅可以充分利用有限标记数据,同时在处理未标记数据和实现高精度故障诊断方面具有广泛的适用性。 展开更多
关键词 轴承智能故障诊断 多层次一致性 半监督深度网络 领域自适应 伪标签 一致性正则化
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915 MHz微波对RAP加热厚度与加热效果影响因素分析
15
作者 马登成 刘双鹤 +2 位作者 李泽业 孙关一 王硕杨 《微波学报》 北大核心 2025年第3期71-81,共11页
为了研究915 MHz微波在沥青路面大功率微波再生加热设备上的应用与加热效果的影响因素,通过仿真建模进行了该频率微波对沥青路面回收料(RAP)在不同厚度与多因素耦合下的加热效果的影响分析,得到了微波天线不同排布方式下多因素与加热效... 为了研究915 MHz微波在沥青路面大功率微波再生加热设备上的应用与加热效果的影响因素,通过仿真建模进行了该频率微波对沥青路面回收料(RAP)在不同厚度与多因素耦合下的加热效果的影响分析,得到了微波天线不同排布方式下多因素与加热效果间的数学关系,并搭建了单磁控管实验装置进行加热厚度实验。结果发现RAP加热厚度、天线排布方式、加热参数发生变化时,加热效果的变化呈现出复杂的规律,其中RAP厚度与天线排布方式对加热效果影响明显。当厚度为250 mm、天线并排排布时,RAP温度处于120℃~180℃的区间占比达98.10%,180℃以上的仅占0.60%,温度离散系数为0.089,加热均匀性好,具有最优加热效果。但是,随着RAP厚度增加,交错排布可表现出更好的加热效果。实验确定了RAP的最佳加热厚度范围在150 mm~250 mm,最大不宜超过450 mm,为该频率微波在沥青路面大型微波再生加热设备加热腔设计与制造提供理论与实验依据。 展开更多
关键词 915 MHz微波 沥青路面回收料加热 多因素耦合 加热厚度 大功率 微波再生加热设备
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基于障碍密度优先策略改进A^(*)算法的AGV路径规划
16
作者 陈一馨 段宇轩 +2 位作者 刘豪 谭世界 郑天乐 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第2期26-34,共9页
针对传统A^(*)算法在障碍物较多的实际场景下进行AGV路径规划时,存在路径拐点多、路径冗余节点过多以及易陷入局部最优解等问题,提出一种改进A^(*)算法,采用栅格法进行环境建模。首先,在启发函数中引入障碍物密度函数K(n)改进代价函数,... 针对传统A^(*)算法在障碍物较多的实际场景下进行AGV路径规划时,存在路径拐点多、路径冗余节点过多以及易陷入局部最优解等问题,提出一种改进A^(*)算法,采用栅格法进行环境建模。首先,在启发函数中引入障碍物密度函数K(n)改进代价函数,用于更准确地估计当前节点到目标节点的实际代价;其次,采用动态邻域搜索策略提高算法的搜索效率和运行效率;最后,通过冗余节点处理策略减少路径拐点和删除冗余节点,得到只包含起点、转折点以及终点的路径。采用不同尺寸和复杂度的栅格环境地图进行仿真实验,结果表明:所提改进A^(*)算法与传统A^(*)算法以及其他改进的A^(*)算法相比,路径长度分别缩短了4.71%和2.07%,路径拐点数量分别减少了45.45%和20.54%,路径存在节点分别减少了82.24%和62.45%。 展开更多
关键词 路径规划 栅格地图 改进A^(*)算法 启发函数 动态邻域搜索 冗余节点优化
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基于联合卷积变分自编码器和预测器的UWB定位算法
17
作者 古玉锋 李真 +1 位作者 高世椿 黎程山 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第1期182-192,共11页
某室内三线自动驾驶轨道交通系统使用了超宽带(UWB)定位系统,车辆的高精度定位是提高其运行可靠性和调度效率的关键技术。基于UWB定位精度的分析,提出了一种基于联合卷积变分自编码器和预测器(VAE-CNN)的非视距鉴别、测距误差补偿与神... 某室内三线自动驾驶轨道交通系统使用了超宽带(UWB)定位系统,车辆的高精度定位是提高其运行可靠性和调度效率的关键技术。基于UWB定位精度的分析,提出了一种基于联合卷积变分自编码器和预测器(VAE-CNN)的非视距鉴别、测距误差补偿与神经网络定位误差补偿的三步UWB定位算法。首先,采集标签与基站的测距误差和信道脉冲响应(CIR)数据,训练VAE-CNN模型,根据原始CIR和重建CIR的可信度阈值剔除非视距测距值。其次,根据预测器的预测误差补偿原始测距值,使用最小二乘法计算坐标和该坐标相对于各个基站坐标的方向余弦,训练神经网络用于拟合定位误差与方向余弦的关系。在已公开的包含视距和非视距的UWB测距值和CIR数据集上,验证了VAE-CNN模型的非视距鉴别能力,评估了基于VAE-CNN模型的非视距鉴别和测距误差补偿对定位精度的提升效果;在不同测距方差下,基于车辆模拟运行轨迹,评估了定位误差补偿神经网络提高定位精度的效果。搭建了UWB定位系统,验证了动态定位中三步UWB定位算法的实际效果。结果表明,动态定位中,在完全视距环境中,算法的平均定位误差为28.68 mm,均方根定位误差为16.67 mm,最大定位误差为76.68 mm;存在非视距的环境中,算法的平均定位误差为38.73 mm,均方根定位误差为20.61 mm,最大定位误差为116.47 mm。由此可知,所提出的三步UWB定位算法具有精度高、成本低和稳定性好的优点,能满足所涉及的室内轨道交通的定位需求。 展开更多
关键词 三线室内轨道交通 UWB定位 卷积变分自编码器 非视距鉴别 误差补偿
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采用多尺度特征增强的路面病害检测模型 被引量：1
18
作者 胡鹏 夏晓华 +3 位作者 钟预全 段智威 姚运仕 成高立 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第2期156-169,共14页
针对现有网络多尺度特征提取能力不足造成路面病害因尺寸差异难以完全识别的问题,提出了一种多尺度特征增强的路面病害检测模型。构建基于混合空洞卷积的快速空间金字塔池化模块,通过堆叠不同膨胀系数的空洞卷积进一步扩大网络感受野,... 针对现有网络多尺度特征提取能力不足造成路面病害因尺寸差异难以完全识别的问题,提出了一种多尺度特征增强的路面病害检测模型。构建基于混合空洞卷积的快速空间金字塔池化模块,通过堆叠不同膨胀系数的空洞卷积进一步扩大网络感受野,以实现更大范围上下文信息的捕捉,并保留更多的空间信息;设计多路径特征融合网络,通过多分支和跳跃连接实现跨层级的特征捕捉,并减少特征融合过程中的信息丢失;采用K-means聚类算法结合交叉比获得合理的瞄点框;在损失函数中,设计一种面积惩罚项并设置下降梯度,提高预测框回归精度与效率;通过引入跨通道交互的高效注意力实现模型重要通道间的交互。实验结果表明:所提模型的检测精度比原模型YOLOv5s提高了4.0%;与Faster R-CNN、CenterNet等经典模型和YOLOv8s、YOLOv7n-tiny等先进模型相比,检测精度提高了1.0%~17.9%。模型经TensorRT加速引擎优化加速后,在NVIDIA Jetson TX2与NVIDIA Jetson Nano平台上的检测速率提高近1倍,同时不影响检测精度。 展开更多
关键词 路面病害检测 多尺度特征增强 混合空洞卷积 特征融合网络 高效通道注意力 嵌入式平台
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临空面辅助的TBM滚刀群掘进试验与数值模拟
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作者 耿麒 赵振平 +7 位作者 陈建勋 刘伟伟 罗彦斌 马茂勋 李东 冯如兵 吴特力根 李坤 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第4期759-768,共10页
为了揭示临空面下全断面岩石隧道掘进机(TBM)滚刀群动态掘进效果,开展中导洞辅助下全尺度滚刀群掘进围岩室内试验,进行预切槽辅助下全尺度滚刀群掘进围岩数值模拟,评价分级刀盘式和水射流辅助式TBM的临空面辅助围岩掘进特性与效果.对于... 为了揭示临空面下全断面岩石隧道掘进机(TBM)滚刀群动态掘进效果,开展中导洞辅助下全尺度滚刀群掘进围岩室内试验,进行预切槽辅助下全尺度滚刀群掘进围岩数值模拟,评价分级刀盘式和水射流辅助式TBM的临空面辅助围岩掘进特性与效果.对于单轴抗压强度约为40 MPa的围岩,中导洞临空面结构呈“竖直—倾斜—水平—竖直”演化规律,影响区域集中在近临空面侧2~4把滚刀,临空面的临界间距和高度分别为180、130 mm,掘进推力降低10%~20%,围岩可掘进性提升6.7%~21.0%.破岩载荷随同心环预切槽深度增大而先减小后稳定,破岩效率随切槽深度增大而先提高后稳定.切槽深度的临界值为40 mm,与无预切槽情况相比,掘进推力减小至少36%,掘进效率提升至少56%.增大临空面影响范围可提升分级刀盘式TBW破岩掘进效果. 展开更多
关键词 全断面岩石隧道掘进机 临空面 滚刀破岩 刀盘掘进 预切槽
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面向电驱多回路液压源的永磁同步电机滑模转速控制
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作者 商晓恒 张正 +4 位作者 曹学鹏 刘晓辉 高扬 刘晓红 吴文海 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第1期28-33,共6页
为解决电驱动多回路液压源中传统永磁同步电机(PMSM)控制方法抗干扰能力不足的问题,基于变系数可变边界层指数趋近律,设计一种快速非奇异终端滑模速度控制器。同时,设计高增益扩张状态观测器,用以估计扰动值,并将其前馈补偿到滑模控制... 为解决电驱动多回路液压源中传统永磁同步电机(PMSM)控制方法抗干扰能力不足的问题,基于变系数可变边界层指数趋近律,设计一种快速非奇异终端滑模速度控制器。同时,设计高增益扩张状态观测器,用以估计扰动值,并将其前馈补偿到滑模控制器输出中,实现对扰动的动态补偿。结果表明:相较于传统滑模控制和比例积分(PI)控制方法,该控制策略在响应速度方面分别提高了18%和30%,抗干扰性能方面分别增强了23.8%和38.4%,稳态误差分别减小62.5%、57.4%。因此,该控制策略较传统滑模具有更低的抖振和更小的稳态误差,较PI具有更小超调和更强抗干扰性能,能够满足液压源的多负载特征驱动要求。 展开更多
关键词 多回路液压源 永磁同步电机 滑模控制 负载观测器
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