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无人机在大型起重设备金属结构检测上的应用 预览
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作者 胡静波 周前 《机械制造与自动化》 2019年第5期165-167,共3页
介绍了大型起重设备结构的损伤形式、检验需求和当前常规检验中存在的问题,论述了无人机平台在行业的应用及解决该类问题的可能性及其优势,对无人机检测系统研制和应用中需要解决的技术难点进行了分析,给出了无人机检测系统样机的技术... 介绍了大型起重设备结构的损伤形式、检验需求和当前常规检验中存在的问题,论述了无人机平台在行业的应用及解决该类问题的可能性及其优势,对无人机检测系统研制和应用中需要解决的技术难点进行了分析,给出了无人机检测系统样机的技术指标和现场实测结果。 展开更多
关键词 大型起重机 结构检测 无人机
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基于旋翼飞行机械臂的在役大型金属结构智能检测系统研究 预览
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作者 周前 丁树庆 +3 位作者 王会方 庆光蔚 胡静波 吴祥生 《机电工程技术》 2018年第11期107-111,共5页
为解决大型金属结构人工检测的高空作业难题,降低金属结构表面灰尘、油污、漆皮剥落对裂纹视觉检测的干扰,将无人机、机械臂与涡流无损检测技术进行有机结合,构建一套面向大型金属结构,以多旋翼无人机为平台,搭载机械臂及末端涡流检测探... 为解决大型金属结构人工检测的高空作业难题,降低金属结构表面灰尘、油污、漆皮剥落对裂纹视觉检测的干扰,将无人机、机械臂与涡流无损检测技术进行有机结合,构建一套面向大型金属结构,以多旋翼无人机为平台,搭载机械臂及末端涡流检测探头,与金属结构表面可靠接触采集缺陷信号,实时传输到地面显示,并以信号处理与模式识别方法实现金属结构表面及亚表面裂纹、锈蚀、孔穴等缺陷识别的智能化检测系统。可有效弥补视觉检测的不足,从根本上改变大型金属结构危险检测环境、重要检测部位的人工检验方式,提高大型金属结构检测的智能化、数字化、自动化水平。 展开更多
关键词 起重机械 金属结构检测 旋翼飞行机械臂 涡流检测 模式识别
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基于故障树的专家系统在起重机运行机构故障诊断中的应用 预览 被引量:1
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作者 胡静波 周前 《机械制造与自动化》 2018年第2期38-40,共3页
介绍了几种常见的故障诊断方法及其在起重机故障诊断中应用的可行性,重点分析了故障树分析法和专家系统诊断方法的基本原理和应用基础,讨论了起重机大车运行机构发生故障的具体原因,指出了在起重机运行机构故障诊断中采用基于故障树的... 介绍了几种常见的故障诊断方法及其在起重机故障诊断中应用的可行性,重点分析了故障树分析法和专家系统诊断方法的基本原理和应用基础,讨论了起重机大车运行机构发生故障的具体原因,指出了在起重机运行机构故障诊断中采用基于故障树的专家系统方法的可能性,并结合该实例给出了具体的诊断推理机制。 展开更多
关键词 起重机 故障诊断 故障树 专家系统
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机械式立体车库防误入预警系统研究 预览
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作者 周前 丁树庆 +3 位作者 庆光蔚 胡静波 倪大进 曹明 《机电工程技术》 2018年第12期26-30,共5页
针对机械式车库人员误入可能造成的人员受伤和设备损坏问题,建立一套机械式车库防误入预警系统。系统利用目前已有的车库现场监控视频图像,采用方向直方图(HOG)特征结合线性支持向量机分类器(SVM)算法对人体目标进行检测识别,开发一套... 针对机械式车库人员误入可能造成的人员受伤和设备损坏问题,建立一套机械式车库防误入预警系统。系统利用目前已有的车库现场监控视频图像,采用方向直方图(HOG)特征结合线性支持向量机分类器(SVM)算法对人体目标进行检测识别,开发一套人员误入行为识别软件,通过串口通信与车库系统急停开关、现场声光报警模块、语音安抚模块、远程GSM短信报警呼救模块连接,当系统软件端识别出人员误入行为时,发出急停信号制停车库,同时进行语音安抚、声光报警、远程GSM短信报警,第一时间呼叫救援人员将误入车库的人员救出。该系统可以有效克服车库目前的激光或红外检测系统存在盲区或失效时间段的不足,更加高效准确地检测识别出人员误入行为,避免人员误入引起的人员伤害和设备损伤,提高机械式车库的本质安全水平。 展开更多
关键词 机械式立体车库 人员误入事故 预警系统 人体目标识别 HOG SVM
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大型起重机金属结构无人机智能视觉检测系统研究 预览 被引量:1
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作者 周前 丁树庆 +3 位作者 冯月贵 张慎如 王会方 任诗波 《内燃机与配件》 2018年第19期224-228,共5页
针对起重机长期承载、疲劳与腐蚀效应、材料老化、磨损、维护保养不良等造成的金属结构疲劳裂纹、表面锈蚀、局部损伤等问题,利用无人机系统技术和机器视觉理论,研究应用于高空、高温、大风等危险恶劣环境下的远程自动检测技术,代替或... 针对起重机长期承载、疲劳与腐蚀效应、材料老化、磨损、维护保养不良等造成的金属结构疲劳裂纹、表面锈蚀、局部损伤等问题,利用无人机系统技术和机器视觉理论,研究应用于高空、高温、大风等危险恶劣环境下的远程自动检测技术,代替或辅助完成人所不能、不适或力所不及的各项结构检测工作。系统采用无人机作为飞行平台,搭载高分辨率视觉传感器探测装置,实时采集显示被检测区域的图像,利用数字图像处理技术进行缺陷特征提取与识别,以求从根本上改变起重机重要检测部位在危险检测环境下的人工检验方式,进一步提高特种设备的自动化检测水平。 展开更多
关键词 起重机械 金属结构检测 无人机 视觉检测 多尺度几何分析 支持向量机
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基于支持向量机的电梯制动器智能监测预警系统 被引量:3
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作者 周前 丁树庆 +6 位作者 冯月贵 胡静波 王会方 金严 庆光蔚 钱程 李晨晨 《中国特种设备安全》 2018年第5期22-27,共6页
为减少电梯制动器故障引起的安全隐患,建立了制动器智能监测与故障预警系统。通过非接触式测量方法采集制动器抱闸间隙、闸瓦磨损量、制动距离、制动器线圈电压、曳引机工作电流、制动器工作温度和噪音等关键参数,对这些运行参数进行... 为减少电梯制动器故障引起的安全隐患,建立了制动器智能监测与故障预警系统。通过非接触式测量方法采集制动器抱闸间隙、闸瓦磨损量、制动距离、制动器线圈电压、曳引机工作电流、制动器工作温度和噪音等关键参数,对这些运行参数进行实时监测。利用系统采集少量样本数据,通过小波包分析提取监测数据的能量特征值和特征向量,建立制动器的健康模式库,然后对系统实时监测的数据信号进行特征提取作为测试数据,利用支持向量机(SVM)聚类分析给出机器的运行状态,对制劝器可能发生的常见故障(制动力不足、制动器卡阻、带闸运行等)进行诊断和预测,并根据预测结果进行预测性维修,将制动器故障消除在萌芽状态,避免造成事故,保障电梯安全运行。 展开更多
关键词 电梯制动器 智能监测 故障预警 大数据分析 小波包分析 支持向量机
基于改进BRISK的图像拼接算法 预览 被引量:12
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作者 董强 刘晶红 +1 位作者 王超 周前 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期444-450,共7页
为了获得精准的航空拼接图像,更好地解决图像拼接中经常出现的尺度变化、角度旋转、光照差异以及传统的BRISK(Binary Robust Invariant Scalable Keypoints)算法匹配正确率较低,图像拼接精度低等问题,该文提出一种全新的基于有向... 为了获得精准的航空拼接图像,更好地解决图像拼接中经常出现的尺度变化、角度旋转、光照差异以及传统的BRISK(Binary Robust Invariant Scalable Keypoints)算法匹配正确率较低,图像拼接精度低等问题,该文提出一种全新的基于有向线段的BRISK特征的图像拼接模型。首先,使用BRISK算法进行图像匹配,得到粗匹配点对,再构造有向线段及其BRISK特征进行邻近线段匹配,通过概率统计模型进行特征点的精匹配,最后进行加权融合和亮度均衡化进行图像融合完成图像拼接。实验结果表明,该文算法针对图像的光照条件不同、角度旋转、分辨率低、尺度变化等均有良好的鲁棒性和稳定性,该文算法是一种耗时短、精确度高、拼接效果良好的图像拼接方法。 展开更多
关键词 图像配准 图像拼接 BRISK特征 邻近线段
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用于遥感图像拼接的改进SURF算法 预览 被引量:3
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作者 董强 刘晶红 周前 《吉林大学学报:工学版》 CSCD 北大核心 2017年第5期1644-1652,共9页
经典的SURF算法存在许多不足,如特征描述符维度高、运算量大,对于旋转和拍射视角变换角度过大时,匹配精度低等。针对以上问题,提出了一种改进算法,首先通过Hessian矩阵提取特征点,然后采用特征点圆形邻域进行特征描述,使用Haar小波响应... 经典的SURF算法存在许多不足,如特征描述符维度高、运算量大,对于旋转和拍射视角变换角度过大时,匹配精度低等。针对以上问题,提出了一种改进算法,首先通过Hessian矩阵提取特征点,然后采用特征点圆形邻域进行特征描述,使用Haar小波响应为每个特征点建立描述符,同时计算邻域内归一化的灰度差分及二阶梯度,形成新的特征描述符,最后采用RANSAC算法剔除误匹配点。该算法不仅较经典SURF算法具有速度优势,同时充分利用了灰度信息和细节信息,具有更高的精度。实验结果表明:该算法对图像的模糊、光照差异、角度旋转、视场变换等均有良好的鲁棒性和稳定性。将该算法应用于遥感图像拼接,得到无明显几何移位、边缘衔接良好的拼接图像。该算法是一种耗时短、精度高的图像配准算法,能够满足遥感图像拼接对配准的要求。 展开更多
关键词 计算机应用 图像配准 特征提取 SURF算法 二阶梯度
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对2016版检规中吊运熔融金属起重机检验项目的探讨 被引量:1
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作者 胡静波 吴祥生 周前 《中国特种设备安全》 2017年第1期12-15,共4页
本文首先对2016版起重机检规中关于吊运熔融金属起重机特殊要求的项目进行了梳理,并比较了监督检验和定期检验相关检验项目设置的差异;接着对吊运熔融金属起重机的现状进行了分析;在此基础上分析了现场检验中可能会遇到的问题并给出了... 本文首先对2016版起重机检规中关于吊运熔融金属起重机特殊要求的项目进行了梳理,并比较了监督检验和定期检验相关检验项目设置的差异;接着对吊运熔融金属起重机的现状进行了分析;在此基础上分析了现场检验中可能会遇到的问题并给出了解决的建议。本文对检验项目的分析和建议可进一步加强检验人员对吊运熔融金属起重机安全性的要求,保障特种设备安全。 展开更多
关键词 监督检验规则 定期检验规则 熔融金属 起重机
基于多台北斗接收机的测姿精度对目标定位精度影响分析 预览 被引量:2
10
作者 蔡明兵 王超 +2 位作者 刘晶红 周前 宋悦铭 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期902-912,共11页
飞机姿态测量是无人机系统目标定位的重要环节。该文拟采用多台北斗天线测姿,分析了北斗接收天线测姿精度对机载光电平台目标定位精度的影响。为此,本文建立机载光电平台目标定位系统模型,用蒙特卡洛法分析目标定位误差,并对飞机姿态测... 飞机姿态测量是无人机系统目标定位的重要环节。该文拟采用多台北斗天线测姿,分析了北斗接收天线测姿精度对机载光电平台目标定位精度的影响。为此,本文建立机载光电平台目标定位系统模型,用蒙特卡洛法分析目标定位误差,并对飞机姿态测量误差在0.05°-1°范围内以及飞行高度在1 000-8 000m时的垂直下视和斜视目标定位误差进行比较。实验结果表明,在姿态测量误差及飞行高度范围内,垂直下视目标定位高程误差在20 m左右,平面定位误差为23-65m;斜视定位(-60°斜视,俯仰轴以水平向前为0°)大地高误差为20-30m,平面定位误差为24-71m。同时分析了天线摆放及基线长度对测姿精度的影响。目标定位误差主要与飞机姿态角测量误差、北斗系统误差、光电平台方位角和高低角测量误差有关,还与目标与飞机之间的斜距有关。飞行高度越大,光电平台高低角越小,斜距越大,则目标定位误差越大。基线越长,测姿精度越高,当基线垂直时,横滚角误差最小。 展开更多
关键词 北斗接收天线 姿态精度 蒙特卡洛法 目标定位误差
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一种用于图像拼接的改进BRISK算法 预览 被引量:3
11
作者 陈思聪 刘晶红 +1 位作者 何林阳 周前 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期324-330,共7页
为了获得精准的航空拼接图像,本文提出了一种结合BRISK算法与互相关模块匹配算法的新算法。传统的BRISK算法在拼接平移方向上存在较大的误差。针对该问题,首先使用BRISK算法实现尺度和旋转的校正,再引入模块匹配方法完成平移校正,同时在... 为了获得精准的航空拼接图像,本文提出了一种结合BRISK算法与互相关模块匹配算法的新算法。传统的BRISK算法在拼接平移方向上存在较大的误差。针对该问题,首先使用BRISK算法实现尺度和旋转的校正,再引入模块匹配方法完成平移校正,同时在BRISK算法中加入RANSANC算法实现精准拼接。实验结果表明,本文算法是一种运算时间短、精确度高、拼接效果良好的图像拼接方法。 展开更多
关键词 图像拼接 BRISK特征 RANSANC算法 模板匹配
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基于相机内外参数的机载光电平台图像几何校正 预览 被引量:1
12
作者 李铁成 刘晶红 周前 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期32-37,共6页
传统机载光电平台图像几何校正依赖于控制点,实时性较差,不利于实现自动校正。该文在缺少控制点的情况下,通过相机内、外参数对机载光电平台原始图像进行几何校正。建立了正确的几何数学模型,采用Matlab的Camara Calibration Toolbox工... 传统机载光电平台图像几何校正依赖于控制点,实时性较差,不利于实现自动校正。该文在缺少控制点的情况下,通过相机内、外参数对机载光电平台原始图像进行几何校正。建立了正确的几何数学模型,采用Matlab的Camara Calibration Toolbox工具箱对相机进行标定获得相机内参数,采用惯性导航系统提取相机外参数,依据提取的内、外参数对图像的几何畸变进行校正。利用获得的实验数据对由同一相机拍摄的图像进行校正验证,实验结果表明,畸变图像得到了很好的还原,各姿态角测量精度为0.05°时,图像校正均方差约为0.996 3像素。研究表明,此方法准确、快速、直观,可移植性及实用性强。 展开更多
关键词 航空光电成像 几何畸变校正 内参数 外参数 摄像机标定
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航空变焦距镜头非线性畸变快速校正方法 被引量:2
13
作者 周前 刘晶红 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期139-152,共14页
针对航空变焦距镜头的非线性畸变随焦距变化而变化的问题,提出一种地面离线标定和机上在线校正相结合的快速校正方法。利用单参数除式模型校正镜头畸变,根据模板图像中共线点的投影不变性,采用变步长优化搜索方法求解出若干离散焦距下... 针对航空变焦距镜头的非线性畸变随焦距变化而变化的问题,提出一种地面离线标定和机上在线校正相结合的快速校正方法。利用单参数除式模型校正镜头畸变,根据模板图像中共线点的投影不变性,采用变步长优化搜索方法求解出若干离散焦距下镜头的畸变系数和畸变中心坐标,分析了畸变参数随焦距变化的规律,建立了畸变参数与焦距之间的经验公式。在飞行实验中,将实际工作焦距值代入经验公式得到相应畸变参数对实景图像进行自动校正。对模板图像与实景图像的校正结果表明,该方法能有效校正变焦距镜头的非线性畸变,对3幅不同焦距下的720 pixel×576 pixel模板图像校正平均均方差约为2.68 pixel,平均校正时间约为4.82 s。该方法具有效率高,便于自动化实现和工程应用的优点。 展开更多
关键词 成像系统 畸变校正 除式模型 变焦距镜头 摄像机标定
航空变焦距斜视成像几何畸变的自动校正 预览 被引量:4
14
作者 周前 刘晶红 +1 位作者 王宣 孙明超 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2927-2942,共16页
针对变焦距航空摄像机斜视成像产生的几何变形,提出一种同时校正斜视梯形失真和变焦距镜头非线性畸变的自动校正方法。根据直线透视投影不变性原理,利用单参数除式模型通过变步长优化搜索方法得到不同焦距对应的镜头畸变系数和畸变中心... 针对变焦距航空摄像机斜视成像产生的几何变形,提出一种同时校正斜视梯形失真和变焦距镜头非线性畸变的自动校正方法。根据直线透视投影不变性原理,利用单参数除式模型通过变步长优化搜索方法得到不同焦距对应的镜头畸变系数和畸变中心坐标;研究了焦距变化对畸变的影响规律,校正了镜头畸变使其满足针孔成像模型;引入飞机位置、姿态和摄像机视轴指向方位等因素,将航空图像重投影到地图坐标系中,对坐标变换后的像素亮度值进行重采样得到校正斜视变形和镜头畸变后的正射投影图像。对不同焦距和位置姿态下拍摄的地面靶标畸变图像和实际航空变焦距斜视图像进行了校正。结果表明,该方法能够有效准确地校正图像的几何变形,当飞行高度为2 500m时,在文中给定的位置姿态精度下的图像几何校正均方误差约为2m,较好地满足了后续图像拼接需求。该方法效率高,便于自动化实现,对提高图像拼接精度和实现目标精确定位与实时稳定跟踪具有重要意义。 展开更多
关键词 变焦距斜视成像 几何校正 镜头畸变 除式模型 摄像机标定
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机载光电成像平台的多目标自主定位系统研究 被引量:16
15
作者 周前 刘晶红 +1 位作者 熊文卓 宋悦铭 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期181-195,共15页
为同时对多个目标实施实时或准实时定位,建立了机载光电成像平台多目标自主定位系统,针对该系统提出一种基于像元视线向量的多目标自主定位模型。通过目标检测算法得到视场中各目标的像素坐标,根据单面阵电荷耦合器件(CCD)传感器的成... 为同时对多个目标实施实时或准实时定位,建立了机载光电成像平台多目标自主定位系统,针对该系统提出一种基于像元视线向量的多目标自主定位模型。通过目标检测算法得到视场中各目标的像素坐标,根据单面阵电荷耦合器件(CCD)传感器的成像原理,构造各目标的视线向量并计算其与图像中心主目标的像元视线角,结合已测得的主目标相对光电平台的方位角、高低角和距离,计算出各目标与机载光电平台的角度与距离关系,应用全球定位系统(GPS)、航姿测量技术获取载机的位置姿态信息,通过齐次坐标变换方法计算出单幅图像中多个目标的大地坐标。针对镜头畸变引起的定位误差,提出基于畸变率的方法进行畸变修正。在1100 m高空对地面目标定位时,多目标定位的圆概率误差(CEP)约为28.74 m,大地高定位误差约为18 m,能同时对50个目标进行实时地理定位。当镜头畸变率为2%时,畸变修正后圆概率误差减小了7%。该多目标自主定位方法具有效率高,便于工程应用的优点。 展开更多
关键词 测量 多目标自主定位 视线向量 齐次坐标变换 畸变修正 递归最小二乘
面阵CCD航空相机斜视图像的几何校正 预览 被引量:9
16
作者 周前 刘晶红 +1 位作者 居波 李刚 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期505-513,共9页
为增大机载光电侦察系统的视场角,航空相机多采用扫描方式对地摄影成像,文章针对面阵 CCD航空相机斜视摄影引起的图像变形进行校正.由于该类相机与载机之间存在方位和俯仰两轴运动,文章同时考虑相机相对载机的旋转角度和载机相对地... 为增大机载光电侦察系统的视场角,航空相机多采用扫描方式对地摄影成像,文章针对面阵 CCD航空相机斜视摄影引起的图像变形进行校正.由于该类相机与载机之间存在方位和俯仰两轴运动,文章同时考虑相机相对载机的旋转角度和载机相对地面的姿态角,建立了更符合该类相机工作状态的六姿态角投影校正模型,推导出同一地物在畸变图像和标准图像上的像素坐标变换关系,采用双线性插值算法对坐标变换后的像素灰度值进行重采样,对航空图像进行自动校正.最后,对某机场的航拍图像进行校正实验,并与基于地面控制点的多项式校正方法以及基于畸变图像和参考图像配准的校正方法进行比较.实验结果表明,六姿态角投影校正模型能够取得比较高的校正精度(可达像素级),当姿态角的测量精度为3′,图像大小为512 pixel×512 pixel时,图像校正的均方根误差为1.1747 pixel.该方法不需要提供参考图像和野外采集地面控制点数据,便于工程实现,基本满足航空图像处理的稳定可靠、精度高、实时性强等要求. 展开更多
关键词 航空遥感 面阵CCD图像 几何校正 斜视摄影
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面阵CCD航空相机斜视图像几何畸变校正误差分析 预览 被引量:8
17
作者 周前 刘晶红 李刚 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期1-8,共8页
文章主要讨论了面阵CCD航空相机斜视摄影中所获取图像的几何畸变校正及其误差分析问题。由于斜视成像过程中飞机姿态和相机成像方位的变化,使图像存在严重的几何变形,文章根据面阵CCD航空相机成像过程中的几何关系,说明了基于共线方程... 文章主要讨论了面阵CCD航空相机斜视摄影中所获取图像的几何畸变校正及其误差分析问题。由于斜视成像过程中飞机姿态和相机成像方位的变化,使图像存在严重的几何变形,文章根据面阵CCD航空相机成像过程中的几何关系,说明了基于共线方程的几何校正算法原理,重点对校正后图像的几何失真误差进行了分析,建立了该几何校正算法的误差传递模型,分析了图像几何畸变校正精度与各姿态角的测量精度、相机相对地面高度的测量精度的关系。若使图像校正达到像素级精度(2~3 pixels),对于1k×1k pixels图像,各姿态角的测量精度至少应达到6′,对于2k×2k pixels图像,各姿态角的测量精度至少应达到3′;对于1k×1k pixels图像,取基准航高为2000m,要使图像比例尺归一化过程的均方根误差小于2 pixels,航高测量误差应小于5m。通过实际航拍图像的校正实验验证了几何校正方法以及误差分析的正确性。 展开更多
关键词 航空遥感 面阵CCD图像 几何校正 误差分析
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箱式无尘黑板 预览 被引量:2
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作者 熊雪梅 许兴竹 +2 位作者 朱立佳 周前 王超凡 《机械工程师》 2014年第10期51-52,共2页
针对目前传统黑板难擦拭,漫天飞舞的粉笔灰容易造成慢性疾病,严重影响老师、学生身体健康的问题,设计了一款自动清洁的黑板。它主要由黑板擦、导轨、滑块、电机和传动装置组成。电机带动黑板擦在导轨上左右移动擦洗黑板。整个过程在密... 针对目前传统黑板难擦拭,漫天飞舞的粉笔灰容易造成慢性疾病,严重影响老师、学生身体健康的问题,设计了一款自动清洁的黑板。它主要由黑板擦、导轨、滑块、电机和传动装置组成。电机带动黑板擦在导轨上左右移动擦洗黑板。整个过程在密闭的箱体中进行,有效控制了粉尘飞扬,彻底解决黑板粉尘污染问题。 展开更多
关键词 无尘黑板 自动擦洗 绿色环保 链传动
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