基于小波变换降噪的声发射源定位方法

选取最优小波基对声发射信号进行小波变换降噪处理,采用阈值法确定不同传感器接收声发射信号时间以提高各向异性材料中声发射源定位精度。在钢板和木板上进行断铅模拟声发射源实验,利用Geiger算法分别计算出降噪前后的声发射源定位结果以验证该定位方法的有效性。结果表明该定位方法能有效减小噪声信号的影响,提高各向异性材料中声发射源定位精度。采用该定位方法对氧化铝陶瓷试件压缩破坏过程中的声发射源进行定位,定位结果有效地反映了材料内微裂纹产生和扩展而导致试件破坏的动态过程。     

压力容器声发射定位算法研究

声发射检测作为常用的无损检测技术被广泛应用于压力容器定期检验中.通过对采集的声发射信号进行定位研究,可精确定位缺陷位置,减少盲目检测并降低安全事故.通过研究最小二乘法定位算法、Geiger定位算法,采用基于最小二乘法的Geiger优化迭代组合定位算法,提高了算法的求解速度,缩短了求解时间,可广泛应用于工程实践.     

时间反转在列车转向架声发射源定位中的应用

针对高速列车转向架的动态检测提出一种新的损伤声源定位方法,采用声发射检测技术对转向架易损伤的焊接部位进行时间反转定位方法研究。首先利用有限元软件建立转向架焊接部位结构有限元模型;然后在模型上模拟发出一个声发射损伤信号,通过预置的声发射传感器接收声发射源信号;最后根据时间反转聚焦原理对接收信号进行处理,并通过检测区域成像,确定损伤声发射源的准确位置。数值仿真实验结果表明:该定位方法能够准确定位声源位置,定位结果比常规四点圆弧法更精确。     

基于声发射的滚动轴承损伤定位方法研究

低速重载轴承故障特征频率低,受转速波动影响大,难以使用频谱分析进行故障源定位。将基于到达时间差的声发射定位方法应用于轴承故障定中,找出损伤的确切位置。针对轴承的环形结构,建立了不依赖于声发射传播速度的定位计算模型。同时提出了基于小波包分解的最优时差计算方法来提高定位精度。推力轴承座圈上的断铅实验和模拟损伤定位实验均表明该方法具有很高的定位精度。该定位方法不依赖于转速和频率分析,对变速大型轴承的故障定位具有应用潜力。     

AE信号快速辨识

根据煤岩声发射监测特性以及声发射信号推断声发射源的技术,提出一种利用近场MUSIC算法快速识别煤岩声发射信号的方法。在煤矿AE信号监测中,利用该算法对声发射信号的空间位置进行估计,将该算法估计的结果与巷道形状及工作面相适配,可以基本定位声发射源的位置。仿真实验结果证明了该算法的有效性。     

BP神经网络在风电塔筒裂纹AE源定位中的应用

针对常规无损检测方法难以对在役风电塔筒进行实时监测及检测效率低等问题,为实现在役风电塔筒的在线监测和塔筒裂纹源的定位。该文提出一种声发射检测技术与BP神经网络相结合的智能定位方法,研究声发射传感器分布对智能定位输出结果的影响。研究结果表明:该方法可有效解决风电塔筒裂纹声发射源的定位问题,为在役风电塔筒运行过程中的实时在线监测提供可靠依据;对于焊接结构对称且具有多条环焊缝的风电塔筒,声发射传感器的分布位置应避开塔筒构件的对称位置,以此提高智能定位输出结果的准确性,为在役风电塔筒检测时声发射传感器的合理、有效布置提供参考。     

基于声发射Lamb波频散特性的轴承损伤单传感器定位

对大型轴承表面损伤进行定位，有助于及时发现故障，加快修复速度。提出了一种使用单个声发射传感器对大型轴承表面损伤进行定位的方法。针对轴承环形结构，利用Lamb波频散特性，估计不同频段信号的可能模式和传播速度，使用Akaike信息准则(AIC)确定不同频段信号到达传感器的时间差。根据不同频带到达传感器的时间差估计不同模式下声发射源位置。针对传播模式不确定和仅利用一个时间差的镜像位置问题，改变传感器位置后对同一声发射源进行第二次定位，剔除不合理的传播模式，从而得到声发射源的唯一确定位置。通过在圆柱滚子推力轴承上进行的断铅试验，验证了该方法的有效性。     

基于独立分量分析的多源冲击定位方法

结构健康监测中常用声发射信号进行声发射源的定位及特征描述。多个冲击事件发生时,声发射信号是多个信号的混叠,而且混合方式未知,这使利用声发射信号对冲击源进行定位变得非常困难。而近年来兴起的基于独立分量分析的盲源分离技术为解决这一难题提供了可能。本文采用基于信息极大化原理的反馈网络结构对同时作用在铝梁上的两个冲击事件产生的声发射混合信号进行分离,估计出各个源信号到达传感器的时延后,运用两点直线定位公式对两个冲击源进行定位。混合仿真实验验证了基于信息极大化原理的独立分量分析方法估计时延的有效性,铝梁上的两源冲击实验,进一步表明运用独立分量分析方法能较好的解决多冲击源定位问题。     

基于近场波束形成法的声发射源定位研究

引入近场波束形成法处理声发射信号,研究在小区域布置少量传感器来实现声发射源定位的新方法.首先,利用板波理论进行声发射信号传播特性研究,对比了板中声发射信号与空气中声波传播的差异性,分析了波束形成法应用于声发射源定位的问题.并在板上进行断铅实验,验证了近场波束形成法进行声发射源定位的有效性.最后,在旋转机械碰摩模拟实验台上进行了碰摩实验,利用波束形成法进行碰摩声发射源定位,所提出的方法能有效地定位旋转机械初始碰摩位置.所得结果可为声发射源定位提供一种新途径.     

基于短时能量的声发射源定位方法研究

通过分析语音信号端点检测的原理,提出将语音信号的短时能量端点检测方法应用于声发射信号到达时间的测定,并采用光纤F-P双探头传感器进行定位实验。首先,运用经验模态分解（EMD）对传感器接收到的声发射信号进行滤波预处理;其次,通过计算声发射信号的短时能量来确定声发射信号的到达时间;最后,根据各传感器检测到的声发射信号的到达时间差进行声发射源定位。实验结果显示,绝对定位精度达到4.9mm,相对精度达到4.67%,证明此方法可行,并达到精度要求。     

Chan算法在海上声源定位测量中的应用

针对到达时间差（Time Difference of Arrival,TDOA）体制下海上声源定位测量问题,研究了Chan算法在定位测量中的应用。建立了基于TDOA体制的海上声源被动定位模型,推导了Chan算法求解TDOA定位方程的步骤,采用了蒙特卡洛数值方法对Chan算法与初始值选择真值的泰勒（Taylor）级数展开法在不同阵元数条件下的定位精度进行了比较,得出了Chan算法在海上声源定位测量中应用条件及基阵布设原则。仿真结果表明,在一定条件下,Chan算法可应用于海上声源定位测量且定位精度较高,研究结果可为海上声源测量系统定位算法设计及基站布设提供参考依据。     

一种二分迭代实时声线修正算法

为提高对水下目标的定位精度,提出并实现了一种二分迭代实时声线修正算法。首先通过二分迭代法快速搜索出水下声源所发出的定位声信号传播声线的初始掠射角,然后以该初始掠射角对应的唯一声线为基础,根据斯涅耳(Snell)声线折射定理计算得到声源与水下接收阵元的距离值,最终利用与声线相符的三路测距值进行交汇解算,完成实时声线修正定位。湖上试验结果表明,该算法简单易行、运算速度快,能够满足实时修正处理的要求,在复杂水文条件下提高了水声定位系统的定位精度。该算法具有良好的工程实用性和通用性,可推广应用于同类水声跟踪定位系统。     

基于二维波束聚焦算法的低速冲击监测研究

冲击损伤监测是结构健康监测的主要研究内容之一,为提高冲击定位的精度以及传感器的利用效率,提出了一种基于十字阵列型传感器布置方法的二维波束聚焦冲击定位算法,在高精度的前提下有效减少了传统定位方法所需布置的传感器数量.通过十字阵列型的压电传感器布置方法,可以将远场的定位精度大大提高,对于内场的盲区采用四点圆弧定位算法进行冲...     

考虑质量变化的空间拱结构小损伤识别方法研究

该研究针对空间拱结构损伤识别精度问题,提出了一种空间拱结构小损伤的动态识别方法。该方法在识别过程中考虑损伤区的质量变化的因素来提高了结构损伤识别的精度。在建立的空间拱结构损伤模型中,应用频率和振型的质量因子变化来表示损伤区质量的变化。应用Wittrick-Williams算法对损伤参数进行计算,根据计算结果来判定结构的损伤位置和程度。为了实现应用最少的测量模态和结构振动特性数据对结构损伤精确识别,建立了一个应用遗传算法的优化计算程序对损伤参数优化计算。在该优化程序中,应用初始的随机染色体群代表沿空间拱不同的损伤分布状况。通过对单一损伤、多个损伤区域和不同边界条件下空间拱进行损伤识别案例对所述方法进行验证,并分析解决了对称结构损伤定位唯一性的问题。结果表明,所提出的识别方法对空间拱结构的损伤具有较好的识别效果,所建立的损伤识别程序具有较高的识别精度。     

Tracking and localization for omni-directional mobile industrial robot using reflectors

In this paper, an improved tracking and localization algorithm of an omni-directional mobile industrial robot is proposed to meet the high positional accuracy requirement, improve the robot's repeatability positioning precision in the traditional trilateral algorithm, and solve the problem of pose lost in the moving process. Laser sensors are used to identify the reflectors, and by associating the reflectors identified at a particular time with the reflectors at a previous time, an optimal triangular positioning method is applied to realize the positioning and tracking of the robot. The experimental results show that positioning accuracy can be satisfied, and the repeatability and anti-jamming ability of the omni-directional mobile industrial robot will be greatly improved via this algorithm. The full text can be downloaded at https://link.springer.com/article/10.1007/s40436-018-0216-y     

结合近似贝叶斯计算和改进群体蒙特卡洛抽样的结构损伤识别

为避免陷入低概率区抽样并提高抽样效率,改进了群体蒙特卡洛(PMC)抽样算法,再结合近似贝叶斯计算(ABC)和随机响应面(SRS)提出一种概率损伤识别方法。首先将ABC和改进PMC算法进行嵌套,利用每个迭代步的样本方差来搅动粒子群和求取自适应权重系数,再构造衡量仿真和实测样本间相似度的误差函数,用于替代似然函数;然后使用SRS建立结构随机响应的显式表达式,大幅提高响应统计特征值的计算效率;最后将求得的参数后验概率分布统计特征值作为损伤指标,根据损伤前后指标值的变化来判断损伤位置和程度。对试验钢筋混凝土梁的单、多工况损伤进行了识别,验证了所提出方法在保证参数后验分布估计精度的条件下,可以有效提高贝叶斯推断过程的计算效率。     

基于模糊神经网络的包装机械臂定位方法研究

目的 为提高包装机械臂的抓取精度,文中基于模糊神经网络设计一种包装机械臂定位方法。方法 将激光测距仪与工业相机融合,可实现目标点的初步定位并得到位姿偏差。以机械臂末端位置误差补偿为例,设计一种模糊神经网络控制器,可实现PID控制关键参数的在线调整以提高误差补偿精度。进一步地,采用果蝇优化算法实现神经网络控制器初始值的优化,可提高控制系统性能。最后,进行实验研究。结果 实验结果表明,机械臂定位算法可使最大绝对误差从7.704 9 mm下降到1.424 2 mm;平均绝对定位误差降低约82.5%;机械臂执行效率与对照组相当。结论 该定位方法可以大幅度提高包装机械臂定位精度,可满足包装、化工、食品等相关行业要求。     

Intent Inference Based Trajectory Prediction and Smooth for UAS in Low-Altitude Airspace with Geofence

In order to meet the higher accuracy requirement of trajectory prediction for Unmanned Aircraft System (UAS) in Unmanned Aircraft System Traffic Management (UTM), an Intent Based Trajectory Prediction and Smooth Based on Constrained State-dependent-transition Hybrid Estimation (CSDTHE-IBTPS) algorithm is proposed. Firstly, an intent inference method of UAS is constructed based on the information of ADS-B and geofence system. Moreover, a geofence layering algorithm is proposed. Secondly, the Flight Mode Change Points (FMCP) are used to define the relevant mode transition parameters and design the guard conditions, so as to generate the mode transition probability matrix and establish the continuous state-dependent-transition model. After that, the constrained Kalman filter (CKF) is applied to improve State-dependent-transition Hybrid Estimation (SDTHE) algorithm by applying equality constraint to the velocity of UAS in the straight phase and turning phase, respectively, and thus the constrained state-dependent-transition hybrid estimation (CSDTHE) algorithm is constructed. Finally, the results of intent inference and hybrid estimation are used to make trajectory prediction. Furthermore, each flight segment of trajectory is smoothed respectively by Rauch-Tung-Striebel (RTS) backward smooth method using the proposed CSDTHE-RTS algorithm, so as to obtain more accurate trajectory prediction results. The simulation shows that the proposed algorithm can reduce the errors of trajectory prediction and the time delay of intent inference.     

基于粒子滤波的液态场环境声源定位方法

研究了石油储罐罐底腐蚀声发射源的定位方法.针对有限空间液态场中水声信号的多途效应严重影响声源目标定位问题,提出一种基于粒子滤波的到达时间差(TDOA)声源定位方法,充分考虑广义互相关结果中多途效应导致的多个峰值,采用高斯似然函数进行重要性采样,实现对多途效应影响的抑制.水池实验结果表明这种方法比传统的Chan方法具有更高的定位准确性和精度,定位结果的均方根误差(RMSE)为Chan方法的10%,提高了定位性能.     

基于YOLOv3和ASMS的目标跟踪算法

为了解决传统算法在全自动跟踪过程中遇到遮挡或运动速度过快时的目标丢失问题,本文提出一种基于YOLOv3和ASMS的目标跟踪算法.首先通过YOLOv3算法进行目标检测并确定跟踪的初始目标区域,然后基于ASMS算法进行跟踪,实时检测并判断目标跟踪效果,通过二次拟合定位和YOLOv3算法实现跟踪目标丢失后的重新定位.为了进一...