• 2017年第31卷第4期文章目次
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    • 带钢表面粗糙度在线检测技术最新进展

      2017, 31(4):493-500. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.001

      摘要 (2906) HTML (0) PDF 1.60 M (18933) 评论 (0) 收藏

      摘要:表面粗糙度作为冷轧带钢重要的一项表面质量指标,其在线检测方法研究已成为高品质汽车板带产品生产的关键技术之一。传统的带钢表面粗糙度检测手段触针法存在离线测试、损伤表面、响应速度慢等问题,使得基于光学作用机理的光切法、光干涉法、散斑法、散射法等在线实时检测技术得到关注并发展迅速。近年来,带钢表面粗糙度的在线检测技术在原理推导、模型构建、样机实验、分析校准等方面取得了长足的进展,但冷轧带钢平整作业的轧辊控制(如辊形、运行速度等)与表面粗糙度在线检测精度之间的矛盾仍然是实时测控的难点问题。从带钢表面粗糙度在线检测的实际需求出发,分析理论研究成果,比较相应检测设备的特点和适应性,提出有效解决实时检测难点问题的可行方案,并对国内外带钢表面粗糙度在线检测的理论与实践发展趋势进行展望。

    • 电动汽车动力电池与风电协同利用的优化调度策略研究

      2017, 31(4):501-509. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.002

      摘要 (3156) HTML (0) PDF 3.35 M (18644) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对如何通过电动汽车与风电协同利用实现负荷曲线削峰填谷问题,主要研究电动汽车动力电池与风电协同优化调度策略。首先建立包含电动汽车、风电和电网负荷需求的电动汽车风电协同利用模型;然后考虑电动汽车作为交通工具和其动力电池的特性,提出了可用时间、电池剩余容量和充放电功率3个约束条件;进一步采用线性递减惯性权值的改进粒子群算法(PSO)进行求解;最后,实验分析了常规、反调峰和正调峰3种风电出力以及不同风电渗透率对模型的影响,以及参与电网互动的电动汽车数量对模型的影响,验证了电动汽车风电协同模型的有效性,实现了对负荷曲线削峰填谷。

    • 某车辆排气系统动态特性计算,测量及分析

      2017, 31(4):510-515. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.003

      摘要 (2335) HTML (0) PDF 1.58 M (18678) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析某车辆排气系统的动态特性,对其分别利用计算模态分析技术和测量模态分析技术进行了研究,获得了该排气系统的前六阶计算模态参数和测量模态参数。通过对比发现前六阶固有频率计算和测量结果误差小于6.5%,振型基本一致。进而根据计算和测量结果分析了该排气系统动态特性,发现该车辆在发动机怠速与经济转速激励下均不会发生共振,并且分析了该排气系统动态特性设计的薄弱环节。研究方法与结果对于汽车排气系统动态特性设计具有一定指导意义。

    • 基于地面激光雷达的输电线路铁塔倾斜度测量

      2017, 31(4):516-521. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.004

      摘要 (3014) HTML (0) PDF 6.01 M (18866) 评论 (0) 收藏

      摘要:输电线路杆塔倾斜度是线路设计与运维均需考虑的重要参数之一,便携高效地实现输电线路杆塔倾斜度的精确测量和数字化描述,具有重要的价值。鉴于现有测量方法的不足和地面三维激光雷达技术的特点,提出了基于地面三维激光雷达实现输电线路杆塔倾斜度测量的新方法,搭建了试验系统,并基于搭建的试验系统开展了现场可行性与对比测试。现场可行性与对比测试结果表明基于地面三维激光雷达不仅能正确地实现杆塔倾斜测量,而且现场测试强度低,测量精度与全站仪测量法精度相当,满足工程测量需求;通过对目标对象的三维虚拟重构,地面三维激光雷达测量方法实现了测量结果可视化化和数字化描述,便于存档和追溯校核;所搭建的测试系统可用于实际工程测量。

    • 局部梯度DT-CWT主方向模式的表情识别

      2017, 31(4):522-529. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.005

      摘要 (3162) HTML (0) PDF 2.36 M (18443) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种采用局部梯度双树复小波变换(dualtree complex wavelet transform, DTCWT)主方向模式(dominant direction pattern, DDP)的人脸表情识别方法。首先,对归一化后的表情图像进行4层DTCWT,每一层得到8个方向的DTCWT特征图像,其中包括6个高频方向和2个低频方向,构建一种新的主方向模式(IDDP)对每个DTCWT特征图像进行编码;然后按照基于梯度方向的融合规则将每一层上IDDP编码特征图融合到一起,将融合图进一步划分为若干个不重叠且大小相等的子块,分别计算每个子块区域的直方图分布,将其联合起来得到人脸表情图像的特征;最后,采用基于Fisher加权的Chi平方概率统计最近邻方法进行分类识别。大量实验表明,算法在识别率和识别时间上都体现出了一定的优势。

    • 基于LMD多尺度熵和极限学习机的模拟电路故障诊断

      2017, 31(4):530-536. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.006

      摘要 (2231) HTML (0) PDF 1.60 M (18475) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了高速、高效的测试和诊断模拟电路,提出一种将局部均值分解(LMD)多尺度熵和极限学习机相结合的模拟电路故障诊断的新方法。该方法中,首先采用LMD将故障信号分解为若干个乘积函数(production function,PF);然后,求出各PF分量的多尺度熵并构造故障特征向量;最后,将特征向量输入到极限学习机中进行训练和测试。仿真实验结果显示采用该方法诊断时间只需0.028 74 s,诊断精度达到了98.89%。相较于其他3种方法有效减少诊断时间,提高故障诊断精度。

    • 基于模糊转换的图像椒盐噪声检测和去除

      2017, 31(4):537-542. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.007

      摘要 (2612) HTML (0) PDF 6.01 M (18807) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了去除椒盐噪声,提高图像的质量,提出了一种基于模糊转换的加权均值方法来有效的对图像中的噪声进行抑制,主要包含两个阶段:噪声检测和噪声去除。在噪声检测阶段,首先将不含噪声的像素点与可能为噪声的像素点(像素取最大值或最小值)区分开来,对于后者,提出了一种相邻处理过点的绝对差分和方法对其是否为噪声进行进一步判别,并引入两个预定的阈值,将可能为噪声的像素点划分为3类:无噪声点、轻度噪声点和重度噪声点;在噪声去除阶段,一种D8距离相关的模糊转换加权均值滤波方法被提出对噪声进行有效的去除。仿真结果表明,与一些现存方法相比,提出的方法较好的去除了椒盐噪声,并且在去除噪声的同时较好的保持了图像的细节信息,无论是峰值信噪比(PSNR)还是结构相似度(SSIM)都有了较大的提高。和实验效果与其最接近的自适应加权均值滤波相比,提出方法节省了超过65%的运行时间。

    • 基于航拍图像去雾增强的秸秆焚烧监测技术研究

      2017, 31(4):543-548. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.008

      摘要 (2743) HTML (0) PDF 10.06 M (19913) 评论 (0) 收藏

      摘要:秸秆焚烧会造成严重的大气污染,航拍检测秸秆焚烧能够实现实时监测,具有便捷、实时的特点。但秸秆焚烧点航拍监测图像受天气中悬浮粒子影响,画质退化严重。针对该问题,提出来一种新的图像增强算法。算法在传统的暗通道先验算法基础上,对图像的直方图进行统计并采用自适应系数的去雾增强算法修正,并通过对比度增强最终提高航拍图像的质量。主客观实验结果表明,该算法在白天浓雾环境以及夜晚的低亮度环境下有较好的画质增强效果和较高的实用价值。

    • 基于POBT的空瓶规则纹路区域缺陷检测

      2017, 31(4):549-558. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.009

      摘要 (3196) HTML (0) PDF 3.42 M (18355) 评论 (0) 收藏

      摘要:现有的玻璃瓶瓶身质量检测方法中,缺乏对有纹理图案的玻璃瓶的缺陷检测,针对这一问题,提出一了种仅基于相位变换(phase only based transition,POBT)的玻璃瓶纹理区域缺陷检测算法。该算法采用基于灰度投影的方法求取玻璃瓶瓶身中心坐标,利用基于相位的变换方法,通过归一化过程去除玻璃瓶规则纹路区域的低频纹路分量,仅保留下缺陷图像,应用概率修正自适应阈值分割方法对经过POBT变换后去除纹理留下的缺陷的图像进行分割,提取缺陷,并将该分割方法与3种传统型的方法进行对比。实验结果表明,该方法可实现瓶身规则纹路区域的高速高精度缺陷检测。

    • 基于KAZE的自适应模糊图像配准算法

      2017, 31(4):559-565. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.010

      摘要 (3238) HTML (0) PDF 8.99 M (18388) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高图像配准算法对于模糊图像的配准性能,提出一种融合非线性尺度空间和空间余弦相似度的自适应模糊图像配准算法。该算法将非线性尺度空间理论应用于图像的局部特征提取,采用KAZE算法提取图像的特征点,以构成MSURF特征描述符;利用空间余弦对图像特征点进行匹配,并且根据不同的图像特性进行自适应阈值匹配,以得到便于寻求最优变换关系的合理数量的匹配点对;最后采用RANSAC算法滤除误匹配点对,以提升算法精度。实验结果表明,该算法可以有效地提高模糊图像配准的匹配准确率和精度,准确率和精度比KAZE算法最大可以提高25%和7.909像素,具有更好的配准性能。

    • WGC特征描述的人脸表情识别

      2017, 31(4):566-572. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.011

      摘要 (3346) HTML (0) PDF 1.66 M (18252) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对韦伯局部特征(WLD)仅计算中心像素与周围像素差异提取特征的不足,提出了一种韦伯梯度编码(WGC)特征描述的人脸表情识别算法。首先计算当前像素点周围水平、垂直和对角位置上的数值差与当前像素点的差异构成WGC特征的差动激励;然后进一步提出基于水平和对角线优先原则的WGC_HD特征;最后利用最佳分块方式得到行分块WGC_HD特征,采用自动优化参数的SVM分类器完成人脸表情识别。在公共人脸表情库JAFFE和CK库上进行交叉实验,平均识别率及平均特征提取时间分别为95.49%、12.30 ms和9763%、31.54 ms。行分块WGC_HD特征考虑了不同梯度方向的像素差异,较好描述了表情图像的局部结构信息且具有较低的时间复杂度,与目前典型的表情识别算法结果对比也验证了算法具有较高的识别精度。

    • 基于集成Gabor特征的步态识别方法

      2017, 31(4):573-579. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.012

      摘要 (2770) HTML (0) PDF 1.43 M (18216) 评论 (0) 收藏

      摘要:步态对个人身份进行识别受到越来越多生物识别技术研究者的重视。步态能量图是一种有效的步态表征方法.通过提取步态能量图中的动态区域并利用Gabor小波变换对其特征提取,但经过 Gabor 变换后特征维数较高,必须经过有效的特征融合和选择。由此针对传统的 Gabor 特征提取后存在特征维数较高的缺点,提出了一种基于集成Gabor特征的步态识别方法。首先,采用均值融合和差分二值编码这两种集成方法,对动态区域Gabor特征图进行多尺度和多角度的集成,获得26张集成Gabor特征图;然后从26张集成Gabor特征图中选出4张作为最终的特征向量;最后将特征向量输入KNN分类器进行步态识别。实验结果表明,基于集成Gabor特征的步态识别方法,能够对步态特征进行有效分离和表达,同时降低维数并紧凑表征数据,对步态信息进行正确归类。

    • 不相干约束项的判别字典表示电能质量扰动分类研究

      2017, 31(4):580-587. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.013

      摘要 (3491) HTML (0) PDF 1.26 M (18200) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对稀疏表示电能质量扰动识别中判别字典学习的冗余性,提出一种具备精简性和不相干约束项的判别字典学习电能质量扰动分类方法。首先,将不同电能质量扰动样本训练获得子字典,公共字典和判别字典。接着,利用判别字典优化方法求解出降维测试信号的稀疏表示。最后,利用稀疏表示重构方法求解测试样本,由冗余残差最小值确定电能质量扰动信号的类型。不相干约束项的判别字典学习方法是在训练字典的过程中直接驱使字典具有判别性,获得更加精简且具有判别性的稀疏字典来提升最终的识别性能。实验结果表明8类电能质量扰动信号在40、30、20 dB信噪比递减时,平均扰动识别率有所降低但平均识别精度仍高达96%以上。仿真实验结果表明该方法能有效的对不同电能质量扰动进行识别并提高识别结果的精确度,并且不相干约束项的判别字典算法更优化于判别字典学习算法的分类识别性能。

    • 基于奇异值分解的风电场杂波微动特征提取

      2017, 31(4):588-595. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.014

      摘要 (2769) HTML (0) PDF 1.82 M (18153) 评论 (0) 收藏

      摘要:风电场作为一种特殊的大型建筑物,会影响航管监视雷达对飞机目标的准确探测。同时,由于风电场通常分布在某一大面积区域,风轮机之间具有多径传输特性,进而会影响航管监视雷达对飞机目标的定位和测速。因而,分析风电场杂波的微动特征有助于检测和识别风电场杂波信号,提高雷达探测目标的准确性。基于航管监视雷达风电场回波信号模型,利用奇异值分解技术分析了风电场回波信号的微动特征,并构造相应的特征量实现其微动特征的提取。同时,在飞机目标存在背景下,提取了风电场回波的微动特征,并将其与飞机目标的多普勒特征进行对比分析,仿真结果证明了所提方法的有效性。

    • 感应电机滑模变结构控制系统的半实物仿真

      2017, 31(4):596-603. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.015

      摘要 (2690) HTML (0) PDF 3.86 M (17867) 评论 (0) 收藏

      摘要:滑模变结构控制非常适用于高阶非线性系统,但如何快速而有效地验证此类先进控制算法是开发人员面临的主要问题。基于此,针对大功率高性能调速控制系统,提出了快速验证的半实物仿真方案。首先,设计出基于滑模变结构控制的感应电机电流内环控制策略,在分析半实物仿真机理的基础上,搭建了滑模变结构控制系统的实时仿真模型,实现了系统硬件在环仿真,并分别对PI控制和滑模变结构控制的电流控制效果进行了对比实验。结果表明,滑模变结构控制策略在动态性能和抗负载扰动性能方面具有明显优势,半实物方案对先进控制算法的有效验证和应用具有重要意义。

    • 电磁相关法测量传感器励磁线圈轴向长度优化设计

      2017, 31(4):604-609. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.016

      摘要 (2997) HTML (0) PDF 2.04 M (17952) 评论 (0) 收藏

      摘要:小管径电磁相关法流量测量传感器在石油生产测井领域有着广泛的应用前景,其中,励磁线圈的参数设计是实现该传感器关键技术问题之一。通过对传感器内部测量空间磁场进行理论与传感器测量原理分析,提出了新的磁场评价指标,并在不同流速、不同励磁线圈轴向长度的情况下进行数值仿真,应用新的磁场评价指标与传统的磁场评价指标对比分析,获得了电磁相关法流量测量传感器的励磁线圈轴向长度设计参数,并搭建实验平台进行初步实验验证,为该类传感器励磁线圈的优化设计提供了方案,加快该类测量仪器的开发进程。

    • 高速飞行器等离子鞘套的自适应天线匹配系统设计

      2017, 31(4):610-616. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.017

      摘要 (2883) HTML (0) PDF 2.59 M (18641) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决高速飞行器表面产生的等离子鞘套对天线造成失配和驻波比劣化的影响,提出了自适应天线匹配的设计方案。通过使用微带定向耦合器实时测量受到等离子鞘套影响的失配天线,系统可根据失配天线的阻抗数值调整天线端口处的Pi型匹配网络参数,以实现天线阻抗的重新匹配。其中Pi型匹配网络的设计没有采用传统的电感方式,而是改用插入损耗小的1/4波长线加变容二极管方式实现,整个系统以S波段为设计频率,实测系统的总插入损耗为0.63 dB。通过实验测试表明,该系统能将失配驻波为10的天线重新调配到驻波1.5以内。

    • 基于L型阵列的故障声源位置估计

      2017, 31(4):617-622. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.018

      摘要 (2754) HTML (0) PDF 989.45 K (2996) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的故障诊断方法主要是基于接触式的振动信号分析,在某些特殊环境下该方法具有很大的局限性,而基于设备运转过程中的声音信号就可以解决该问题。提出了基于L型声阵列的位置估计方法来进行故障诊断,采取了雷达中常用的基于二维MUSIC的DOA估计,并研究了算法的估计性能情况。分别研究了在不同的阵元个数、信噪比和快拍数下的2DDOA估计的计算机仿真结果,并和基于矩形阵列的DOA估计进行了比较。研究结果表明,在不同的参数下该算法的估计结果也会有很大的不同。所以在选择合适的参数条件下,该算法可以应用于齿轮箱的故障诊断中。

    • 耐冲刷薄膜铂电阻热流传感器研制

      2017, 31(4):623-629. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.019

      摘要 (2748) HTML (0) PDF 3.32 M (17599) 评论 (0) 收藏

      摘要:薄膜铂电阻热流传感器是激波风洞气动热环境试验的主要测量手段,其缺点是不耐冲刷、易损坏,影响风洞试验效率。为增强铂薄膜热流传感器的耐冲刷能力,以厚度0.06 μm的铬薄膜作为底衬,既能增强铂薄膜在玻璃基体上的附着力,又不会影响铂薄膜的电阻温度系数,并覆盖厚度0.2 μm的二氧化硅薄膜作为保护膜,制作了3层膜结构和两种两层膜结构的热流传感器样品。分析了铬膜及二氧化硅膜对热流传感器电阻温度系数的影响,对3层膜和单层膜热流传感器的一维传热过程进行对比仿真计算,证明二氧化硅膜不会对激波风洞热流测量结果带来明显的影响。通过开展热流传感器的对比验证试验,证明多层膜热流传感器热流测量结果的可靠性,其热流测量精度和耐冲刷能力都得到一定程度提升。

    • 基于Synchrosqueezing小波变换的谐波和间谐波检测方法

      2017, 31(4):630-635. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.020

      摘要 (2994) HTML (0) PDF 2.56 M (17510) 评论 (0) 收藏

      摘要:非线性电力元件的广泛使用使电力系统的谐波和间谐波污染越来越严重。为准确计算谐波和间谐波的参数特征,以有效克服噪声影响,提出基于Synchrosqueezing小波变换的谐波和间谐波的一种检测方法。首先对电力系统信号进行连续小波变换;然后确定同步挤压阈值,对连续小波变换结果进行同步挤压,并利用同步挤压结果计算电力信号主频率;最后,设置提取频率区间,将电力信号分解为一组内蕴模态类函数分量(IMT),并结合Hilbert变换及最小二乘拟合,精确计算噪声背景下谐波和间谐波的幅值与频率。通过模拟信号和实测信号对所提方法有效性进行了分析,实验结果表明,与Prony和HHT方法相比,本文方法通过同步挤压有效抑制了噪声干扰,谐波和间谐波的检测精度有较好的提高。

    • 东巴古籍资源的数字化及数据管理

      2017, 31(4):636-643. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.021

      摘要 (2429) HTML (0) PDF 3.21 M (17505) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前大多数东巴经典原始手稿被十多个国家的著名机构收藏,学术研究处于分散形态,沟通不便。构建东巴古籍共享平台有利于经典文化的抢救与传承。针对东巴古籍资源的数字化以及数据存储的问题,在分析现有信息抽取方法以及数据存储方式的基础上,提出了《中国少数民族古籍总目提要(纳西卷)》纸质书籍的数字化方法,并使用元数据表示从纸质书籍中抽取的东巴古籍书目,最终使用XML数据库管理数字化后的内容。实验结果表明,提出的信息抽取方法能够针对东巴古籍书目的特殊结构正确地抽取内容,并提供结构化检索手段。验证了该方法的可行性、正确性。这项研究对于少数民族古籍的数字化以及半结构化数据管理具有重要的借鉴意义。

    • Gabor特征和字典学习算法在打印文件鉴别中的应用

      2017, 31(4):644-650. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.022

      摘要 (2485) HTML (0) PDF 2.99 M (17332) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善计算机打印文件的自动鉴别性能,提出了一种基于Gabor特征和Fisher判别准则核字典学习的激光打印文件鉴别算法。首先提取字符图像的Gabor幅值特征,同时将Gabor数据特征映射到高维核空间进行主成分分析;再将降维的特征作为初始字典,进行基于Fisher判别准则的字典学习;最后利用稀疏表示分类方法进行鉴别。在自建数据库上的实验结果表明Gabor特征在打印文件机源认证中是一种有效的鉴别特征,实验结果还验证了Gabor特征和Fisher判别准则核字典学习算法的有效性,打印文件源打印机正确鉴别率可达95.79%。

    • 基于本体及Web文本的数控机床知识获取

      2017, 31(4):651-656. DOI: 10.13382/j.jemi.2017.04.023

      摘要 (3770) HTML (0) PDF 1.06 M (17690) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了有效解决数控机床领域,由于知识没有结构化描述,导致知识获取效率低的问题以及实现知识重用和知识共享,通过对该领域Web文本中机床知识进行研究,分析文本结构特点,提出一种基于本体的数控机床知识抽取方法。对爬虫程序获取的文档进行预处理,通过模式匹配的方式抽取Web文本中存在上下位关系的语句,经过中文分词系统ICTCLAS分词处理后抽取概念,构建概念集合和概念树,最终构建领域本体并以OWL语言储存。实验中对随机选取的网页进行知识抽取,并采用对比实验,证明该方法能有效地对数控机床领域中半结构化和结构化Web文本信息进行获取。

主编:彭喜元

创刊:1987年

国际标准刊号:ISSN 1000-7105

国内统一刊号:CN 11-2488/TN

国内邮发代号:80-403

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