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[硕士论文] 童浩然
控制工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:2017年谷歌百度等各大公司重拳出击人工智能领域,各种尖端科技纷至沓来,被业界誉为人工智能元年,着眼于人脸识别、自动驾驶等机器视觉方面的研究被投入广泛的关注,其中图像分类技术更是重中之重,而传统的图像分类技术已经越来越无法满足时代变革的需求,随着大量带标记的数据库的开源使用和带有高性能GPU的计算机的发展推广,深度学习已然从理论走向实践,开始广泛地活跃于图像分类的舞台之上,其中表现最为突出的是卷积神经网络(Convolutional neural networks,CNNs),目前已经在大规模的识别与分类任务获得了瞩目的成果,突破了传统分类方法的极限并且已经首次达到优于人眼识别的地步。
  本次实验的重点是将CNN应用在实际的图像分类操作中,并对CNN进行优化与改进,将关注点集中在对传统网络架构的改进上,采用Inception架构来进行图像分类,同时使用Dropout算法去减少网络的过拟合和Adam算法去优化模型所需要的参数,并通过迁移学习将模型在谷歌的TensorFlow上分别对MNIST数据集和ImageNet数据集进行图像分类实验,实验结果表明CNN的识别率和识别速度明显高于传统分类方法和改进前的架构,在使用了Dropout算法和Adam算法进行改进后,识别率也有明显提升。
  本文在CNN模型的基础上,将RBM能进行无监督学习的特点结合到CNN之上,引入RBM可以改善CNN模型的识别率和识别速度,这即是本文需要引用的新型架构R-CNN的由来,该方法融汇了CNN和RBM的特征学习能力,迁移大数据集上已预训练好的模型参数初始化小目标集的CNN模型,并使用RBM代替CNN中的全连接层,在小目标集上无监督重训练RBM层,最后使用少量有标记数据对整体混合模型有监督微调。本文在R-CNN模型的基础上加上SPPnet改进模型性能提高运算效率,并引入ROI层改进网络提出R-FCN模型,在ImageNet数据集上进行实验,通过识别率的提高和识别速度的改善,验证模型的高效性。
[硕士论文] 张奎
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着我国老龄人口比例的不断增大,轮椅的需求也越来越大。智能轮椅作为提高老年人生活质量和行动自由度的工具,其研究具有广泛的市场前景和社会价值。本文通过对智能轮椅发展现状和关键技术的深入了解后,设计了一种可以实现自动避障和监护报警功能的智能轮椅控制系统。
  本文采用模块化思想将智能轮椅控制系统分成:运动控制模块、超声波避障模块、无线通信模块、监护报警模块、图像采集模块和人机交互模块。本文以STM32F103RCT6微控制器为核心配以相应的外围电路,共同组成了智能轮椅的控制系统。完成了该系统的硬件和软件设计,实现了预期的功能和控制效果。
  针对智能轮椅的人机交互模块,本文设计了智能手机触屏控制和操控杆控制两种控制方式,丰富了操作方式。为了帮助使用者能够及时地了解轮椅周围的环境信息,设计了图像采集模块,采集轮椅后方的环境信息。在报警模块设计中,采用了SIM300模块实现了远程报警。智能轮椅的避障模块,采用了3路超声波分别对轮椅的前方、左侧和右侧进行障碍物信息探测,并利用模糊算法得到障碍物方向和位置的模糊关系,根据轮椅的运动策略,制定了35条模糊控制规则,通过模糊控制器输出转向角,实现轮椅的安全避障。
  最后本文对智能轮椅控制系统的各模块进行了实验测试。测试结果表明,系统可以实时地响应输入指令,完成自动避障、图像采集、监护报警等功能,具有较强的实用价值。
[硕士论文] 张秀峰
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着技术的革新,人脸识别技术已逐渐走向现实社会。目前已有较多的应用,因此本文对人脸识别技术进行了一定的分析研究,完成了一个基于Fisher脸的人脸识别系统的训练测试工作。我们知道,人脸识别过程应包括:人脸特征提取、人脸检测、人脸预处理、人脸图像样本集的训练与识别。本文对于上述过程做了以下工作:
  首先,介绍了几个重点改进型LBP特征,分别研究了基于MB-LBP特征以及Haar-Like特征的人脸特征提取方法。根据人脸的Haar-Like特征,结合adaboost算法,以部分AFLW人脸数据库作为样本集,利用opencv训练得到一个人脸检测器,并进行了实验比较分析,得到性能最好的人脸检测器。
  其次,由于检测人脸时较容易出现误判,这里使用人脸和人眼检测器共同作用,在很大程度上降低了检测的错误率,使出现误判的可能性减小。此外,使用连续四次预处理操作,减少了由面部表情、光照条件和人脸平面内旋转对识别率的影响。
  之后,以ORL人脸数据库作为样本集,KNN作为分类器,实验发现:最佳鉴别特征空间维数对Fisher脸算法识别率有较大影响,而最佳描述特征子空间维数只对PCA算法识别率有较大影响,对Fisher脸算法识别率基本没有影响;训练样本数量对两种算法均有较大的影响,当训练样本较少时,PCA算法识别率优于Fisher脸算法,但整体看,Fisher脸算法最高识别率达到100%,优于PCA算法最高识别率96.25%。
  最后,利用OpenCV2.4.11和Visual Studio2013,设计了一个基于Fisher脸算法的实时人脸识别系统。此系统对训练样本中采集过的目标,识别能力很强。这里实验了3个人,每人连续22次的识别中,均准确的识别出了对应的目标编号。但是由于训练样本较少,没有进行全方位的光照采集,对于陌生人脸的识别效果不好,经常会将陌生人错误的识别为训练样本中存在的目标人脸。因此,要获得好的识别率,需要保证训练样本集中的人脸图像要采集到全方位光照条件、面部表情以及希望测试的角度。
[硕士论文] 张晓雅
交通运输工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:质量是生产企业孜孜以求的目标,随着国内公路事业的飞速发展,在快速建设的同时质量的保障也很重要。国家政策提倡资源节约型友好环境,而提高生产效益质量的同时也是对资源和环境的保护,这符合国家城市建设的可持续发展的需求。近些年国内建设水平来显著上升,但是管理方式还存在很多欠缺,由于管理的不合理而影响了质量的提高。传统的质量管理方法常见的问题有施工工艺方法落后、施工现场管理混乱、质量信息存档不完善、图纸细节不祥细、档案信息查询困难等。面对这样的状况,改善项目施工管理方式显得尤为重要。而当今设计BIM技术在工程领域蓬勃发展,是新时代的项目应用的发展趋势。
  在本文章中,首先对目前工程项目质量管理做了大量文献研究,研究发现传统质量管理的许多不足之处,参考目前的施工阶段项目管理方案。发现工程项目更多的引用了BIM技术,在项目全寿命阶段BIM应用广泛,提出针对施工管理阶段BIM技术的优势以及BIM技术的应用情况以及未来发展趋势,为下文管理系统的研究提供了理论基础。
  其次是以设计-施工一体化的要求方式建立了基于BIM技术的道路模型,利用BIM软件相关优势,例如Civil3D、Navisworks、revit、Citymaker等。将这些技术体现在施工质量管理中,充分显示了BIM技术的实用价值。
  最后,通过对管理系统需求进行分析,确立了系统的目标。开发了以浏览器/服务器模式(B/S)结构管理系统,Java语言与ActionScript语言,SQL Server2005数据库系统的施工质量管理系统,将BIM技术有效的与计算机进行结合,并结合了实际工程,测试了管理系统运用的情况,得到了BIM技术在项目施工管理中的应用价值和应用成果。
[硕士论文] 梅银海
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:悬索桥的受力特点使其对最终成桥线形的精度要求很高。悬索桥主缆的材料一般有:钢丝绳、钢绞线、平行钢丝束。其中钢绞线、平行钢丝束的弹性模量表现稳定。而试验表明钢丝绳的弹性模量在一定范围内随所受拉力的增大而增大。这导致空缆状态下钢丝绳的弹性模量小于成桥的值。若不考虑弹性模量影响,成桥后的主缆线形会远远低于设计线形要求,所造成的误差将无法补救。另外,随着主缆拉力的增加主缆的横截面积也会逐渐减小。本文将针对主缆材料的弹性模量非线性、横截面积非线性的特点,对主缆线形所造成的影响进行分析。
  然而目前还没有完整的计算方案或商用软件可用于计算考虑主缆弹性模量非线性变化时的主缆线形。因此本文需自行编写相关软件,再利用自编软件对该研究内容进行相关分析。为此文本涉及的主要工作如下:
  1、详细推导了以悬链线解析理论为基础的主缆线形计算公式。并利用分段悬链线理论推导计算出了主缆的成桥线形、索力、主缆伸长量、无应力索长、索鞍预偏量、切弧差、空缆线形、空缆状态下索夹的放样位置等重要施工数据。
  2、探索了考虑主缆横截面积与弹性模量非线性变化对主缆线形的影响,并得出了相关的修正算法与计算公式。
  3、利用C#程序语言编写了相关的悬索桥计算软件,并与其它软件进行对比验证。在保证正确性的前提下优化程序,使其能正确计算考虑主缆弹性模量非线性变化时的主缆线形。为了提高自编程序的利用价值,将该程序进一步升级为通用性强、易于上手、拥有良好图形交互界面的计算机软件,方便更多人参考使用。
  4、依托松坡大桥实际施工数据,验证了修正算法与自编程序的正确性,并得出了空缆线形、预偏量需要进行适当修正的初步结论。
  5、对比了松坡大桥考虑主缆弹性模量非线性变化时的空缆线形数据与常规算法的空缆线形数据(即设计值数据),发现2者具有不小的差异,且实际施工数据表明自编程序的计算结果基本与实际情况一致。
  6、保持松坡大桥的恒载集度、矢跨比不变,修改松坡大桥的跨径后再次利用自编软件进行计算。考察探索出的结论是否在不同跨径下的悬索桥都适用,并在考察的过程中得出了更具有实用价值的结论。
[硕士论文] 庞浚疑
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:基于BIM的3D实景模型具有强大的工程数据交互功能和高精度工程几何参数读取的优点,在现代工程领域中,相对于传统三维模型存在数据集成、仿真能力差的缺点,具有较高的研究价值。近年来,基于BIM的3D实景模型应用起步较晚,在模型数据采集、模型精度和实际工程中的应用还缺乏深入和系统的研究工作。鉴于此,本文在基于BIM的3D实景建模方法,结合无人机数据采集技术,针对无人机倾斜影像数据采集的最优方式,模型精度的影响因素与控制方法,道路和桥梁工程中的3D实景模型应用进行了研究。
  本文的主要研究内容及结论如下:
  (1)基于3D实景模型重构理论,针对常规无人机倾斜摄影数据采集方式,如单镜头多次数据采集和多镜头单次数据采集方式对模型误差的影响进行了对比分析,得到了最优的无人机倾斜影像数据采集方式,即多镜头单次数据采集方式具有经济快速和受摄像曝光率影响小的优点,为最优数据采集方式。
  (2)结合无人机航拍原理,对3D实景模型精度的影响因素进行了综合研究。选取了无人机倾斜摄影过程中,航飞高度、航向重叠率、旁向重叠率及相机倾斜角度作为模型精度的影响因素。通过对不同影响因素下实际羽毛球场的建模精度进行了实验,对比分析了模型与实际羽毛球场的尺寸误差,得到了各因素对模型精度的影响规律。通过对影响规律的分析,获得了各因素的最优取值范围。
  (3)采用基于BIM的3D实景建模方法,结合无人机倾斜摄影数据采集技术,对道路和桥梁工程中利用BIM三维实景模型进行施工现场管理和桥梁外观检查等方面的应用进行了研究。在实际工程中对基于BIM技术构建的3D实景模型进行了精度误差分析,结果表明基于BIM的3D实景建模在路桥工程中能够高精度的进行施工管理控制和桥梁外观检查工作,3D实景模型对于实际工程中的施工应用具有较高的可靠性。
  本文结合理论分析和现场试验研究,提出了基于BIM的3D实景模型建模精度的控制技术,实现了基于BIM的3D实景模型在路桥工程中的应用。
[硕士论文] 刘仕茂
土木工程;桥梁与隧道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:建筑信息模型(BIM)是信息化技术在建筑业的直接应用,它具有共享的API数据接口、高度数据集成性、数据一致性、数据关联性和施工演示功能等诸多优势,在建筑领域已取得广泛应用,并获得显著成效。但是,BIM技术在桥梁工程中的应用还存在很多技术上的不足,体现为:(1)在利用BIM的API数据接口进行软件二次开发时,没有一种简易规范的数据存储格式可供设计人员操作,桥梁设计基本数据存储方式不统一;(2)进行BIM二次开发时,没有一个完整的程序可供桥梁设计全过程使用,各构件需调用不同的插件才能完成整座桥梁的建模工作;(3)BIM技术与复杂非线性有限元分析软件之间的相应接口还未成功搭建,BIM桥梁结构分析模型与有限元分析模型还未实现无缝转换。
  本文以主跨90+170+90米的预应力混凝土连续刚构梁桥为工程实例,基于Microsoft Visual Studio2017开发平台,以Visual C#编程语言为基础,利用Revit2018软件提供的API数据接口,开展了如下工作:
  (1)创建桥梁模型数据的JSON数据存储格式,实现桥梁基本数据的规范存储;
  (2)基于AutoCAD二次开发技术编写钢束助手程序,为钢束的Revit模型建立提供自动读取AutoCAD图纸中钢束信息数据的功能;
  (3)建立的BIM软件Revit的全自动建模程序,实现批量化建族操作与桥梁各构件一键创建模型的快捷应用,最终生成三维可视化BIM模型,并进行施工过程模拟;
  (4)搭建Revit与ANSYS间的数据转换程序,实现BIM软件与有限元结构分析软件间的数据信息链接,基于已建的BIM三维可视化模型,调用数据转换程序提取分析模型与截面形式,直接转化成ANSYS的APDL命令流,在ANSYS软件中生成有限元分析模型、执行静力和模态分析,并展示分析结果,有效解决BIM模型导入有限元分析软件中生成结构分析模型并进行结构静力和模态计算与分析等问题;
  (5)基于已建的BIM模型,进行工程量统计、碰撞检查、图纸输出、协同工作和施工模型等操作,展示BIM技术在桥梁结构设计中的应用情况。
[硕士论文] 杨东东
电路与系统 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:电梯的质量是一个国家科技水平和人民生活水平的象征之一,传统的电梯侧重电梯的电气特性和机械特性,强调的是电梯的安全。现在电梯厂商不仅仅追求其安全性,同时也强调电梯的人性化设计和舒服感设计。作为电梯的主要重要组成部分,电梯屏显系统普遍存在设备简单,功能单一,屏显系统与安全性无法兼顾等问题,为此,本论文针对传统电梯屏显系统的不足,提出一种基于ARM的嵌入式电梯屏显系统设计。
  1)为满足电梯屏显系统实时多媒体信息处理和通信控制需求,本文利用双核嵌入式系统,构建了电梯多媒体屏显系统硬件平台。双核嵌入式系统分别采用基于ARM的LPC11C14和N32903,N32903芯片主要实现多媒体信息的快速编解码处理和实时屏显驱动控制,主要功能包括利用静态图片播放实现电梯楼层及运行状态,动态百叶窗图像播放实现电梯广告的动态显示,根据楼层状况进行音频文件播放等多媒体处理;另一方面利用LPC11C14完成嵌入式电梯屏显系统与电梯控制柜之间的通信控制。嵌入式双核系统分工明确,有效提升了电梯多媒体屏显系统的运行效率。
  2)在实现了电梯多媒体屏显基础上,利用基于Zigbee的无线传感技术构建了电梯环境参数无线传感监测网,将双核系统中的LPC11C14作为传感网网关,完成了电梯环境监测数据显示。利用该监测系统,在实现电梯多媒体显示的同时,可实时获取传感网络监测到的电梯环境参数,并将获取的状态参量进行实时显示,为用户和电梯管理方提供安全监测保障。
  本文设计的电梯屏显系统解决了传统屏显系统功能单一、多媒体处理能力差的问题,同时利用基于无线传感网的电梯环境参数监测屏显方案实现了电梯多媒体屏显与安全监测显示功能相结合。测试结果表明,嵌入式多媒体显示系统设计合理,运行稳定,可维护性好,设计的电梯环境参数监测显示方案可行性强,达到设计效果。
[硕士论文] 刘振辉
控制工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着我国智能交通的发展,智能交通系统逐渐得到完善,交通数据的合理运用是大数据技术与智能交通飞速发展的应急之需。对短时交通流量数据进行合理预测,可以实现在短时间内提前预知交通状况。智能交通系统提前做出合理的调度管控,对智能交通的发展意义重大。
  为了解决短时交通流量预测问题,本文提出一种基于多模型融合的短时交通流量预测方法。该方法是对交通流量数据进行特征构造后再对特征下采样,得到不同类别特征,分别构造出不同的预测模型,并将多模型进行融合预测,本文依据2017年天池平台交通挑战赛提供的交通流数据进行实验。本文首先对该交通数据进行了合理预处理,分别去除总体数据中偏差值过大的噪声数据、相对每条道路偏差值过大的噪声数据、节假日噪声数据。接着对缺失值进行了合理补全,最终将处理后数据分成训练集与预测集。然后根据处理好的数据,由道路数据特性的不同构造不同类型的特征,其中包括静态信息特征、基本时间信息特征、时间窗特征和短时上下游流量特征。最后对构造完成的四类特征,利用Xgboost(extreme gradient boosting tree)与LightGBM(Light Gradient Boosting Machine)两种算法模型分别构造出对应特征的模型,通过目标函数进行的评分裁定两算法的融合权重比,完成一次融合。再通过加入人为控制因子,对已经初步融合后的模型进行二次融合。将一次融合后的各模型,与控制因子相乘,形成新的融合模型后进行预测,不断迭代观察结果,最终寻找出最优的参数比例以及模型融合方式。
  通过大量实验结果表明,本文提出的组合模型比传统单一模型的准确率更高。该模型融合方式MAPE(平均绝对百分比误差)得分最高可以突破至0.2602,说明组合模型具有较好的预测能力,可以实现对短时交通流量预测的精准预测和对不同城市交通做出指示性引导作用。
[硕士论文] 胡中泽
控制科学与工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:图像信息作为最直观的信息类型,受到广泛关注和研究。特别是红外和可见光的图像信息融合,由于红外和可见光各自的成像特性使得它们的图像信息有很好的互补性,能有效地展示和综合图像的特征信息、突出红外目标、增强场景理解等,在医学、军事、监控、搜救等领域具有巨大利用价值。随着信息融合技术的发展,人们提出了多种融合方法,这些方法可分为三类:替代方法,神经网络方法和多尺度变换方法。然而,这些算法在提取源图像主要信息的过程中很容易丢失一些细节或是处理速度缓慢影响图像融合效果。
  本文主要通过研究融合算法,将微光条件下的目标更易显现。图像融合分为图像分解、系数融合和图像重构三个部分,本文从图像的分解与重构法和融合规则两方面进行算法改进结合,二者用在红外图像和可见光图像融合中,主要研究内容包括以下几个方面:首先,了解了红外及可见光传感器的成像特性,对微光下红外与可见光进行了系统分析建立了权值模型和图像融合模型,并对图像融合的评价指标及评价依据进行了详细介绍和探讨。其次,对于红外图像的预处理进行研究,从图像配准、图像平滑降噪和增强目标对比度三个方面,通过实验分析比较,以提升红外与可见光图像的融合效果,增强融合图像的可观测性。然后,对现有的离散小波变换(DWT)、主成成分分析(PCA)、非下采样Contourlet变换(NSCT)融合算法进行总结和归纳,依据这些算法的变换理论,做了仿真试验,指出了其中的不足,为之后的改进算法提供理论方法和对比数据。最后,提出了两种改进型的融合算法,分析了算法的方法思路,建立模型系统,总结实验步骤,并通过试验效果以及和其他算法的比对,实验结果证明这两种红外与可见光图像融合算法都是有效的,能更有效的保留源图像中的目标信息及空间结构信息,融合图像更为清晰且信息含量更多,从而证明了算法的有效性。
  综上所述,本文研究了红外与可见光图像融合技术,针对微光下红外图像与可见光图像的特点,研究现有算法融合效果,并提出两种改进图像融合算法,通过仿真实验验证了所提出的算法具有较好的融合效果。
[硕士论文] 郝亚如
机械工程;机械电子工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:作为钢铁工业的重要产品之一,带钢已经在国防装备、汽车制造、航空航天等领域扮演着重要角色。其表面质量的好坏严重影响着最终产品的性能,因此尽可能地改善带钢表面质量,提高最终产品的性能具有重大意义。
  本文基于机器视觉研究了带钢表面缺陷识别技术,设计了带钢表面缺陷检测方法的总体方案。依据性能指标,完成了图像采集模块的硬件选型与参数计算。着重研究了软件模块的图像滤波算法、图像增强算法、特征提取算法、特征选择算法和缺陷识别算法等算法的原理与程序设计。主要研究内容如下:
  ①在图像预处理阶段,重点分析了常用的图像增强算法,并通过对比性实验确定了最佳的图像增强方案,为后续的缺陷识别奠定了重要基础。针对图像传输过程中引入的干扰以及环境中的粉尘噪声,通过对比性实验分析了常用的图像去噪方法的滤波效果,最终选择同态滤波对图像进行降噪处理。
  ②本文从缺陷图像的灰度图、梯度图、Gabor变换图三种图像表示方法出发,分别提取其纹理特征,共提取了63个图像特征来表征每个缺陷图像。针对特征空间维数高的问题,采用特征选择的方式来达到降维的目的。本文基于主成分分析、ReliefF算法、自编码器等算法的原理,设计了这些算法相应的程序。并分别运用这三种算法对原63维特征向量进行特征选择。构建合适的识别模型可以有效改善识别结果,本文基于BP神经网络、支持向量机、极限学习机、堆栈稀疏自编码器等分类器算法的原理,设计了这些原理相应的程序。
  ③分别以四种特征向量为输入,分别输入到四个识别模型中进行对比性实验分析。通过对比各识别系统的识别精度、识别时间和系统稳定性,发现采用ReliefF算法来筛选特征并采用支持向量机构建识别模型的识别系统不仅识别精度可达到98%且系统运行时间最短最稳定。
[硕士论文] 韩刘帮
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:旋转式激光雷达(LiDAR,Light Detection and Ranging)是一种集激光技术、雷达技术和光机电一体化技术于一体的主动式探测技术,已成为获取空间三维数据的一种重要技术手段。旋转式激光雷达具有探测范围广、精度高、速度快、稳定性好等优点,在军事、汽车、SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)建图、火灾救援、无人机避障与路径规划以及煤矿下巷道变形监测等领域具有重要应用价值。
  本文在详细剖析传统旋转式激光雷达系统组成和关键技术的基础上,主要从旋转式激光雷达的数据传输方式、旋转实现方式、控制器编程方式等方面进行改进:
  首先,针对传统旋转式激光雷达系统旋转部分与固定部分之间采用电刷通信导致的寿命低、转速慢的问题,提出了替代传统电刷的基于LiFi(Light Fidelity)的全双工无线通信系统进行旋转式激光雷达旋转部分与固定部分间的数据传输。
  其次,根据旋转式激光雷达的测量距离和测量速度需要,选择了合适的激光测距传感器;同时,为了解决旋转部分供电问题,设计了无线供电模块,并根据旋转式激光雷达的特点设计了中空式的永磁式无刷电机,来实现旋转式激光雷达旋转部分的供电与旋转;并设计了机壳等相关结构。
  再次,使用LabVIEW for STM32编程环境分别对旋转式激光雷达旋转部分与固定部分的控制器进行了程序编写,并对上位机数据处理软件进行了程序设计,从而构成了旋转式激光雷达的软件系统部分。
  最后,对旋转式激光雷达进行了扫描测试及误差分析,并对通过旋转式激光雷达扫描及上位机软件处理后得到的点云图像进行了基于SIFT算法的人体轮廓识别。
[硕士论文] 余承波
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着计算机软件和硬件的快速发展,车牌识别系统发展的也相当迅速。但许多已经投入使用的车牌识别系统只能应用于某一种或者几种特定的环境下,当外界环境发生明显变化时,这些系统的识别成功率就会大幅度降低,这个问题也是很多已经投入生产的车牌识别系统应用范围受限制的主要原因。基于车牌识别系统在应用中遇到的一些问题,本文从与车牌识别有关的理论和算法入手,采用一系列的方法成功实现了车牌图片的获取、车牌字符的定位、车牌字符的分割以及车牌字符的识别等功能。
  在车牌字符的获取阶段,本文首先介绍了车辆图像的采集系统的构成。车辆图像采集完毕以后,对车辆图像进行了一系列的预处理,包括图像的灰度化、二值化等等。而后对图像中的车牌部分进行了定位,在车牌定位阶段介绍了对倾斜车牌的处理方法和车牌字符边界的确定方法等等。在字符分割阶段,本文详细的介绍了车牌中各个字符的字符宽度和字符之间间隔大小的特点,在已有的各种车牌字符分割的方法基础上,根据这些已知的车牌字符特点提出了具有先验知识约束的垂直投影分割算法,这种算法可以极大地提高车牌字符分割的速度和准确度。在车牌字符的识别阶段,本文提出了一种基于字符的统计特征和结构特征相结合的字符识别方法,并结合支持向量机算法(SVM)对字符进行识别,并介绍了支持向量机(SVM)的原理和算法中所用到的一些核函数的选择以及分类器的构建等。当车牌识别系统的所有功能都成功的得到实现以后,本文对系统进行了运行界面的设计和数据库创建。
  本文对以上过程中所用到的各种方法进行综述,并对相关的算法进行了一系列优化,然后用实验室采集到的车辆图片进行了一系列的测试,实验结果表明采用本文的支持向量机(SVM)算法进行车牌识别,可以有效地识别不同工作环境下的车牌号码。
[硕士论文] 邓从龙
控制科学与工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,随着人民生活水平的提高,汽车成为家庭的重要交通工具,智能交通管理是城市管理的重要内容。另外,由于经济发展迅速,大气污染导致雾霾天气时常发生。雾霾的存在给智能交通管理中的车牌识别带来了困难,因此研究雾天车牌识别问题具有重要价值。
  本文主要从图像去雾、车牌定位、车牌字符分割与识别三个方面进行研究。
  图像去雾:研究了暗原色先验、禹晶方法去雾。针对两种方法处理雾天图像偏暗以及采集图像光照不均的问题,提出将小波分解重构与同态滤波算法结合解决此问题。首先,利用暗原色先验算法对图像初步复原;然后,使用小波变换提取低频分量;其次,使用同态滤波对低频分量增强;最后,利用小波重构图像。实验结果显示,融合之后的算法能够增强图像细节以及亮度,具有一定的精确性及实用价值。
  图像定位:介绍了车牌定位前一系列预处理。对车牌预处理主要研究了车牌增强方法、边缘检测方法、二值化、车牌去噪。着重对比了各种阈值下的小波以及中值滤波去除高斯噪声的效果。研究了基于数学形态学、投影、区域合并的车牌定位方法。首先,图像灰度化;然后,对灰度图像进行增强特殊预处理;其次,利用数学形态学创建矩形结构,并运用相关运算排除非车牌区域干扰;最后,利用投影方法粗略估计车牌可能存在的区域,并合并相关区域,根据长宽比例阈值找出车牌区域。实验结果表明,该方法取得了良好的定位效果。
  车牌字符分割与识别:研究了车牌校正以及字符分割方法,阐述了SVM的相关理论,研究了车牌特征提取的方法以及基于ECOC与SVM车牌识别的方法。字符特征提取研究了基于Hog特征提取的方法。将提取的特征代入ECOC与SVM分类模型中训练及预测。
  最后,采用本文方法针对雾天以及晴天环境进行车牌识别,并与其他方法进行了对比。仿真结果表明,本文方法取得了较好的识别率。
[硕士论文] 李晋
土木工程;岩土工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:BIM技术所带来的革命性的变化,已经被土木工程行业视为未来的发展方向。但是在地铁隧道BIM设计方面,仍然起步较晚,并且存在以下问题:1、隧道衬砌的设计涉及地形、地质的变化,复杂多变的地质结构影响了隧道衬砌的标准化设计,无法建立地形库直接使用;2、地形的变化导致隧道衬砌的类型多种多样,难以创建标准构件库;3、目前为止普遍的BIM设计是设计人员根据二维工程图纸,创建三维模型,这本质上并不是真正的BIM设计。所以,本文在基于BIM设计软件的基础上,通过编程语言编写命令程序对BIM设计软件进行二次开发,力求解决以上问题。
  (1)首先阐明BIM在当前隧道工程中的发展状况。BIM软件设计平台中以达索和欧特克两个平台应用最为广泛,通过两者之间的对比,决定选取达索平台的CATIA软件作为本次BIM软件设计平台。
  (2)CATIA的二次开发方式有两种:CAA C技术、CAA AUTOMATION技术。对比这两种开发特点,确定采用CAA AUTOMATION技术作为基于CATIA软件平台的隧道衬砌设计程序的开发方式。
  (3)根据隧道地形的电子等高线地形图和其他地勘资料,以及结合CATIA软件平台的特点,有三种可以构建三维地形模型的方法,通过这三种方法的对比,决定采用断面线来构建三维地形模型。
  (4)分析当前设计人员在隧道设计过程中的标准以及设计习惯;根据三维软件平台上的设计流程及操作特点,研究开发了隧道衬砌三维设计程序。利用该程序,在已经建好的三维地形模型上直接设计隧道衬砌模型。
  (5)开发了三维隧道衬砌模型可以生成二维工程图的程序,二维工程图中还可根据程序生成工程量统计表。
[硕士论文] 柯涛
车辆工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着多传感器信息融合、现代控制理论、人工智能以及大规模集成电路等先进技术的飞速发展,以提升车辆自主行驶能力和行驶安全性为目的的汽车智能化已成为车辆工程领域中的研究热点。通过对动态复杂环境下智能车辆环境感知、换道决策以及换道轨迹规划深入研究,可以充分挖掘智能车辆“类人”特性,提高车辆智能化程度和安全性。
  本文结合国家自然科学基金项目(51278514)和国家重点研发计划项目“智能电动汽车的感知、决策与控制关键基础问题研究”(2016YFB0100905)对复杂道路场景下车道线和前方车辆检测方法、换道决策以及换道轨迹规划进行研究。本文的研究内容主要包括:
  (1)基于机器视觉的道路图像处理及车道线、前方车辆检测研究。在摄像机成像模型的基础上,应用数字图像处理相关知识进行道路图像预处理,针对边缘检测过程中出现弱边缘漏检现象,提出基于梯度幅值和边缘方向的边缘点检测算法,在此基础上结合车道线几何特征约束,采用双向扫描道路图像像素点的方法完成车道线特征点筛选和提取,并运用最小二乘法实现车道特征点拟合;基于车辆尾部图像HOG特征和支持向量机训练前方车辆识别模型,采用可变窗口扫描道路图像完成前方车辆检测。
  (2)基于数据挖掘的车辆换道决策模型研究。针对换道场景复杂、影响因素众多以及对换道模型准确度要求提高等问题,分析了车辆换道行为特性,在智能车辆换道决策模型框架下,以下一代仿真(NGSIM)行驶轨迹数据为驱动,提取换道轨迹数据,挖掘换道起始点处各影响因素参数以重建换道决策场景,建立多种换道场景下换道决策规则,在此基础上建立基于贝叶斯理论的换道决策模型。
  (3)基于多性能目标协同优化的车辆换道轨迹规划方法研究。基于灰色预测理论和车辆运动学分析换道车辆与同车道前车、目标车道后车临界碰撞点,确立道路环境下安全换道边界,建立车辆安全换道域;在安全换道域内,采用多项式轨迹模型表征换道过程动态特性,生成换道轨迹簇;以车辆换道过程中安全性、舒适性和经济性多项性能目标综合建立轨迹评价函数,规划最优换道轨迹。
[硕士论文] 沙童飞
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:矿井提升机的任务是实现矿井地面与矿下的联系,其主要负责矿井工作人员、物料以及机械设备的运输。在矿井日常生产中,矿井提升机需要不断的实现提升和下放,其工作的安全性及可靠性直接关系到矿井生产安全和矿工的生命安全,一旦发生故障,轻则停产停工、机械设备损坏,重则发生重大人员伤亡事故,造成恶劣社会影响,因此对提升机电控系统可靠性和安全性的要求更加严苛,提高提升机电控系统的可靠性和安全性,更是当前提升机电控系统研究的热点方向。
  本文以山西省大同市白洞矿电控系统升级改造为典型案例,对其整个电控系统进行了升级改造。先从该矿的技术参数和提升机系统入手,介绍了提升机系统的组成及各个组成部分的作用,接着分析了电气传动的方案,从而确定了整个电控系统的改造方案。通过将智能控制算法中的模糊自适应整定PID控制算法与传统PID控制算法的建模仿真比较,证实了模糊自适应整定PID控制算法的控制效果的优越性,并可将该算法应用于提升机的行程控制之中。在对可编程控制器和高压变频器进行简单介绍之后,最终在硬件方面选择了德国西门子公司生产的S7-300系列PLC和山东新风光公司生产的交交变频器。并在STEP7编程软件中对电控系统进行了软件部分设计,通过上位机组态软件对万维触摸屏进行组态,通过触摸屏可以对提升机运行情况进行实时监控,最后在试验台完成了电控系统的调试。
  提升机电控系统的发展的水平直接影响着矿井的生产水平,采用PLC作为主控系统,交交变频技术作为电气传动方案的提升机电控系统更是今后提升机电控系统发展的趋势。
[硕士论文] 卢贺
车辆工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:汽车工业经过近百年的发展,已经越来越融入到人们的生活当中,同时交通事故的频发给人们的生命财产安全带来了极大的威胁,汽车的安全行驶成为了一个亟待解决的问题。随着科技的进步发展,智能驾驶越来越成为一个重要的发展领域,基于视觉的前方车辆检测成为了这一领域的研究重点,目的是通过检测前方车辆保障车辆通过的安全性。
  本文提出了利用车辆的边缘特征和阴影特征结合的方法完成对前方车辆的检测,通过摄像机参数的标定以及不同维度坐标关系的转换获得前后车辆的距离,最后根据车辆安全行驶距离制定防撞预警策略。
  本文在分析研究了国内外的车辆检测算法和技术的基础上,提出了相应的车辆检测方法,本文的主要研究内容如下:
  (1)图像的预处理。对一幅完整的图像检测消耗时间长,为了提高检测效率,选取图像下方3/5的有效区域进行处理。选用与人眼视觉最为接近的加权平均法对有效区域进行灰度化处理;最后采用中值滤波的方式滤除采集的数据图像中的随机噪声。
  (2)利用了一种基于车辆边缘特征识别车辆的方法。该方法考虑了道路上车辆尾部的不同形状特征,通过Prewitt边缘检测算子提取车辆的车尾轮廓,利用车辆尾部边缘的对称性以及长度特征确定可能存在车辆的区域。
  (3)基于车辆阴影特征的车辆验证。两次运用大津阈值算法能够有效的分割出车辆阴影,然后利用膨胀、腐蚀等形态学处理方法,得出车辆候选区域。利用车辆阴影形状特征以及与车辆的位置关系进行车辆的精确验证。
  (4)根据单目视觉的测距原理,建立起不同维度坐标系之间的相互转换关系,然后对摄像机内外参数进行标定。通过坐标关系的转换以及摄像机标定的参数,结合摄像机模型推导的测距公式,完成自车与前车的距离测量,最后制定预警策略。
  通过大量的实验验证,能够有效的识别前方车辆,并且通过测距实验得到了较好的数据结果,说明了本文的测距方法能够满足预警要求,并且具有一定的实时性和稳定性。
[硕士论文] 程燕群
控制工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:数字信息时代,图像已经成为一种重要的信息载体和信息资源。将文字图片中的信息提取出来,成为一种重要的图片资源利用方法;同时,将文字图片直接转化成文字信息,已经成为一种数字化办公的重要技术。
  手机、相机等多媒体设备当前已经成为图片采集的主要工具,图片倾斜是常见的一种情况,而文字识别对图像倾斜效果十分敏感。目前的图像倾斜角度检测技术在检测范围、适应性和速度上都还存在一些改进的空间。图像文字识别的产品主要还是以依托于PC的软件形式存在,移动的硬件设备研究相对较少。
  针对以上问题,在前人的基础上,本文首先详细研究了一种纯文本区域筛选的方法,通过多区域宽度截取,从图像中定位出文字区的位置,截取出纯文本区域,并得到图像的倾斜方向,文字行倾斜角度、文字行和行间空白的宽度的估计值,并标记其中的文字行的上下边缘起始位置。然后提出一种步长行边缘搜索法,结合前面得到的信息,对文字行进行边缘点搜索,最后通过Hough变换对边缘点进行变换,对角度进行投票累加,得到最终文字图像的倾斜角度。通过本文的多区域宽度纯文本区筛选方法和直线检测方法,可以实现对含插图、表格等文字图像的倾斜角度检测,可以实现对倾斜角度在(-45°,45°)范围内文字图像的倾斜角度检测,并且相对于几种传统的方法具有更高的检测范围、检测速度和检测准确度,具体从理论和MATLAB仿真实验上都进行了验证。在基于DSP的软件设计部分,选用ARM+DSP的双核架构为系统核心,介绍了CCS实验平台上的相关内容,DSP/BIOS实时操作系统及代码设计、优化的相关内容。
[硕士论文] 严顺
应用数学 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:数据流和控制流主要承载着业务流程模型的重要信息,工程师为特定问题建立业务流程模型时正是利用两者及其关系实现对模型结构和模型执行过程的约束。由于实际需求和侧重点的不同选取,建模结果也不尽相同,甚至初步建立的模型不能涵盖丰富的应用场景。因此涉及改进、优化业务流程模型的研究课题一直热度不减。
  一般地,利用由直观需求入手建立的初级模型为研究对象,借助Petri网相关理论提取信息,分析并发现问题,改进模型等系列动作在操作上能够实现:流程的顺利执行,开发直观上不易发现的新应用情景,帮助企业简化运营过程、开拓潜在服务内容、指导运营方向、突出发展重心。
  伴随着数据时代的发展,以生产者为中心的模式正向着以消费者为中心的模式发展己成为趋势。企业要想抓住市场提供更好的服务必须紧跟庞大的消费群体,必须依托大量信息作为自身策略的指导与参考。换句话说,建立业务流程时需关注普通用户一般行为,也要考虑个别行为及特殊用户的需求。针对这一新的挑战,业务流程模型需要为数据信息提供适当的识别机制,也需要建模者利用大量数据深度开发模型得出适用更多情境的业务流程模型。本文的研究内容如下:
  (1)提出优先权Petri网实现流程模型对动态数据的识别与处理。数据流模型Petri网对复杂数据的表达和模拟能力已有很大改进,但模型较少考虑数据信息的实时性。本文借助对时间Petri网的分析研究,利用Petri网的随机性,通过计算实时数据对模型马尔可夫链的影响来确定所需优先权结构。该建模方法不仅捕捉到实际信息中的建模依据而且实现了流程模型整个动态执行过程中对数据信息的识别与处理。
  (2)提出数据决策模型Petri网用以简化数据流模型Petri网,实现模型对数据的集中处理更是便于监测。当变迁发生权由多维数据决定时,需要对数据识别多次来完善模型语义的表达并利用控制流结构确保模型语法的正确性。本文依托Petri网实现贷款业务流程模型的优化与分析,并用两种方式完成决策变迁映射集(∑部分)的决策功能。该类流程模型即保证了模型非决策部分免受影响,又简化了模型决策功能的表述,还扩展了模型的应用领域。
  (3)提出基于模块行为轮廓的流程模型挖掘方法。挖掘作为业务流程管理的补充是以事件日志入手提取非直观信息以查找系统缺陷、攻克建模难题、协助优化初级流程模型。本文研究了事件日志中特殊的腰事件,并以此为切入点建立完备的模块行为轮廓关系。针对所有事件又设计特征集实现全部事件得到不重不漏的归类。如此一来,整个流程模型被拆为多个块,块之间满足非此即彼的模块行为轮廓关系,进一步用控制流结构表达挖掘的事件行为关系,最终实现了模型的分步建立。此挖掘方法将事件中特殊元素提出优先处理,克服了传统挖掘方法在分析日志行为特征上的局限性,提高了模型表达事件行为关系的覆盖面与准确性。
  (4)提出不完整日志下的结构块流程模型挖掘方法。事件日志源于对系统运行过程的记录,或是系统中存在某些低频行为或是记录过程的操作失误都会影响到事件日志的完整性。将完整性有缺陷的日志直接用于建模或优化可能导致流程模型缺乏执行依据甚至出现语法错误。目前,相关的研究主要关注事件日志中存在的行为关系,对无法确定的行为关系多是依赖已有信息推测并确定其概率。行为关系越是难以确认越是说明提供的相关信息量少,计算基数较小群体的概率行为关系难以克服偶然因素的影响。本文为无法确定的行为关系提出其后备关系的设想,即通过已有日志信息确定模型局部行为关系的潜在演变方向,确保了后备关系顺从现有日志信息的指向。最后通过实例分析验证了不完整日志下的结构块流程模型挖掘算法的合理性、可行性。
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