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基于三维高斯泼溅技术的航拍场景建模
何天琪;宋佳洁;程景春;潘雄;针对航拍视频场景建模存在的数据匮乏、现有算法建模细节缺失等问题,提出了基于仿真引擎的飞行场景数据采集方法,并采用三维高斯泼溅(3D Gaussian Splatting,3DGS)算法实现航拍场景的建模与渲染。首先,利用仿真引擎实现城区、沙滩、江桥3种典型场景下不同飞行轨迹、不同飞行速度、不同环境条件下的数据集获取,并进行航拍视频帧采样;然后,通过运动恢复结构实现场景的稀疏建模,再利用3DGS算法进行场景的稠密建模及渲染;最后,进行了模型的定量对比与定性分析实验。结果表明:与经典的COLMAP算法相比,所提算法具有更好的建模效果以及更完备的图像细节;线性、网格、螺旋不同的飞行轨迹均能得到较高的图像质量,但螺旋轨迹具有更好的场景通用性;飞行速度在30 m/s以下时可以得到较高质量的建模效果,其中PSNR>32 dB,SSIM>0.93,LPIPS<0.13;在不同环境条件下均能得到较高的图像质量,且在晴天白天理想光照下质量最佳。该研究为具有位姿灵活、飞行速度较快、场景大等难点的航拍视频提供了高精度、高鲁棒性的建模方案。
基于可扩展置信规则库的工业设备故障诊断方法
冯树成;贺维;马宁;周国辉;针对工业设备故障诊断中常面临的样本量大、参数繁杂等问题,提出了一种新型可扩展置信规则库模型(Extended Belief Rule Base, EBRB),该模型具有良好的可解释性和合理性,便于技术人员根据模型输出进行可靠的决策。首先,运用极致梯度提升方法对大量特征进行重要性评估,选取最具诊断价值的特征,有效降低问题维度;然后,在推理阶段,引入投影协方差矩阵自适应策略优化方法进行参数优化,从而提升模型性能;最后,在输出阶段,采用基于阈值的方式限制激活规则数量,并使用改进的证据推理引擎,以提高推理效率和准确性。结果表明:提出的EBRB在多个故障诊断任务中表现优异,在滚动体故障诊断中,准确率达98.15%,与K最邻近模型并列第一;在内圈故障诊断中,准确率为90.74%,优于所有其他对比模型;在外圈故障诊断中,准确率为88.89%,同样高于其他对比模型。实验结果验证了该模型在处理复杂工业设备故障诊断任务中的高准确性和鲁棒性,为工业设备故障诊断领域提供了一种新的有效解决方案。
考虑测试履历影响的惯导系统健康状态评估方法
熊子龙;曹哲;针对飞行器惯导系统测试影响、数据模态不均衡和专家知识不确定等对惯导系统健康评估精度产生影响的问题,构建了一种考虑测试履历影响的置信规则库模型(Belief Rule Base with Test Impact,BRB-T)。首先,通过引入累计测试次数与通电时长来反映测试履历对惯导系统健康评估的影响,提出一种基于自度量的测试履历影响转换方法,从而将测试次数和通电时长2个不同量级指标转换到统一度量框架下。然后,基于所构建的BRB-T模型,提出了一种考虑测试履历影响的飞行器惯导系统健康状态评估方法,以提高飞行器惯导系统在多次通电测试下的健康评估精度。其中,在所构建的BRB-T模型中,通过专家规则构建过程实现专家知识的嵌入,并通过少量非均衡数据对模型参数进行优化调整,实现了知识数据互补增强。最后,利用某型号飞行器惯导系统对所提出方法的有效性开展了实验验证。结果表明:该方法的健康评估误差为0.0131,相比于神经网络、模糊推理等数据/知识驱动方法的精度分别提高了59.06%和69.61%,证明了所提方法的有效性。
细编穿刺C/C-SiC复合材料的抗烧蚀性能
王首豪;余安南;张兆甫;葛强;孙建涛;李瑞珍;以碳纤维纱穿刺叠层铺放的缎纹碳布为纤维预制体,采用化学气相渗透法(Chemical Vapor Infiltration,CVI)结合先驱体浸渍裂解法(Precursor Infiltration and Pyrolysis,PIP)制备了细编穿刺C/C-SiC复合材料,在(3.2±0.32)MW/m2氧-乙炔焰作用下考核了C/C-SiC复合材料在碳布叠层和穿刺方向上的抗烧蚀性能,用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)对材料烧蚀表面及剖面的微观形貌进行表征与分析。结果表明:在60 s氧-乙炔焰考核后,C/C-SiC复合材料碳布叠层方向和穿刺方向的线烧蚀率分别为(1.67±0.23)μm/s和(2.39±0.22)μm/s,质量烧蚀率分别为(2.33±0.09)mg/s和(1.46±0.19)mg/s;当热流方向垂直于复合材料碳布叠层方向时,SiC基体氧化后生成的SiO2在碳纤维束及邻近基体表面形成较为连续的氧化膜,可有效阻挡高温热流对材料内部的进一步氧化烧蚀;当热流方向平行于复合材料碳布叠层方向时,穿刺纱中SiC分布较少,使得碳纤维在高温有氧环境下发生显著烧蚀,诱发穿刺纱端部出现明显氧化烧蚀凹坑;基体SiC分布方式和复合材料微结构特征是细编穿刺C/C-SiC复合材料在不同方向上表现出抗烧蚀性能差异的主要因素。
基于高度计位置修正的SINS/GNSS车载重力测量方法
张志利;张克凡;赵军阳;针对以车辆为动基座进行重力异常测量试验时,遇到隧道、立交桥、山谷和密林等地面障碍物遮挡导致全球导航定位系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)天线无法正常输出定位信息,从而影响重力测量精度的问题,提出了一种基于高度计位置修正的捷联惯性导航系统(Strapdown Inertial Navigation System,SINS)/GNSS集中滤波车载重力测量方法。首先,利用高度计输出的海拔高度对GNSS信号进行自动检测和修正,解决GNSS信号跳变和空缺的问题;其次,使用修正后的GNSS信息进行组合导航和重力测量改正项计算,并利用捷联式惯性标量重力测量模型提取测线重力异常;最后,以EGM2190模型计算的测线重力异常为参考值,对低通滤波后的测线重力异常进行外符合精度评估。结果表明:与传统SINS/GNSS方法相比,所提方法具有明显的精度优势。