无损检测技术在土木工程中的新发展

近年来,无损检测技术在土木工程中的应用取得了一些新的进展,围绕其发展情况,将主要论述多传感器信息融合技术,模型参数误差对用神经网络进行结构损伤识别的影响,负荷响应技术以及超声波检测新技术在土木工程中的应用.     

农业机器人多传感器信息融合技术的研究进展

多传感器信息融合技术是近年来发展起来的一门新兴技术,在农业机器人领域有着广阔的应用前景。文章介绍了多传感器信息融合技术的发展历程、工作原理和研究方法,详细阐述了多传感器信息融合技术在农业机器人领域的应用与进展。指明了农业机器人领域中多传感器信息融合技术未来的发展方向。     

基于D—S证据理论的管道多传感器数据融合

为了保证管道检测的准确度与可信度,通常需要采用多种检测技术即多传感器对同一部位进行检测,但检测的数据量大繁冗,需要进行融合与处理。利用D—S（Dempster—Sharer）证据理论,建立了应用于管道多传感器数据融合的流程模型,阐明了数据的融合流程。算例中根据各个不同传感器对不同缺陷的检测置信度,利用D—S证据理论对检测数据进行有效融合,最后根据D—S规则对缺陷类型进行判定。结果表明：在检测过程中利用D—S进行数据融合,保留置信度高的数据,可以得到更明确的判决结果,舍弃干扰数据,节省存储空间,有利于数据存储,实现长距离智能检测。（图2,表2,参11）     

基于ANSYS的双点腐蚀缺陷管道剩余强度评价

为了定量评价管道腐蚀缺陷的严重程度,利用ANSYS有限元法对腐蚀管道的剩余强度进行研究,通过对管道腐蚀缺陷的模拟,分析腐蚀区的应力状态.基于含双椭圆凹坑缺陷的管道模型,探讨了腐蚀缺陷深度和缺陷间距对管道剩余强度的影响,定量确定了两者对管道局部应力的影响作用.结果表明:缺陷深度与局部应力成正比例关系,是影响管道局部应力的最主要因素,而缺陷间距对管道局部应力的影响较小.     

面向农业物联网多环境信息融合的监测判别

物联网为农田信息获取提供了一个崭新的思路,将传感器节点布设于农田等目标区域,将采集到的各种环境信息作为信息源,采用关联规则挖掘和模糊推理的方法进行多环境信息融合,在此基础上建立面向农业物联网的多环境信息融合的监测判别模型,仿真试验结果表明,对环境的监测识别率达80％,具有良好的农业监控价值和广泛的应用前景.     

农作物遥感识别中的多源数据融合研究进展

农作物遥感识别是地理学和生态学研究的前沿和热点,多源数据在农作遥感识别中日益发挥重要作用。笔者从多源数据融合的角度,归纳了2000年后多源数据在农作物遥感识别中应用的总体概况,系统梳理并提炼了当前多源数据融合的主要融合技术和融合模式。围绕与多源数据融合和农作物遥感识别相关的关键词,在Google学术、ISI Web of Knowledge和中国知网中对2000-2014年间国内外发表的论文进行检索,并统计不同传感器的使用频率及结合方式。研究表明,以提高空间分辨率为目标的多源数据融合和以提高时间分辨率为目标的多源数据融合技术是当前的两种主要方式,可以在一定程度上实现时空尺度的扩展。前者的融合技术包括图像融合、正态模糊分布神经网络模型、成分替换、半经验数据模型融合及多分辨率小波分解等,可以提升遥感数据的空间分解力和清晰度,较好弱化混合像元产生的影响,但农作物光谱信息有一定程度的丢失或扭曲,农作物空间分布局部细节信息与纹理特征依然会缺失;后者的融合技术形式灵活多样,可分为同源数据联合扩展时序的时空优化技术和异源数据联合扩展时序的时空优化技术,其可以有效排除短时间段内农作物生育期交叉,但易受不同遥感数据源间光谱反射率或植被指数转换模型及光谱波段设置差异的影响。在融合模式方面,根据数据类型分为光学数据的融合、光学数据与微波数据的融合以及遥感与非遥感数据的融合,以实现卫星资源优势互补为宗旨,充分挖掘不同类型农作物在遥感数据上呈现的光谱、时间和空间特征差异信息。同样,农作物遥感识别研究中的多源遥感数据融合也存在诸多挑战,在未来一段时间内,完善不同传感器之间的合作、更深层次挖掘融合信息以及多尺度长时间序列的中高分辨率农作物空间分布数据集的需求是多源数据融合的农作物遥感识别研究的重点发展方向和亟待解决的问题。研究结果有助于更好地理解多源遥感数据融合的技术和模式,为摸清多源数据融合在农作物识别中总体进展提供支撑,同时也为其他多源数据融合研究提供借鉴。     

基于多源信息融合的飞行器高精度定位方法

导弹、卫星等飞行器的高精度定位问题,归结为多平台、多种类信息的融合处理.在多源信息融合处理中,各类信息加权的权值对融合结果的精度有重要影响.本文通过引入加权因子,研究了多源信息融合处理的加权与参数估计精度问题,得到了参数估计均方误差与权值的关系,证明了非线性模型的权值,不仅与测量误差的统计特性有关,还与模型的结构、样本量大小有关.计算结果表明,采用本文的加权方法,可显著提高导弹弹道参数估计精度.     

信息融合技术

融合（Fusion）的概念开始出现于70年代初期,当时称之为多源相关、多源合成、多传感器混合或数据融合（Data Fusion）,现在多称之为信息融合（Information Fusion）或数据融合。融合是指采集并集成各种信息源、多媒体和多格式信息,从而生成完整、准确、及时和有效的综合信息过程。数据融合技术结合多传感器的数据和辅助数据库的相关信息以获得比单个传感器更精确、更明确的推理结果。经过融合的多传感器信息具有以下特征：信息的冗余性、互补性、协同性、实时性以及低成本性。     

基于关联数据融合的地表移动传感器节点

开发了具有多个相关联传感器的地表移动传感器节点;提出一种基于专家系统进行关联数据处理的几何方格面积数据融合方法,即主要采用软硬件结合的方式,利用专家系统预设的节点环境阈值与传感器实际感测的数据相结合进行关联数据处理,将数据关系转化为几何方格面积,从而实现分类分层次的数据融合.结果表明：该方法能够对多个不同类型传感器提供的相同特征数据、互补特征数据、并行特征数据、条件关联数据进行融合;与传统传感器节点相比,地表移动传感器节点感测信息的准确率更高,能量消耗更低.     

植保无人机仿地定高飞行控制技术的应用现状及展望

随着中国农业信息化、智能化的发展,农业生产对植保无人机的作业质量越来越重视。植保无人机进行仿地定高飞行作业,是提升植保无人机作业质量的关键。回顾了多种传感器和多传感器信息融合技术的研究与应用的进展,概括和总结了超声波传感器、激光雷达、毫米波雷达、GNSS、气压传感器、视觉传感器和多传感器信息融合技术在定高飞行技术上的应用。并对上述传感器技术和仿地定高飞行控制方法进行了局限性分析,在此基础上,结合植保无人机作业场景的特点,提出对植保无人机仿地定高飞行进行区域划分,并提出姿态调整控制策略。通过对植保无人机仿地定高飞行的控制方法进行系统分析,探讨了适合植保无人机的适应性广、可靠性高且成本较低的测距方法及仿地控制方案,提出了多种传感器组合定位、人工智能场景识别定位、基于模型设计的高精度定高控制系统等解决方案,为植保无人机更好地实现精准作业提供有效的参考。     

保障中俄东线天然气管道长期安全运行的若干技术思考

针对中俄东线天然气管道的实际服役状况,分析了土壤运动(冻胀与解冻沉降)对管道结构完整性的影响以及基于管体结构-土壤弹簧模型在确定管-土交互作用方面的局限性,即非线性、大应变与多轴加载评估的保守性、土壤本构模拟与真实状况的偏离,建议发展新型多模块耦合集成技术确定土壤运动产生的机械效应。明确了X80高强管线钢在服役条件下发生应变时效及其导致管线钢(尤其是焊缝区)材料韧性和止裂能力的降低,建议使用时效活化能与等效时效时间模拟、评估管线钢在漫长服役过程中发生应变时效的敏感性,并建立相应的理论基础。此外,详细分析3种常见的管道缺陷(机械损伤、腐蚀缺陷、裂纹)对管道完整性影响的评估技术现状。针对高压、大口径、高强钢天然气管道(特别是焊接金属与热影响区)在地质不稳定地区的材料韧性、裂纹扩展以及止裂能力开展实验与评价技术,建立精确的多物理场协同作用下的管道缺陷评估模型,是当前的国际性技术难题,这些问题的解决将有力保障中俄东线天然气管道以及相关油气管道的长期安全运行。(参29)     

Information fusion in aquaculture: a state-of the art review

Efficient fish feeding is currently one of biggest challenges in aquaculture to enhance the production of fish quality and quantity. In this review, an information fusion approach was used to integrate multi-sensor and computer vision techniques to make fish feeding more efficient and accurate. Information fusion is a well-known technology that has been used in different fields of artificial intelligence, robotics, image processing, computer vision, sensors and wireless sensor networks. Information fusion in aquaculture is a growing field of research that is used to enhance the performance of an “industrialized” ecosystem. This review study surveys different fish feeding systems using multi-sensor data fusion, computer vision technology, and different food intake models. In addition, different fish behavior monitoring techniques are discussed, and the parameters of water, pH, dissolved oxygen, turbidity, temperature etc., necessary for the fish feeding process, are examined. Moreover, the different waste management and fish disease diagnosis techniques using different technologies, expert systems and modeling are also reviewed.     

某型飞机航空军械仿真系统中数据融合及算法

介绍了某型飞机航空军械训练仿真系统的多传感器数据融合的特点和一种数据融合模式,结合实例说明了多传感器对众多数据信息进行融合处理,以使系统准确快速反应。     

浙江名茶品质特征及评鉴新技术应用现状

以2009年第二届浙江省十大名茶评选工程实施产生的17个名茶为代表,分别从产地、色泽、外形、香气、滋味及叶底方面介绍了浙江名茶品质特征;围绕茶叶品质审评因素,综述了近10年来茶叶品质的量化识别研究成果,最具发展潜力的技术依次为机器视觉图像处理技术、近红外光谱分析技术和多传感信息融合技术。     

Bayesian classification of ripening stages of tomato fruit using acoustic impact and colorimeter sensor data

In this work, the concept of data fusion is applied to nondestructive testing data for classification of fresh intact tomatoes based on their ripening stages. A Bayesian classifier considering a multivariate, three-class problem was incorporated for data fusion. Probability of error was estimated numerically for univariate and multivariate cases based on Bhattacharyya distance. Numerical results showed that multi-sensorial data fusion reduces the classification error considerably. The Bayesian classifier was tested on data of tomato fruits taken by the following nondestructive tests: colorimeter and acoustic impact. Results of Bayesian classifier agree with numerical estimations showing an 11% classification error in the multivariate (multi-sensor) case compared with a 48% obtained by the univariate case (single sensor).     

声学技术在西瓜品质无损检测中的应用

对近年来国内外声学技术在西瓜品质无损检测中的应用进展进行了综述.重点介绍了声振法、声学特性法和多种传感器融合技术的原理,国内外研究进展及其优缺点.提出现有西瓜品质无损检测技术存在的问题,并对未来西瓜品质无损检测技术的发展予以展望.     

基于无线传感网络的果园环境实时监控系统设计

针对传统果园环境状况的监测过程复杂、实时性差等缺点,设计了一种基于传感网络的果园实时监控管理系统,可对果园温度、CO2浓度、光照强度、土壤湿度进行动态监测。该系统利用无线传感器节点把采集的果园数据通过Zigbee技术传输到控制系统,然后进行数据分析与处理,最后将结果直观反映给管理者。还实现了基于远程监控的多传感器融合系统。硬件设计包括单片机(MSP430F149)、传感器的设计及射频芯片(CC2420)组网实现远程通讯,试验证明该系统稳定,能够达到预期目的。该系统还能扩展更多参数指标,满足果园管理的需要。     

某海底混输管道局部腐蚀原因

为了分析某海底混输管道外壁严重腐蚀的原因,采用宏观形貌观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试、能谱分析及X射线衍射等手段对切割的2.2 km外壁严重腐蚀管段进行深入研究。结果表明:海底管道外壁呈现不均匀局部腐蚀形态,腐蚀方式以点蚀为主,局部伴有较深蚀坑;海底管道局部腐蚀原因是防水帽失效,使海水进入保温层,海水沿防腐层破损处渗入后与钢管表面直接接触,而钢基体中的硫化物夹杂为点蚀诱发源,由海水中的Cl-诱发并加速点蚀,部分点蚀向钢基体内部及周围扩展形成较深的蚀坑;海底管道局部腐蚀发生与发展的机理为自催化效应和氧浓差腐蚀电池,防水帽内侧盐分的浓缩进一步加剧了腐蚀进程,而防水帽对阴极保护电流有屏蔽作用,形成了封闭的腐蚀环境,使局部腐蚀难以控制。研究结果对于加强海底管道运行管理,保障海上油气田安全生产及提高开发效率具有重要意义。     

基于密度自适应的RANSAC非结构化环境下果园机器人导航

目的 提出一种基于多传感器融合的果园导航方案,解决果园机器人在GPS导航过程中受果树遮挡导致信号弱、定位效果差的问题。方法 通过16线激光雷达采集高精度的三维点云数据,利用Voxel grid filter滤波算法进行点云预处理,降低点云密度并去除离散点,将果树行通过欧几里类算法进行聚类,采用改进的随机采样一致性 (Random sample consensus, RANSAC) 算法拟合出果树行直线,根据平行直线的关系,推算得到导航线,并融合惯性测量单元(Inertial measurement unit, IMU)对果园机器人进行高精度定位。基于差速转向和纯追踪模型进行轨迹跟踪,实现果园机器人在果树行间自主导航以及自动换行的目标。结果 在将激光雷达和IMU的数据进行融合后,获取到果园机器人的准确位姿,当机器人以速度0.8 m/s在果园作业时,对比最小二乘法和传统RANSAC法产生的偏差,基于密度自适应RANSAC法产生的横向偏差不超过0.1 m、航向角偏差不超过1.5°,均为3种方法中的最小值。但当机器人速度增加到1.0 m/s时,各项偏差均明显增大。结论 本文提出的基于多传感器融合的果园机器人导航技术适用于大多数规范化果园,具有重要推广价值。     

管径1524 mm的X90螺旋埋弧焊管研发

采用高压力、大口径、高钢级管道进行长距离的天然气输送已成为管道工业的重要发展趋势。X90管线钢管的应用将提高管道输送量,减小钢管有效壁厚,降低管道建设成本。采用低C、高[Mn+Nb]、高[Mo+Cr]的合金化成分设计及纯净钢冶炼技术与控轧控冷技术,开发出以粒状贝氏体为主的壁厚20.3 mm的X90热轧卷板;通过焊接工艺试验研究,优化设计出壁厚20.3 mm的X90管线钢管的焊接工艺;通过制管成型参数的优化设计,实现了高强度、大口径螺旋埋弧焊管的低残余应力控制。测试结果表明:试制开发的管径1 524 mm、壁厚20.3 mm的X90螺旋埋弧焊管的各项性能指标均达到相关技术规范要求,为X90高强度大口径钢管在中国的建设应用做好技术储备。(图6,表11,参26)