摘要： 项目概况进入21世纪后,由于国内外市场对能源需求量的增加,人们对地震勘探提出了更高的要求。地震勘探开始进入以往被认为禁区的复杂地表区域,如山地、黄土塬以及冻土带。在该类地区地震资料处理的最大问题是静校正问题,常规的方法难以解决。PSGSEIS地震勘探数据处理与成像系统可以大大提高地震数据成像的质量,从而提高解释精度和准确度,并显著提高井位部署成功率,这使其对常规二维/三维地震数据处理解释技术产生了不可逆转的替代性。目前国内相关企业均依赖国外进口软件,计算规模及速度均受很大限制,急需国内具有自主知识产权的地震数据处理解释技术平台。PSGSEIS地震勘探数据处理与成像系统将成为该领域的创新型应用产品,为国内相关领域的应用水平提升提供支持。

ISBN: (纸本)9787550928688

关键词： 通用航空   飞行品质监控   卡尔曼滤波   飞行数据处理  

摘要： 随着国内通航事业的不断发展,通航企业和通航飞机的数量不断增多,飞行活动越来越频繁,飞行安全问题日益凸显。在航空领域,运输类航空公司广泛采用飞行品质监控技术来保障和提高航空运行安全水平。飞行品质监控是一种捕获,分析飞行数据的技术方法,从分析中获取的信息可以用于确定飞行品质,并帮助寻找改善提高飞行安全和运行效率的途径。飞行品质监控是保证飞行安全的重要手段,但通用航空限于成本因素,早期安装飞行数据记录器装备很少,缺乏获取飞行数据的方法从而无法开展飞行品质监控。随着技术的不断成熟,设备成本下降,通航飞机越来越多装备飞行数据记录系统,对通航进行飞行品质监控的条件逐渐成熟。通航飞机的飞行数据记录较运输飞机而言,仍存在参数少、记录质量较低、更新率低等差异。本文以某航校训练机型机载G1000航电系统内置的飞行数据记录系统所记录数据为目标,以卡尔曼滤波技术为核心手段,研究通航飞机飞行数据处理的关键技术。卡尔曼滤波是最小方差下条件的最优估计算法,是一种基于随时间变化的观测数据和噪声统计参数,估计变量的联合分布,从而得到相比测量值本身更准确值的方法,适合应用于质量较低的通航飞机飞行数据处理应用。飞行品质监控的典型流程为:数据获取-数据预处理和数据有效性验证-事件监测-数据复现和分析评估-指定持续改进的策略。本论文从利用卡尔曼滤波器验证和评估飞行原始记录数据的质量、针对特定的目标参数构造组合卡尔曼滤波器提高飞行数据的质量以及构建以卡尔曼滤波器为核心的飞行品质监控算法三个方面,全面系统地研究了卡尔曼滤波器在通航飞机飞行数据处理的算法和实现步骤。论文首先利用卡尔曼滤波器对G1000系统的飞行记录数据进行了初始滤波分析,根据常识和经验分析确定了飞行参数记录的噪声水平;然后以垂直剖面飞行参数为例,研究了如何基于多源参数实现组合卡尔曼滤波算法;最后以进近阶段飞行品质评价为目标,研制了基于卡尔曼滤波器的能量法进近品质评价算法。上述研究和算法应用结果表明,正确的运用卡尔曼滤波器技术,可以构建效果良好的飞行品质监控系统,提供飞行安全监控能力。

关键词： 物理化学实验   相图   Excel软件   Origin软件   数据处理  

摘要： 物理化学实验需要绘制相图,Excel和Origin的实验数据处理方法能简洁有效的完成相图绘制。可克服传统手工绘图费时费力的缺点,结果科学精确且方便快捷;可提高学生使用计算机综合处理数据的能力,也为其日后的本科论文及科学研究工作奠定了基础。

关键词： 双头螺杆转子   激光位移传感器   数据处理   在机检测  

摘要： 随着我国机械产业的快速发展,各类螺杆机械产品得到了广泛应用。作为大型螺杆机械产品重要组成部件的螺杆转子,其制造方法已经从以前的成形法发展成盘铣、旋风铣,制造效率大幅提升,相应的对螺杆转子的加工精度也提出了更高的要求。由于精确的螺杆转子廓形精度检测技术是决定其加工精度的重要因素,因此具有测量准确度高、误差小、测量效率高等独特优势的在机测量技术被广泛应用于螺杆转子曲面廓形的测量。本文针对双头螺杆转子廓形精度的在机检测技术进行研究,具体内容如下。首先,阐述激光三角法测量原理和双头螺杆转子廓形测量原理,根据双头螺杆转子形貌特征,设计基于激光位移传感器的双头螺杆转子廓形在机测量方案。并根据设计的测量方案选择合适的实验设备,构建基于激光位移传感器的双头螺杆转子廓形精度在机检测系统,实现双头螺杆转子廓形数据的采集、传输和处理。然后,针对实际采集的双头螺杆转子廓形数据中含有噪声的现象,为了避免传统小波阈值函数在降噪过程中存在的缺点,构造基于双曲正切函数的具有调节参数的改进小波阈值函数,并融合粒子群算法来寻找改进小波阈值函数中调节参数的最优值,使改进小波阈值函数可以根据不同的实际信号确定其最终形式,获得较好的降噪效果。随后,针对双头螺杆转子廓形精度在机检测实验测量所得的数据无法表征双头螺杆转子完整廓形信息的问题,基于现有拟合方法,使用B样条曲线逼近技术来完成双头螺杆转子廓形的拟合。同时,提出改进的精英克隆选择算法来解决B样条曲线逼近中出现的连续多变量的非线性节点配置问题。最后,依照双头螺杆转子廓形在机测量方案,进行以LXK100型4轴螺杆转子旋风铣床为载体的双头螺杆转子廓形精度在机检测实验,并将提出的改进小波阈值降噪方法和基于改进精英克隆选择算法的B样条曲线逼近方法使用到该在机测量系统中,实现双头螺杆转子廓形精度的高精度、高效率检测。本课题以LXK100型4轴螺杆转子旋风铣床为载体,设计并实现基于激光位移传感器的双头螺杆转子廓形精度在机检测系统,该系统可以实现双头螺杆转子的加工-检测-补偿的良性循环,及时检测出不合格的工件,并迅速修正,提高双头螺杆转子的加工与测量精度,推动行业发展。

关键词： 流计算   并行计算   人脸跟踪去重算法  

摘要： 如今监控设备在智能安防、平安城市、刑事侦查领域得到广泛应用,数量众多的监控点位不断地工作,监控视频的质量也在不断地提升,随之带来监控视频数据呈现出指数倍增长趋势,并且具有非结构化、无边界性、时空连续性等特点。传统的视频监控系统在视频流传输、图像处理和离线处理等方面有着大量的研究,但在分布式处理与实时性分析方面的研究较少,设计并实现一个多路实时监控视频数据处理与分析系统的技术难题亟待解决。本文基于传统的监控视频数据处理与分析技术和主流的流计算框架,设计并实现了一个高性能、低延迟、高扩展性的视频数据处理与分析系统,主要创新和工作如下:1)本文设计并实现了一个多路实时监控视频数据处理与分析系统,采用自主设计的轻量级流计算架构弥补了目前主流的流计算框架结构臃肿,处理非结构化的视频数据效率低下,调度算法未考虑到集群资源的变化等不足。主节点负责视频处理任务调度和系统资源管理,从节点负责执行具体的视频处理与分析任务。采用主从复制策略和心跳机制保证了容错性;采用自主设计的DRSA调度算法保证了系统资源利用率;采用了基于预测编码图像帧间隔的视频选帧策略选取关键帧。2)在视频数据处理方面,采用基于CPU软解码技术和基于GPU硬解码技术结合的异构协同工作机制处理海量的实时监控视频数据,充分利用CPU和GPU的计算资源并行处理实时数据,提高了系统吞吐率。3)在视频数据分析方面,基于监控视频数据的时空连续性,设计人脸跟踪去重算法减少了大量冗余重复的人脸信息,节约了计算资源,并且保证了复杂条件下非合作目标人员统计的真实有效性。4)本文对系统进行了详细的功能测试和性能测试,并结合应用场景对测试结果进行了详细分析。测试结果显示在多路实时监控视频数据场景下,本系统能够满足流式数据实时地处理与分析的需求。

关键词： 快速射电暴   磁陀星   数据处理  

摘要： 快速射电暴(FRB)由Lorimer等人于2007年发现。是一种在1GHz附近的,短时标(ms),高能(1039erg)天体现象。其极高的亮温度、极短的时标暗示着非常特殊的天体活动,对发展天体辐射机制,研究基本物理,以及作为宇宙学探针都有重要意义。本文旨在从快速射电暴观测和数据处理的角度,说明如何发现新的此类信号,以及基于此的一些成果。第一章介绍脉冲星和快速射电暴的研究历程和近况。快速射电暴和脉冲星有很多关联。脉冲星的单脉冲现象同样是近年射电暂现源领域的研究热点。本章先简要介绍脉冲星的众多已有成果,然后着重于脉冲星射电单脉冲现象,以及磁陀星这种特殊的中子星。第二部分则介绍了快速射电暴十多年的快速发展。着重于一些让我们对快速射电暴有认知跃进的观测现象,如重复暴、宿主星系、周期性等。在2020年,CHIME和STARE2两个阵列同时观测到了一颗河内磁陀星发出的快速射电暴。本章介绍了观测细节和理论进展。第二章介绍射电望远镜的基础概念和使用Parkes望远镜远程观测的流程。使用射电望远镜观测需要知道一些基本的概念,如波束、口面效率、等效温度、射频干扰等。Pakres望远镜是一个可以方便地进行远程观测的设备,本章以示例观测说明操作流程。第三章介绍数据处理的方法。首先是对周期信号和单脉冲信号的搜寻方法,这是脉冲星和快速射电暴研究最开始的环节,也是最重要的环节之一。然后讨论了如何处理Parkes望远镜超宽带接收机观测的数据。由于带宽大,需要先对数据进行切割。最后展示了如何使用Docker虚拟技术实现方便的环境管理和部署。第四章介绍了磁陀星的后随观测。随着FRB200428的发现。磁陀星就成为了快速射电暴最有可能的物理起源。针对2020年10月SGR 1935+2154再次进入活跃期进行了后随观测。分析这些数据对其在活跃期的单脉冲活动以及周期活动给出限制。其中是对SGR 1935+2154周期辐射流量限制,低于之前MNC望远镜宣称探测到的亮度。第五章基于目前正在进行的工作,对未来做一个简短的展望。主要包括搜寻系统的搭建,和脉冲星单脉冲及磁陀星射电辐射的观测。

关键词： 维修保障数据分析   故障诊断   健康评估   剩余使用寿命预测  

摘要： 随着现代制造机器向复杂、数字化和智能化不断发展,旋转机械更加广泛地应用于工业生产。轴承作为机械装备使用最多且最易磨损的部件,其健康状况对机械装备的性能、稳定性和使用寿命有着重要的影响。以故障诊断、健康评估和剩余使用寿命预测为代表的装备维修保障数据处理与分析方法应运而生。通过对该领域的深入研究与分析,针对现阶段故障诊断和剩余寿命预测算法需要特定的先验知识和大量的人力介入来进行特征提取,以及卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的Softmax层分类能力已不如新兴的机器学习分类方法等问题,本文主要对以下几个方面进行了研究:(1)装备维修保障数据分析与处理方法综述。通过对装备故障诊断和剩余寿命预测算法的研究,介绍了算法现阶段的发展状况,并对相关算法进行比较讨论,明确了其中待解决的问题。(2)装备故障诊断方案设计。针对CNN的Softmax层分类能力不如新兴的机器学习分类方法的问题,提出了基于连续小波变换和AlexNet-轻量梯度提升机融合模型(AlexNet-Light Gradient Boosted Machine,Alex Net-LGBM)的轴承故障诊断方法,方法可分为三个部分:(1)基于连续小波变换的振动信号数据处理:使用连续小波变换对轴承原始振动信号提取时频特征,并转化为32×32像素的二维图像。(2)对于故障特征提取,本文改进了AlexNet模型对时频波谱图进行故障特征提取,并与LeNet-5和EfficientNet-B0模型的特征提取能力进行了对比。(3)对于故障诊断,通过LGBM分类算法对提取到的故障特征进行了故障分类,使用贝叶斯优化选择最优模型参数。使用凯斯西储大学(Case Western Reserve University,CWRU)轴承数据集进行了对比实验,将改进的Alex Net、LeNet-5和多粒度级联森林、LGBM、CatBoost的各种组合方法进行对比,结果显示本文提出的基于连续小波变换的AlexNet-LGBM故障诊断方法具有最优的故障诊断准确率。(3)装备剩余使用寿命预测方案设计。提出了基于连续小波变换和AlexNet-高斯过程回归(AlexNet-Gaussian Process Regression,AlexNet-GPR)的轴承剩余寿命预测方法:首先对振动数据进行连续小波变换产生90×90像素的时频波谱图,并将AlexNet改进为适合寿命预测的回归模型,预测轴承健康指数。对健康指数估计值进行异常值剔除和平滑,进而通过高斯过程回归拟合健康指数预测曲线,对轴承剩余使用寿命进行预测。使用PRONOSTIA轴承退化数据集进行仿真,与其它研究结果的对比显示本文提出的方法预测的轴承剩余使用寿命获得最高评分。

关键词： 混沌分析   船舶航行轨迹   数据挖掘   数据处理  

摘要： 对于船舶航行轨迹数据挖掘问题,对比方法在受到异常信号干扰时,由于自身轨迹数据还原能力不足,导致该方法存在可靠性的问题。为了解决这一问题,提出基于混沌分析的船舶航行轨迹数据挖掘。针对原始轨迹数据中存在的缺失值问题,采用线性拟合填补数据,获得完整的轨迹数据,根据数据挖掘需求,设定挖掘目标,将数据分类处理,经过多次迭代输出目标数据,采用混沌分析技术重构目标数据,得到目标数据,完成数据挖掘。实验结果表明,设计的基于混沌分析的数据挖掘方法数据连续完整,数据处理效率高达127.63 MB/s,该方法的可靠性得到提升。

关键词： 车载激光雷达   路基边坡三维地形   测量数据处理  

摘要： 高速公路路基边坡裂缝的检测对保证高速公路运输安全具有重大的意义,能为实现精准识别、精准养护等一系列高速公路路基边坡灾害防治工程奠定基础。为实现对高速公路路基边坡裂缝检测效果的评价,为裂缝检测工作提供数据支撑,需要对高速公路路基边坡地表地形进行测量。但传统的测量方法存在检测方法单一、安装费用高、检测周期长、人工作业安全性低等缺点。随着现在计算机、光学、电子器件等相关领域的快速发展,基于激光雷达的测量技术研究已成为当前的研究热点。在高速公路路基边坡裂缝检测中运用激光雷达技术,能够大幅提高测量的速度,对提高高速公路路基边坡裂缝检测效率具有重要意义。因此,本文研究重点是快速准确地获得高速公路路基边坡表面的数据,根据测量数据生成路基边坡三维地形图,并对裂缝进行识别与量化。论文分析了当前对高速公路路基边坡稳定性监测的相关技术,以及国内外文献对激光雷达测量技术的研究现状和主要应用领域,并针对当前的检测方法在应用到高速公路路基边坡裂缝检测过程中无法快速准确地获得路基边坡表面测量数据等问题,本文针对高速公路路基边坡裂缝,研究设计车载激光雷达测量数据获取硬件设备,并利用标定试验对激光雷达进行了标定。在数据处理方面,论文研究了实验过程中数据缺失的模式,并采用线性插值的方法进行数据插补,同时研究了适用于高速公路路基边坡裂缝检测的滤波方法,并通过滤波实验对均值滤波、中值滤波、五点三次滤波和低通滤波四种滤波方法的滤波效果进行对比分析,发现低通滤波的效果最好。论文设计开发了车载激光雷达高速公路路基边坡裂缝测量数据三维可视化、裂缝识别和量化算法,实现了从数据采集到生成三维地形图再到裂缝检测与量化的完整流程,对激光雷达技术在高速公路路基边坡裂缝检测方面具有一定的实用和参考意义。