西南交通大学机械工程学院，四川 成都 610031
在对图像位移进行测量时，不同亚像素位移迭代算法的性能不同，将反向组合对角近似算法和反向组合Dog-Leg算法用于数字图像相关法并进行位移测量，同时对反向组合Levenberg-Marquardt算法的参数更新策略进行简化，以反向组合高斯牛顿（IC-GN）法作为对比，通过模拟散斑图像和真实散斑图像的压缩变形实验，对3种算法的性能进行对比，并进行相应的评估。实验结果表明：在模拟散斑实验中，各个算法在收敛速度、收敛频率和计算速度上各有不同；在真实实验下，小变形实验得到与IC-GN法相似的精度，大变形实验得到的收敛半径更大。
测量 数字图像相关法 亚像素位移 反向组合对角近似算法 反向组合Levenberg-Marquardt算法 反向组合Dog-Leg算法
为了研究不同配筋率对混凝土徐变性能的影响,本文对素混凝土、8 mm钢筋混凝土和10 mm钢筋混凝土进行了为期350 d的压缩徐变试验。将非线性黏性元件与经典Burgers模型串联,得到了修正Burgers模型。利用不同配筋率混凝土的徐变试验数据,对CEB-FIB(MC90)模型和修正Burgers模型进行拟合计算,从而得到了混凝土徐变拟合曲线。研究结果表明: 钢筋能够有效地抑制混凝土的徐变,并且随着配筋率的增加,抑制效果进一步增强; 与CEB-FIP(MC90)模型相比,修正Burgers模型的拟合结果更加准确,能更好地预测钢筋混凝土的徐变。
修正Burgers模型 徐变 钢筋混凝土 钢筋约束 CEB-FIP模型 Levenberg-Marquardt优化算法 modified Burgers model creep reinforced concrete reinforcing steel CEB-FIP model Levenberg-Marquardt optimization algorithm
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部，上海 201800
针对旋转双棱镜系统指向误差较大、误差源较多等指向精度较差的问题，提出了一种新的旋转双棱镜指向偏差修正方案。采用非近轴光线追迹方法建立旋转双棱镜指向模型和二维转台指向模型，在全视场区域内均匀选取若干点，比较旋转双棱镜理论出射光束与实际出射光束的偏差，通过Levenberg-Marquardt迭代算法对旋转双棱镜前镜和后镜的转角误差、楔角和折射率进行修正。在整个视场区域内修正后，指向最大偏差由8.37 mrad变为3.75 mrad，平均指向偏差由4.00 mrad变为1.38 mrad，并且当俯仰角较小时，修正效果较好；在俯仰角小于15°的视场区域进行单独修正后，最大指向偏差变为1.51 mrad，平均偏差变为0.84 mrad。所提修正方法提高了旋转双棱镜的指向精度，对旋转双棱镜指向偏差的补偿修正具有一定的参考价值。
光通信 自由空间激光通信 旋转双棱镜 Levenberg-Marquardt算法 最小二乘法 误差校正
1 航天东方红卫星有限公司，北京 100094
2 北京邮电大学 世纪学院，北京 100086
3 北京邮电大学 信息与通信工程学院，北京 100086
文章针对可见光定位(VLP)系统提出了一种新颖的非线性摄像机辅助的接收信号强度(nCA-RSS)算法。nCA-RSS算法的基本思想是，同时利用摄像机和光电二极管(PD)分别捕获视觉和强度信息，实现高覆盖和高精度定位。首先，基于单视图几何理论，nCA-RSS算法利用视觉信息来估计可见光的入射角；然后，基于估计的入射角，nCA-RSS算法利用强度信息来确定接收器位置。由于使用了视觉信息，nCA-RSS算法对接收器方向不再限制。此外，基于Levenberg-Marquardt算法，nCA-RSS算法仅使用3个发光二极管(LED)即可实现三维(3D)定位。因此，与透视n点算法相比，nCA-RSS实现了更高的覆盖率。仿真结果表明，在80%以上的室内区域，无论接收器方向如何，nCA-RSS算法对于80%以上的样本可以实现约2.5 cm的定位精度。
可见光定位 接收信号强度算法 摄像机 Levenberg-Marquardt算法 VLP received signal strength camera Levenberg-Marquardt algorithm
上海交通大学 微米/纳米加工技术国家级重点实验室,上海 200240
超声谐振谱(RUS)是一种压电材料单样品定征技术, 避免了多样品造成的结果不自洽问题。现有的谐振谱激励方法常使用超声换能器定点激励-拾取, 需要有复杂的测试装置。该文提出了一种电极激励-拾取法来获取压电谐振器的超声谐振谱, 该方法测试装置简单, 同时还可获得模态振型的对称特性, 避免了反演过程中峰丢失和错峰拟合。基于现场可编程门阵列(FPGA)技术搭建了压电谐振器分组扫频激励电路, 通过电荷放大器拾取谐振峰。结果表明, 通过Levenberg-Marquardt算法可完成测试频谱和计算频谱的匹配, 成功获得了优化后压电材料参数。
超声谐振谱(RUS) 压电材料 定征 电极激励 Levenberg-Marquardt算法 resonant ultrasonic spectroscopy(RUS) piezoelectric material characterization electrode excitation Levenberg-Marquardt algorithm
1 上海交通大学 1. 微米纳米加工技术国家级重点实验室
2 2. 电子信息与电气工程学院 微纳电子学系, 上海 200240
基于准稳态模型和动量理论, 探讨了微型扑翼飞行器诱导角和最佳几何攻角的计算问题。针对高斯-牛顿法求解诱导角方程时存在的不收敛问题, 使用能保证计算过程收敛的列文伯格-马夸尔特算法求解, 得到实验样机的诱导角为15°。实验样机的实际升力为40g, 忽略诱导角后准稳态模型理论升力为46g, 而考虑诱导角的理论升力为37g, 验证了计算诱导角可以提高准稳态模型预测升力的准确性。基于实验样机翅膀被动扭转的实际, 采用最小二乘法计算出实际最佳几何攻角为55°, 能有效指导微型飞行器翅膀的设计, 从而提高飞行器最大升力和飞行效率。
微型扑翼飞行器 空气动力学 列文伯格-马夸尔特算法 最佳几何攻角 flapping-wing micro air vehicle aerodynamics Levenberg-Marquardt algorithm best geometric angle of attack
上海电力大学 自动化工程学院, 上海 200090
针对低速率解调仪采样获得光纤布喇格光栅反射光谱解调精度低的缺点, 采用了一种基于小波变换的高斯(WTG)曲线拟合方法。利用小波变换对反射光谱信号进行分解, 对小波细节分量进行阈值量化处理, 在此基础上, 运用处理后的细节分量和近似分量对信号进行重构; 然后对重构后的信号插值并进行高斯曲线拟合, 使用Levenberg-Marquardt(LM)算法优化高斯拟合系数。仿真实验结果表明: 与直接寻峰算法、高斯拟合算法相比, WTG算法的峰值定位误差最小, 解调精度更高。
光纤布喇格光栅 小波变换 峰值定位 LM算法 高斯拟合 fiber Bragg grating wavelet transform peak positioning Levenberg-Marquardt algorithms Gauss fitting
1 国网河北省电力有限公司电力科学研究院, 河北 石家庄 050021
2 华北电力大学, 河北 保定 071000
基于互相关法和Levenberg-Marquardt(LM)算法,提出了互相关-LM算法以拟合布里渊频谱的中心频率。此方法发挥互相关法无需给定初值且对噪声不敏感的优点,将其用来寻找迭代初值,得到精度较低结果作为初值输入LM算法中进行迭代,最终得出布里渊散射频谱的精确信息。同时提出了新的双峰布里渊谱的拟合方法和出现双峰时的布里渊峰值选择原则。此算法有效提高了拟合精度和拟合效率,使得单峰拟合误差在1 MHz以内,双峰拟合误差在2 MHz以内,拟合度达0.9988。为了检验其实用性,将其应用于变压器绕组变形检测。对改造过的外表面敷设光纤的绕组施加两处应变,互相关-LM算法能精确提取中心频率,解耦出应变信息,平行测试误差在3 MHz以内,拟合度可达0.9964,均方根误差约0.005,并能实现应变的精确定位,充分证明了此方法的优越性和实用性。
光纤光学 布里渊散射 互相关Levenberg-Marquardt法 双峰拟合 分布式光纤传感 绕组变形检测 激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010602
1 湖南人文科技学院信息学院, 湖南 娄底 417000
2 中南大学信息科学与工程学院, 湖南 长沙 410083
3 楚天科技股份有限公司研发中心, 湖南 长沙 410600
构建了一个开放单光路短光程激光检测平台,提出了一种基于线型的Levenberg-Marquardt(L-M)算法,以洛伦兹线型和高斯线型的二阶导数作为L-M算法的拟合函数,对氧气体积分数为0%~21%的样本进行校正。结果表明:在基于洛伦兹线型的L-M算法校正中,氧气含量-二次谐波峰值的拟合系数最高,为0.9995;以洛伦兹线型为优化依据,对含氧气体积分数为1%的样品进行了多次测量,校正处理前后预测的氧气体积分数最大偏差分别为0.38%和0.22%,预测的均方根误差分别为0.25%和0.16%。
光谱学 基线校正 Levenberg-Marquardt算法 氧气含量 波长调制光谱
西安理工大学机械与精密仪器工程学院, 陕西 西安 710048
针对手持靶标视觉坐标测量的广泛应用,提出一种平面靶标测头中心现场两步标定的方法。通过两组不同位姿的靶标图像建立靶标坐标系与摄像机坐标系之间的转换关系,利用第一组靶标平行于成像面不同倾角的图像信息,根据位置不变原理建立目标优化函数,通过Levenberg-Marquardt算法求解出靶标坐标系下测头中心在x、y方向最优化的修正值;再依据第二组靶标相对于摄像机成像面不同倾角的图像信息求解出测头中心在z方向的误差。通过仿真和实验验证了方法的正确性,实验结果表明,测头中心坐标在x、y、z方向的重复性精度分别达到0.077,0.035,0.140 mm,有效地解决了手持平面靶标测头中心现场标定的难题。
测量 测头中心标定 平面靶标 坐标修正 Levenberg-Marquardt算法 激光与光电子学进展
2018, 55(1): 011201
