量测系统分析偏移报告（通用9篇）
篇1：量测系统分析偏移报告
数字摄影测量系统中非量测CCD相机标定算法
为了解决传统的`相机标定方法,通常需要建立复杂三维标定块或高精度三维控制场这一实际问题,采用平面控制格网作为标定块,利用二维直接线性变换分解出相机的内外方位元素初值,然后采用改进的Hough变换算法检测标定图像中的格网直线并利用最小二乘法拟合出最佳直线,通过求直线的交点得到标定格网点的像坐标.最后利用自检校光线束法平差进行相机的精确标定.实际图像数据实验结果表明:主点和焦距的标定精度分别达到了0.2和03像素左右.可以满足高精度近景三维量测的要求.
作 者：于宁锋 YU Ning-feng 作者单位：中国矿业大学,环境与测绘学院,江苏,徐州,221008刊 名：辽宁工程技术大学学报(自然科学版) ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF LIAONING TECHNICAL UNIVERSITY年，卷(期)：26(2)分类号：P231.5关键词：直接线性变换 共线方程 光束法平差 相机标定 Hough变换
篇2：量测系统分析偏移报告
(2)原因：①桩进入土层后，可能遇到大块坚硬的岩石，将桩尖挤到一侧;② 多段桩施工时，相接的两段桩轴线不一致，焊接后管桩整体弯曲;⑧ 桩基数量过多且桩距不大，静力压桩时土层被挤压到极限后必然向上隆起，相邻的桩被拔起;④ 在软土地基场地中施压密集群桩时. 由于压桩引起的超孔隙水压力过大将相邻的桩体推向一侧或起浮，
桩位偏移的现象、原因分析及预防措施
，
篇3：量测系统分析偏移报告
1 资料与方法
1.1
选择我院2011年8月—12月入住神经外科并有留置导管者作为对照组, 符合入选条件的共235例。选择2012年1月—4月入住神经外科并留置导管者的患者作为试验组, 符合入选条件的共242例。经统计学分析, 2组患者一般情况差异无统计学意义。
1.2 方法
对照组采取传统管道护理的方法, 试验组采取管道护理临床路径的护理方法, 对2组意外拔管的发生率进行评价。
1.2.1 传统的管道护理方法
妥善固定, 保持通畅, 向家属宣教, 必要时约束患者或遵医嘱使用镇静剂, 班班交接。
1.2.2 管道护理临床路径
1.2.2. 1 制定路径方案
2011年8月—12月在神经外科发生意外拔管的患者, 对其情况进行详细的核查, 包括患者年龄、病情、置管种类、采取的固定方式、置管的时间段、意外拔管的时间、病者的意识情况等, 然后填写报表, 对意外拔管的原因进行分析。采用鱼骨图, 分别从人员、材料、环境、方法四个大的方向分析原因。分析的结果显示造成意外拔管的最主要因素有:护理人员缺乏相关知识培训, 思想重视程度不够, 宣教不到位, 肢体约束不当, 导管固定不当, 无规范的管理方案等 (见图1) 。确定管道护理临床路径, 并对科室内所有人员进行培训指导。
1.2.2. 2 按管道护理路径实施护理 (低年资护士在高年资护士指导下落实)
患者置管前, 床位护士耐心地介绍置入导管的必要性和重要性, 取得患者和家属的配合, 置管后床位护士将导管予以妥善固定, 松紧适宜, 符合规范。加强护患沟通非常重要, 对头脑清醒的患者, 通过写字、肢体语言等方式进行交流, 详细耐心地介绍导管的用途及其重要性、需要患者如何配合等相关知识;对于使用约束带者, 护士应严格按照约束指南执行, 向患者及家属详细解释约束的目的和作用, 并征得同意;对于使用镇静剂者, 护士应密切观察患者的反应, 将患者具体的境况告之医生, 以便医生调节镇静剂的用量。护理人员应关注和分析患者对置管的感受, 尽早采取干预措施, 如鼓励经口进食, 导尿管间断夹管, 尽早恢复膀胱生理功能, 早期拔管, 减少发生意外拔管的概率。护理人员要及时对意识转为清醒的患者进行关于置管的用途和重要性的沟通工作, 使其配合护理工作的顺利开展, 减少意外拔管的发生。现场的干预工作由护士长来完成, 护士长需要对置管患者根据具体情况进行评估, 内容包括:是否妥当地固定导管;是否对需要约束的患者进行约束, 方法是否妥当等;患者家属和清醒患者对导管的作用及注意事项是否掌握, 床位护士宣教是否到位;护理人员在日常工作中是否存在工作方法不当, 例如动作不规范、用力过猛等, 是否会导致意外拔管。发现问题及时予以纠正, 并质量跟进。
1.3 统计学方法
计数资料采用χ2检验, P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
见表1。
3 讨论
3.1 制定路径方案由护士长组织, 科室所有护理人员参与分析讨论, 采用鱼骨图, 分别从人员、材料、环境、方法四个大的方向分析原因。分析的结果显示造成意外拔管的最主要因素有:护理人员缺乏相关知识培训, 思想重视程度不够, 宣教不到位, 肢体约束不当, 导管固定不当, 无规范的管理方案等。确定管道护理临床路径并对科室内所有人员进行培训, 使护理人员能够意识到意外拔管的严重性及其发生的主要原因, 能够本着对患者负责的态度, 对自己之前工作中存在的相关问题进行反省, 并严格遵守相关的操作规范, 减少意外拔管的发生。
3.2 严格规范的护理路径管理为主的干预能够减少意外拔管的发生。由于年轻护士缺乏相关工作经验, 风险评估不到位, 思想上容易忽视, 制定明确的路径制度有利于实施临床护理工作, 使得护理人员从思想上主动起来, 而且懂得对各种置管患者如何正规地实施护理, 如何正确地固定置管及约束需要约束的患者。此外, 意外拔管发生在夜间的概率很大, 考虑与夜间迷走神经兴奋, 心率、呼吸频率降低, 肺泡通气不足, 血氧饱和度较清醒时低, 易出现头痛、烦躁、幻觉等精神障碍等有关[4]。而夜晚值班人员相对不足, 增加了护理工作风险, 所以管道护理路径的制定和实施, 对减少意外拔管的发生有很大帮助。
3.3 对管道护理路径实施现场检查和处理, 通过现场干预, 可以及时了解患者的护理情况, 了解护理人员的操作情况, 及时纠正不规范的操作, 可有效提高护理人员的预见性, 减少意外拔管的发生。
本文针对神经外科意外拔管的主要原因进行了分析, 建立了专门的临床护理路径, 对护理人员的日常工作方式方法进行了严格的规范, 以期提高护理人员预防意外拔管的意识, 减少导管护理中的盲目性和被动性。经过近半年的实践, 取得了显著的效果, UE发生率由干预前的7.7%下降至2.1%。值得临床推广。
参考文献
[1]Epstein SK, Neons MI, Chung J.Effect of unplanned extubation onoutcome of mechanical ventilation[J].Am J Respir Crit Care Med, 2000, 161 (6) :1912-1916.
[2]Moons P, Sels K, De Becker W, et al.Development of a risk tool fordeliberate se"一extubation in intensive care patients[J].Intensive CareMed, 2004, 30 (7) :1348-1353.
[3]沈犁.气管插管病人非计划性拔管的研究进展[J].中华护理杂志, 2006, 41 (1) :70.
篇4：量测系统分析偏移报告
关键词：系统量测平衡率同业对标遥测精度
0引言
国网湖北省电力公司2014年下发了《2014版地市供电企业对标指标体系》（鄂电司企管[2014]2号）文件，在运行管理对标指标中明确定义了“系统量测平衡率”，并占运行管理对标指标8%的权重。本文以国网黄石供电公司（以下简称黄石公司）为例，研究调度自动化系统“系统量测平衡率”。
1“系统量测平衡率”的定义
《2014版地市供电企业对标指标体系》将“系统量测平衡率”指标的考核定义为：（有功平衡母线节点数+无功平衡母线节点数+有功平衡线路总数）/（参与计算母线节点数*2+参与计算线路总数），其中220kV母线节点有功不平衡偏差不大于10MW，无功不平衡偏差不大于20MVar判定为合格；线路两侧有功不平衡偏差不大于15MW判定为合格。目前，国网湖北省电力公司调度控制中心（以下称为省调）只考核到220kV母线和线路量测平衡，今后向110kV母线和线路延伸。
“系统量测平衡率”指标考核方式：直接由省调电网调度技术支持系统（OPEN3000）对地区所辖220kV及以上变电站进行自动统计计算。
2“系统量测平衡率”总体情况及原因分析
2014年一季度，黄石公司“系统量测平衡率”指标99.73%，位于全省倒数第二，得分0分。鉴于此，公司组织各专业部门对变电运维中存在的问题进行了专题分析：
2.1断路器（开关）、隔离开关（刀闸）遥信位置异常，影响指标降低
目前黄石地区220kV下陆变、铁山变、石板路变为半综自站，全站隔离开关（刀闸）信号都是由站内五防机上送，由于五防机和变电站的后台监控系统接口程序不稳定，隔离开关（刀闸）位置的异常变位难以控制。另外，对于隔离开关（刀闸）操作之后，变电运维人员要从操作现场到主控室内五防机，对操作的隔离开关（刀闸）位置进行回传，隔离开关（刀闸）位置变位的实时性不能保证，现场操作后会直接影响“系统量测平衡率”指标。
2.2由于检修工作流程不规范，影响指标降低
按照《湖北电网调度自动化系统（设备）检修管理规定（试行）》（电司调[2012]147号）文件要求，检修前两个工作日，应在OMS系统向省调填报检修票，检修前1小时省调审批检修票，并要求执行单位及时汇报工作完成情况。但是在地市公司往往不执行汇报程序，也因此影响“系统量测平衡率”指标。
2.3二次回路存在精度误差或大用户冲击负荷，影响指标降低
除了人为因素，220kV下陆变、桃园变两个站是典型存在精度误差和冲击负荷影响“系统量测平衡率”。
220kV下陆变是典型的半综合自动化变电站，2008年经过半综自改造，测量回路串接指示仪表后接入综自的测控装置，之后指示仪表退出运行，未定期校验精度，使其遥测精度明显下降。220kV桃园变所带全部负荷都是大用户的冲击负荷，主变的负荷刷新频率比其他线路负荷快很多，而且波动大，经观察在秒级内可以达到10MW波动，导致全站量测平衡不合格，需要在上传方式上试验一些办法来处理冲击负荷带来的影响。
3解决方案
3.1黄石公司调控中心自动化专业人员做好指标分析和日常监视工作，加强指标巡视力度。关注每天停电计划及方式变更，每天核对站内量测数据平衡情况。目前调控中心已建立“系统量测平衡率”指标实时监控手段，实现了24小时监控，对发现影响“系统量测平衡率”指标的情况及时督导解决，事后积极分析原因，明确责任，根据省调考核通报情况，考核到各相关单位。
3.2运维检修部（检修分公司）变电检修室加强二次回路检修工作管控，严格执行上级检修相关规定，涉及到影响自动化数据正确性、准确性的检修工作，提前通知自动化专业人员，开、完工履行相关许可手续，及时报告自动化专业人员。结合一次设备检修按要求做好相应测控装置的遥测精度测试工作，并做遥信和遥控的联动试验，对发现不合格的测控装置要上报大修技改项目进行整改。
3.3运维检修部（检修分公司）变电运维室，要确保220kV站内五防系统的正常运行，涉及五防工作，提前通知自动化专业人员，开、完工履行相关许可手续。在变电站开关停送电时，严格执行站字票的各项操作流程，在停（送）电操作完成后应与调控人员核对断路器（开关）、隔离开关（刀闸）等位置信号和遥测数据，发现异常及时通知相关部门处理。
3.4营销部（客户服务中心）计量室、信通分公司等如遇到有可能影响自动化信息准确性的工作，也要按照检修管理流程，提前通知自动化专业人员，开、完工履行相关许可手续，及时报告自动化专业人员。
3.5对于遥测精度、冲击负荷等因素影响指标的情况，经过现场的不断调试和测试，将综合自动化变电站的测控装置的门槛值设置在2/1000和5/1000之间，提高遥测数据的实时性，可以有效解决“系统量测平衡率”的问题。
4结束语
通过解决“系统量测平衡率”存在的问题，不仅仅达到了提高指标的目的，更重要的是规范了现场检修流程，统一了测控装置门槛值设置的标准，为全省提高遥测数据准确性奠定了良好的基础，有效确保了调度自动化系统的稳定运行。
参考文献：
[1]李亦纲，等.应急演练中的几个关键的问题[J].应急救援，2007.
[2]徐瑞卿，等.电力系统应急管理探讨[J].中国管理科学，2006.z1.
[3]李智勇.影响遥测精度的因素分析[J].电力自动化设备，2006（09）.
作者简介：
篇5：量测系统分析偏移报告
隧道围岩量测数据处理与稳定性分析
本文并采用MATLAB工程计算软件对火烧沟隧道围岩量测数据进行了实例处理与分析,为今后类似隧道工程施工提供依据.
作 者：张洪亮 Zhang hongliang 作者单位：辽宁省路桥建设一公司,辽宁沈阳,110000刊 名：辽宁省交通高等专科学校学报英文刊名：JOURNAL OF LIAONING PROVINCIAL COLLEGE OF COMMUNICATIONS年，卷(期)：200911(2)分类号：U456.3关键词：隧道 新奥法 量测 回归分析 计算软件 稳定性
篇6：机票预订系统系统分析报告
机票预订管理系统 系统分析分析报告
学 生 姓 名 刘秀 专 业 软件工程 学 号 130521315 指 导 教 师 学 院
尹大力 计算机科学技术学院
二〇一六年4月
目录
篇7：钢筋偏移整改方案
乳山市金胜花园学府工程1#楼钢筋质量问题整改方案
目 录
一、1#楼二层墙、柱钢筋存在问题原因分析...................1
二、质量整改措施.........................................1
三、质量控制预防措施.....................................2
江苏鲁人建设发展有限公司
乳山市金胜花园学府工程钢筋工程施工方案
一、1#楼二层墙、柱钢筋存在问题原因分析
1、部分框架柱主筋直螺纹连接未按《钢筋机械连接技术规程》○JGJ107-2010规定操作。
2、部分框架柱主筋位移、保护层偏大。○
3、部分剪力墙纵向受力钢筋位移、保护层偏大。○
4、部分剪力墙钢筋接头位置离楼板结构面距离偏小。○以上存在问题原因分析：
这次出现工程质量问题，主要原因是：
1、○钢筋工程制作过程中未严格按图集规范要求保证钢筋接头位置距离楼板结构面竖向高度。
2、框架柱主筋直螺纹连接未按《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2010○规定操作，钢筋开丝有的超长，主要是施工人员质量意识不强，施工质量责任心有待提高。
3、○钢筋安装完毕后未按规范要求设置定位筋及混凝土浇筑过程中存在泵管震动造成钢筋位移。
二、质量整改措施
对存在以上质量问题经设计、监理、甲方、施工单位共同商讨研究按照如下方法处理：
1、框架柱主筋连接严格按照直螺纹套筒连接《钢筋机械连接技术规程》（JGJ107-2010）规定严格控制钢筋端头平整度、开丝长度及丝口完整，在钢筋直螺纹套筒接头连接时严格控制用力矩扳手将下钢筋与连接套、连接套与上钢筋拧到规定的力并做好各项施工质量评定及验收资料。
2、根据建筑安装分项工程施工工艺规程DBJ/T 01-26-2003中关于钢筋位移
共3页第1页 江苏鲁人建设发展有限公司
乳山市金胜花园学府工程钢筋工程施工方案 的相应要求，具体处理措施如下：
1）钢筋位移不大于20mm：
如果钢筋位移在20mm范围内，用扳手将钢筋调整到位，保证模板支设即可。这样的处理，符合钢筋≥1：6改变位置的要求。按照≥1：6的比例调整钢筋意思：如果钢筋位移了20mm，在顶板以上不小于20×6=120mm的高度范围内调整到位。禁止采用热处理的方式，将钢筋煨弯。
2）钢筋位移＞20mm≤40mm：
如果钢筋位移在20mm到40mm之间，用扳手将钢筋调整到位，保证模板支设，同时采取钢筋根部绑扎钢筋的方法进行加固，加筋的直径同原结构钢筋，加筋需要与打弯的钢筋绑扎搭接在一起。
3、剪力墙钢筋偏移处理同框架柱钢筋偏移处理措施。
4、部分剪力墙钢筋接头位置离楼板结构面距离偏小，在剪力墙底部采用同墙体钢筋、间距增补钢筋。钢筋高度不少于图纸规范要求0.5m。
三、质量控制预防措施
1、严格落实质量管理责任制。对班组实施工程质量奖罚措施，并及时兑现。
2、严格落实质量检查管理制度，对工程质量从严要求。
1）箍筋下料严格按照设计图纸的结构构件截面及抗震设计要求取料。2）每次浇筑混凝土前由施工队挑选有经验的工人进行钢筋纠正，并在浇筑混凝土过程中在施工现场挂牌明确看筋责任人。
3）浇筑完混凝土后，竖向钢筋位移预防措施：应在墙体钢筋上口设置水平梯子筋，在柱钢筋上口放置定位套卡。振捣混凝土时防止碰动钢筋，浇完混凝土后立即修整甩筋的位置，防止柱筋、墙筋位移。混凝土浇捣过程中要由看
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乳山市金胜花园学府工程钢筋工程施工方案
筋人随时检查钢筋位置，及时校正，尽量不碰撞钢筋，严禁砸压、踩踏钢筋和直接顶撬钢筋。砼浇注后，应立即检查、校正、固定，防止偏位，特别对暗柱及门窗洞口暗柱钢筋，更要严格检查，发现问题及时纠正。
项目部管理人员必须严格按照图纸及有关图集和规范要求执行，对各项施工质量过程进行监控。要求各班组长加强管理，组织好交接检验收工作，以防类似问题的发生。对于施工过程中，未严格按照上述要求执行，项目部质检人员按要求不允许混凝土浇筑，并开据《钢筋混凝土工程质量管理制度通知单》进行相应处罚。
篇8：量测系统分析偏移报告
随着工业自控技术的发展, 越来越多的线性化处理需要在微控制单元 (MCU) 中实时完成。分段多项式拟合法是一种存储空间和运算量都比较小的线性化方法[4], 其中较复杂的拟合过程在计算机上离线进行, 生成的多项式系数保存在MCU中, 由MCU执行较简单的实时多项。常规分段多项式拟合在分界点处经常会出现不连续跳变, 当输入信号处于分界点附近时, 往往会导致测量结果的异常跳字, 对系统性能造成不利的影响。针对这一问题, 提出交叠分段多项式拟合的线性化方法, 在该方法的第一阶段中, 根据误差容限自动确定分段长度, 相邻分段保持一定比例的交叠区;在第二阶段中, 从交叠区中搜索两条曲线最接近的点作为实际分界点, 从而使线性化函数的不连续性降到最低。对热电偶和热电阻的实验表明, 当交叠比取0.30时, 方法能够在分段数略有增加的情况下, 基本消除线性化函数中的跳变, 进而有效抑制分段导致的异常跳字。
1 曲线的分段多项式拟合 (1)
1.1 最小二乘多项式拟合
以热电偶为例, 假设热电势和温度的对应关系为一系列数据点 (Ei, Ti) (i=0, 1, …, m) , 8种工业标准热电偶的数据点可由分度表给出, 而非标准热电偶数据一般由厂家给出或由实测获得。在热电偶测温应用中, 需要一个热电势转换成温度的函数T=f (E) 。当f (E) 为关于E的多项式函数时, f (E) 在Ei处和给定数据点的误差为:
其中c0, c1, …, cn为多项式系数, 多项式次数n≤m。当满足误差ri的平方和最小时, 即, f (E) 就是最小二乘准则下的多项式拟合结果[5]。R为c0, c1, …, cn的多元函数, 达到极值的必要条件是对cj的偏导数均为0, 即, 其中k=0, 1, …, n。根据上式建立关于c0, c1, …, cn的线性方程组:
求解式 (2) 可以得到c0, c1, …, cn的唯一解, 从而确定多项式函数f (E) 。一般来说, 采用低次多项式进行拟合具有简单、稳定和平滑的优点, 因此实际应用中的拟合多项式次数n通常控制在3以内[6]。
1.2 复杂曲线的分段拟合
当曲线较长而且比较复杂时, 低次多项式往往无法获得较高的拟合精度, 此时可以把曲线分成若干段, 利用低次多项式逐段进行拟合[7]。如果数据点按E递增排列, 总分段数为s, 分段的边界值依次为B0, B1, …, Bs (B0=E0、Bs=Em) , 则每一个分段都对应一组拟合多项式系数cjt (t=1, 2, …, s) 。
在热电偶的线性化处理中, 首先根据B0, B1, …, Bs判断输入热电势E落在哪一段中, 假设落在了第t段, 则根据当前段的拟合系数cjt进行运算, 得到E对应的温度值T。利用MCU等硬件实现时, 由于低次多项式运算量较小, 在温度及压力等缓变物理量的测量中, 利用分段多项式拟合进行线性化处理一般都能满足实时性的要求。从存储空间上来看, 分段边界和每一段的拟合系数都需要固化在电路中, 分段越少越有利于硬件实现。从拟合精度来看, 低次多项式用于拟合简短曲线时误差会较小, 分段越多越有利于精度的提高。因此, 如何分段就是一个在存储空间和拟合精度之间怎样权衡的问题。
分段可以采用等间隔分段及自适应分段等多种策略, 其中自适应分段方法[8]能够根据预设误差容限e, 自动确定每一段的长度, 并确保每一段的拟合误差都不超过e。当分段数s=m并采用一次函数拟合时, 方法退化成精度很高且存储量很大的查表插值法。
2 热电偶交叠分段线性化方法
2.1 交叠分段拟合和最优分界点
常规分段拟合得到的线性化函数曲线经常在分界点处存在不连续性, 如图1所示。
图1中, 分界点Bt的两侧分别为第t段和第t+1段, 两段之间存在明显的阶跃。当输入信号在Bt附近连续变化时, 线性化函数的输出结果会出现跳变, 进而导致测量结果的抖动。为了解决这个问题, 采用交叠分段策略, 如图2所示。
其中, Lt为第t段和第t+1段的交叠区域, 交叠比η表示交叠区和第t段的数据长度之比, η通常在0.0~0.5的范围内取值。交叠分段拟合完成时, 在交叠区中存在两条备选曲线, 当选用两条曲线垂直距离最小处的E值作为实际分界点时, 可以使两段之间的跳变达到最小, 该点就是抑制跳变意义下的最优分界点。如果两条曲线在交叠区内相交, 最优分界点就是两条曲线的交点, 此时段间跳变降为0。
当选择较大的交叠比η时, 一方面, 相邻两段在拟合时考虑了较多的公共点, 有利于两条曲线的靠近;另一方面, 较大的交叠区有利于最优分割点的搜索。因此, 交叠比η越大, 段间跳变就越小, 相应的总分段数s也会越大, 对存储空间的要求也就越高。当η=0时, 退化成非交叠的常规分段拟合方法。
2.2 自适应交叠分段拟合的完整流程
根据2.1节描述的方法和1.2节中的自适应分段拟合策略, 在Matlab中实现自适应交叠分段多项式拟合程序, 完整的流程如图3所示。
整个流程分为两个阶段, 程序启动后, 第一阶段进行自适应交叠分段, 流程如下:
a.初始化。记首段边界B0=E0, 分段数t=1, 当前分段初始化为最短长度a=0、b=n。
b.拟合和评估。根据式 (2) 的方程组对区间[Ea, Eb]中的数据点进行最小二乘拟合, 得到拟合系数cj (j=0, 1, …, n) , 并根据式 (1) 对拟合结果进行误差评估, 得到误差序列ri。
c.如果所有误差绝对值|ri| (i=a, a+1, …, b) 则均小于误差容限e, 进行区间扩展b=b+1, 返回步骤b重新拟合并评估;否则, 继续执行步骤d;如果b已经达到末尾, 即b=m, 则跳转至步骤f。
d.回退。根据交叠比例η, 下标b回退至b'=b-η (b-a) 。
e.记录并开辟新分段。将当前拟合结果作为本段系数cjt, 记当前交叠范围为本段交叠区, 分段数递增t=t+1, 下标重置为a=b'、b=b'+n, 返回步骤b进行新分段的拟合和评估。
f.记录末段。记当前分段数t为总分段数s, 记当前拟合结果为末段系数cjs, 则末段边界为Bs=Em。
完成以上步骤后进入第二阶段, 在t=1, 2, …, s-1共s-1个交叠区Lt中进行最优分界点搜索, 流程如下:
a.初始化。令变量t=1, 准备处理第一个交叠区。
b.交叠区差值评估。计算交叠区中两个多项式函数的拟合结果, 多项式系数分别为cjt和cjt+1, 并评估两组结果之间的偏差, 得到差值序列δi (i=0, 1, …, bt-b't-1) 。
c.最优分界点搜索。在差值序列δi中搜索绝对值最小的点, 并以该点Eb't+1作为第t段和第t+1段的实际分界点Bt。
d.交叠区编号递增t=t+1, 如果已经处理完毕, 即t=s, 则跳转至步骤e;否则返回步骤b。
e.连同第一阶段得到的首尾边界B0和Bs, 所有分界点的值Bi (i=0, 1, …, s) 均已确定, 方法结束。
3实验结果分析
3.1 K型热电偶3次多项式的处理结果
在Matlab中实现K型热电偶的自适应交叠分段多项式拟合实验。K型热电偶的常用温度为-200~1 370℃, 对该范围内的T=f (E) 曲线进行自适应交叠分段拟合, 其中热电势E的单位为m V, 温度T的单位为℃, 多项式次数n取3, 交叠比η取0.30, 误差容限e取0.5, 拟合结果见表1。
曲线被自动分成了5段, t=1, 2, …, 5和表1中K型热电偶3次多项式交叠分段拟合结果中的5行数据对应, 其中B0=-5.891404未列出。具体实现时, 表1中共25个浮点数需要全部存储在硬件中。当误差容限e=0.5, 交叠比η=0.30时, 在分界点B4=38.692148处, 交叠分段拟合结果的局部放大如图4a所示, 原始数据的误差曲线如图4b所示。
作为对比, 图5a和图5b分别给出了误差容限e=0.5, 交叠比η=0.00时, 即常规分段拟合结果的局部放大图和误差曲线, 此时的总分段数为4。
对比图4、5可以看出, 交叠分段拟合结果在分界点B4处无明显跳变, 而常规分段拟合结果在40.25mV的分界点处约有0.5℃的负跳变。在误差曲线的相应横坐标处, 也可以看到交叠分段时相邻两段误差都在0.0℃附近, 而常规分段时误差从0.5℃直接跳变至0.0℃。从误差曲线的走势上看, 相邻两段误差在交叠分界点B4处相交, 这提示交叠区中两条备选拟合曲线存在交点。此外, 两组误差曲线的其他分界点处也存在类似情形。
3.2 交叠比与多项式次数对结果的影响
图6给出了e=0.5、交叠比η分别取0.30、0.15和0.00时, 对K型热电偶进行2次多项式交叠分段拟合的误差曲线, 在这3种交叠比下新方法得到的总分段数分别为9段、8段和7段。
可以看出, 当η为0.30时, 每个分界点处的误差均无跳变, 相邻段曲线总是在交叠区中相交, 得到的线性化函数在三者中具有最好的连续性;当η为0.00即采用常规分段策略时, 分界点处存在明显的跳变, 在28mV附近的分界点处, 跳变甚至接近1℃, 连续性最差;当η为0.15时, 分界点处虽然也存在跳变, 但跳变幅度基本都控制在0.25℃以内, 介于两者之间。而且, 尽管误差容限e均取0.5, 采用交叠分段策略时, 除了下限附近, 绝大多数误差都在±0.25℃以内, 拟合精度也优于常规分段。
表2给出了η=0.30和e=0.5时, 多项式次数n分别取1~5时K型热电偶多项式交叠分段拟合的总分段数和必须浮点数的存储量。
在表2中, 用于拟合的多项式次数n从1增加到2和3时, 总分段数和存储量迅速降低, 但当次数n继续增加到4和5时, 存储量不再有明显的下降, 而此时的运算量有明显的上升。其他几型热电偶也有类似的规律。因此, 对于热电偶来说, 选择3次多项式拟合能够较好地兼顾存储空间和运算量。
3.3 Pt100热电阻3次多项式时的处理结果
Pt100是最常用的热电阻, 温度范围在-200~850℃。选用3次多项式对Pt100的T=f (R) 曲线进行自适应交叠分段拟合, R的单位为Ω, 交叠比η取0.30, 误差容限e取0.03, 处理结果见表3。
曲线自动分为3段, 其中B0=18.520080在表中未列出, 其误差曲线如图7a所示 (误差容限e=0.03, 交叠比η=0.30) 。作为对比, 图7b给出了常规分段拟合的误差曲线 (误差容限e=0.03, 交叠比η=0.30) , 两种分段策略的总分段数均为3。
可以看出, 采用交叠分段策略可以在存储空间相同的情况下, 消除误差曲线中的跳变, 使线性化函数始终保持连续性;同时除了上下限附近, 中间部分的误差基本都控制在了0.01℃以内, 比常规分段精度更高。
4 结束语
最小二乘多项式拟合是一种用于生成传感器信号线性化函数的常用方法, 在常规分段策略下, 相邻两段的分界点处经常会出现影响系统性能的跳变。为此, 笔者提出了一种先交叠分段拟合再确定最优分界点的方法, 实验结果表明:当交叠比取0.30时, 该方法能够在总分段数略有增加的情况下, 有效抑制段间分界处的不连续性。此外, 该方法除了用于热电偶和热电阻的线性化, 还可以用于其他传感器的线性化处理。
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篇9：污染扩散流场数字图像量测系统
为在环境风洞实验中模拟污染物的扩散流场及变化情况，基于光学粒子散射理论和数字图像处理技术，并利用粒子图像测速（particle image velocimetry，PIV）技术，研制了一套具有全流场量测、非接触及低成本等特征的瞬态流场定量光学测量系统。将系统用于环境风洞模拟中，可对城市小区、街道峡谷及交通高架污染物等的扩散状况进行定性观察，还可对污染物的流场进行定量量测。可为污染物流场的理论研究、数值计算及环境规划提供参考。
关键词：
流场； 图像测试技术； 污染扩散
中图分类号： X 5文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2016.02.015
Abstract：
Since the flow field measurement of city pollutant diffusion simulation in the environmental wind tunnel is not perfect yet，further development is needed.Using particle image velocimetry （PIV），this project，based on numerical image processing technique and optical particle scattering，aims to develop instant flowfield quantitative optical measurement and control system，which has the characteristics of noncontact，wholefield measurement，large measured area，low cost and so on.This system could not only qualitatively observe pollutant diffusion of the city biotopes，street canyons and elevated traffic，but also quantitatively measure the pollutant flow field，providing adequate data for the study on the theory of numerical calculation and environmental planning.
Keywords： flow field； image processing technique； pollutant diffusion
引言
我国经济发展迅猛，带来了越来越复杂的空气污染扩散问题。在城市中，存在着较多的工业区与居民区混合的状况，加之任意释放的低排量污染源，使环境的管理工作越来越难。要有效改善城市的环境，预防和控制空气的污染及扩散，可应用相似原理，在环境风洞中进行污染扩散的模拟实验[14]，其中污染物的流场分布以及变化状况是该风洞中最需要解决的室内实验问题[57]。无疑，开发大范围、无干扰、低成本、不稳定且非定常地剧烈分离流场的数字图像量测系统，具有非常重要的理论意义及实际应用价值。本文建立了一套完整的粒子图像瞬时流场量测处理及识别的硬件和软件系统，运用该系统可对复杂流场信息进行提取与处理。
1粒子图像测速技术的基本原理
将示踪粒子释放在流体中并跟随它的位置，由此测出的粒子所在流场中的速度称为粒子图像运动速度（particle image velocimetry，PIV）。它是记录同一示踪粒子在同一或不同平面上不同时刻运动位置的记录方式。PIV是利用计算机对流场中粒子进行非接触且定量化的一种瞬态图像处理测速技术，不会影响流场，且能同时进行多点测速，满足流体速度的时效性，可用于二维平面速度场速度矢量的测试[5]，同时能以十分直观的图形使结果一目了然。该技术的基本原理是利用流体中示踪粒子对光的散射作用，将众多粒子在不同时刻、不同的图像记录在图像存储媒体上，再利用物理测试及图像处理方法求出粒子在一定时间间隔内的运动距离，由此可求得粒子所在位置的速度。粒子图像测速技术的原理如图1所示，
可见，要得到全流场瞬间速度的信息就可以用非接触测速法瞬时“冻结”多个粒子的这种位移，再知道两次记录的时间间隔就可以了。如将流场图像通过图像接口卡直接送入计算机进行采集和处理，就可以形成实时量测系统。
2粒子图像测速系统的建立
粒子图像测速系统的硬件部分由激光器、CCD摄像机、反射镜、光束扩展器、多媒体实时压缩存贮板、多帧存图像接口板及计算机等组成。软件部分由流场数据分析、图形显示及图像处理系统组成。该系统具有由瞬时粒子图像场得到瞬时浓度场的功能，也可对瞬时采集的PIV图像进行计算得到速度场的功能。系统流程框架如图2所示。
2.1硬件组成
图3为PIV系统硬件部分。空气、水或油等流体由粒子发生器进入，再经流量计进入测试体内。同时，测试体内的目标被激光系统形成片光照明，CCD从垂直于片光的角度拍摄流场，将获得流场的信息发送给计算机进行处理。
实验中的粒子发生器是遥控式环保烟油热升华烟雾发生器，粒子的粒径为1 ～500 μm。激光器是532 nm端面泵浦全固态绿光激光器，最大功率为1.02 W 。片光能量集中，感光性好，实验中直径为1 mm的半圆柱透镜可扩展光束且形成片光，它的折射率大约为1.5。根据实验工况，光路设计成水平截面。在光束扩展时，该透镜不能完全均化光强分布，尚需相关软件修正由于光强不均造成的影响。CCD分辨率为640×480，最低照度值为0.1 lx的韩国TP801型工业摄像机，摄像机曝光时间的可调范围为1×10-4～2×10-2 s。图像处理和识别的核心是一台PIV计算机，其内存8 GB，硬盘1.0 TB，其它可通配。其计算机内配有CL550多媒体图像实时压缩卡，它的压缩比为1～200，一般采用压缩率为50，图像的失真率可忽略。该卡可将实时采集的视频信号压缩并存贮在计算机硬盘内，取代录像机功能。图像板是一种实时多帧存贮式的图像采集处理器，可连续采集32幅图像，分辨率为512×512，流动图像的灰度级为256，其对比度与输入亮度可调。精度要求不高时，图像板可连续采集128幅分辨率为256×256的流动图像或64幅分辨率为256×5 129（或512×256）的图像。在该图像板上，系统软件将对不同图像进行滤波、二值化、边缘增强、伪彩色等预处理。通过对比度、亮度的调节及噪声抑制等预处理，将CCD采集到的图像经A/D由全电视信号变为数字信号，送至帧存进行处理，映射为帧存图像。帧存图像随时再通过D/A转换为电视信号，由监视器输出。行场同步信号、消噪信号等图像板所需的电视时序，在与图像信号合成送往监视器的同时，还与CCD摄像机同步，这样便可顺利实现整个流场的图像实时采集，处理和实时显示。
PIV技术的硬件系统融入了计算机、现代光学、电子及图像信息处理等多门应用技术，为复杂流场的观测提供了准确和方便的方法[8]。
2.2软件组成
由于平面上的各点反射特征不均匀，加上背景光的影响，特别是复杂流场中，会导致摄取的信息模糊、粒子图像的像质不好等现象，影响图像利用率，除了通过硬件技术，还可采用改善像质的中值滤波、边缘增强、图像分割等软件系统来处理。在获取粒子图像后，需信息提取软件经一定算法提取它的速度信息，对其信息进行插补及修正，以获得整个流场的流速分布。整个软件系统采用C语言编制，并参考文献[2]、[3]、[9]的方法分析和修正了流场中粒子的图像。操作可在提示性弹出菜单下完成，结果可由计算机屏幕显示并打印。该软件测速系统可为流动量测实验提供一个新的瞬时浓度场和速度场的信息采集、分析和后处理的服务，具有如下主要硬件通讯功能：
（1） 控制CCD的曝光时间、延时时间、采集速率、拍摄图像的位数。
（2） 图像采集卡开关控制、图像的实时显示、图像的单帧采集、图像对的采集和采集中断控制等。
（3） 利用自行开发的硬件底层驱动程序，采集计算机的硬件设备信息，以便和软件系统的license对比，确认软件的合法性。
该软件系统具有求取浓度场、速度场及旋度场等主要数据的处理功能。软件系统的各个界面采用统一继承设计，各个用户参数选择界面能够记住用户的最后一次参数设置、用户默认的参数选项、拥有统一的界面风格。主要功能如下：
（1） 求取浓度场。在浓度场分析中，基于VRML和OpenGL技术，软件可分析的功能主要包括单个浓度场图像的任意线上浓度的分布、多个浓度场图像的任意点上浓度的分布、多个浓度场图像的任意线上浓度的分布、多幅累加与平均图像、浓度场的图像信息熵分布及图像自动去除噪声等。浓度场等值线分析界面如图4所示，（a）显示的是浓度场灰度图像，（b）显示的是浓度场等值线。
（2） 求取速度场。在速度场分析之前，从相应对话框中可以选择七种运动估计算法、窗口或搜索窗口的大小、阈值大小、网格步长、两帧图像之间的时间间隔、图像映射到真实空间的比例尺、输出文件格式和显示的渐变颜色等。计算分为全场计算模式、区域计算模式和点计算模式。速度场分析界面如图5所示。
（3） 求取旋度场。其中，在旋度场分析之前，可以从相应对话框中选择五种旋度场分析的算法、二元拟合和插值算法、显示的渐变颜色等。旋度场分析界面如图6所示。
（4） 求取流线。用户可以更改流线的密度、总数、流线起止点和局部密度。流线分析界面如图7所示。
（5） 求取速度在不同分轴上的偏导数分量场。
（6） 离散数据集（标量场和矢量场）等值线/区的绘制和渲染、拟合和插值等。
（7） 对图像进行动画播放功能、视频处理功能。这些方便的后处理为实验报告和论文的誊写提供了优美的界面。
（8） 非线性特征参数计算。如计算分形维数、关联维数、嵌入维数、时间延迟、Kolmogorov熵、Lyapunov指数、信息熵等。
（9） 输出数据为ASCII TXT格式、二进制向量场格式、图像数据格式（由于采用对象连接与嵌入OLE技术和组件对象模型COM技术，几乎包括BMP、JPG、J2K、GIF、TIFF等所有Windows平台上的图像格式）、Tecplot格式和XML格式。
（10） 增强的Tecplot外挂功能。该功能是在Tecplot平台上二次开发的，对于数据场的某些后处理，只需点击一个或几个命令按钮即可实现。
3结论
针对复杂流场模拟中图像的特点，建立了一套完整的粒子图像瞬时流场量测处理及识别的硬件和软件系统。硬件系统主要包括图像采集系统、激光光源系统、粒子发生系统和同步控制系统等子系统，并给出和分析了瞬时浓度场图像测量的硬件系统。软件系统采用模块化设计，主要研发了图像采集、瞬时浓度场的分析和后处理三合一的测量软件系统。所设计的系统可实现复杂流场信息的提取与处理。
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