氣液兩相流型智能識別理論及方法

本書力求理論與實際密切結合，對于流型的壓差波動信號，從非線性理論的研究熱點如混沌與分形、小波變換、Hilbert變換等，來研究不同流型的非線性特征；對于流型的圖像信號，從流型圖像的紋理和形狀等方面，來提取不同流型的圖像特征；從統(tǒng)計模式識別的新方法如神經(jīng)網(wǎng)絡和支持向量機等來研究分類器模型。此外還完成了在線識別系統(tǒng)的開發(fā)，這對指導兩相流相關工業(yè)設備的設計及優(yōu)化運行具有實際意義。

前言

第1章　緒論

1.1　兩相流的定義和分類

1.2　兩相流的特點

1.3　兩相流參數(shù)檢測

1.4　氣流兩相流流型識別的研究

參考文獻

第2章　氣液兩相流型的劃分和判別

2.1　常見流型的劃分方法

2.2　水平管道中的氣液兩相流型劃分

2.3　水平管道中氣液兩相流型判別

2.4　氣液兩相流型的測量方法

2.5　本章小結

參考文獻

第3章　氣液兩相流型壓差波動信號的測量

3.1　實驗系統(tǒng)及步驟

3.2　實驗信號與傳感器的選擇

3.3　兩相流壓差信號的獲取

3.4　振動對實驗裝置的影響

3.5　實驗裝置中的噪聲分析

3.6　實驗測得的壓差波動信號及分析

3.7　本章小結

參考文獻

第4章　基于小波分析的壓差波動信號去噪處理

4.1　小波基本理論

4.2　壓差波動信號中噪聲的辨識

4.3　小波去噪理論

4.4　本章小結

參考文獻

第5章　基于小波分析的流型壓差信號特征提取

5.1　壓差波動信號的Wigner譜分析

5.2　基于連續(xù)小波變換的壓差波動信號特征

5.3　奇異性特征提取

5.4　流型特征提取的小波包方法

5.5　本章小結

參考文獻

第6章　基于混沌理論的流型壓差信號特征提取

第7章　基于Hilbert-Huang變換的流型特征提取

第8章　氣液兩相流動的圖像信號測量

第9章　氣液兩相流動的圖像信號特征提取

第10章　流型的神經(jīng)網(wǎng)絡識別模型

第11章　流型的支持向量機模型

第12章　神經(jīng)網(wǎng)絡和證據(jù)理論融合的識別方法

第13章　氣液兩相流流型在線識別系統(tǒng)2100433B

《氣液兩相流型智能識別理論及方法》是科學出版社出版的一本科技圖書。作者在多年從事氣流兩相流型識別的理論和試驗研究工作中，做具有創(chuàng)造性的成果，取得了較滿意的結果，本書為其成果的總結。

全書共分13章，首先簡要介紹了兩相流的定義、分類和特點及其參數(shù)檢測和研究進展，然后詳細地對氣流兩相流型劃分和差別，氣液兩相流動的壓差信號測量，基于小波分析的壓差波動信號去噪處理、流型壓差信號特征提取，基于混沌理論的流型壓差信號特征提取，基于希爾伯特—黃變換的流型壓差信號特征提取，氣液兩相流動的圖像信號測量、特征提取，流型的神經(jīng)網(wǎng)絡識別模型，流型的支持向量機模型，神經(jīng)網(wǎng)絡和證據(jù)理論整合的識別方法和氣流兩相流流型在線識別系統(tǒng)方面的內容進行了論述。

本書可供控制理論和控制工程、模式識別與智能系統(tǒng)、檢測技術與自動化裝置、測試講師技術與儀器、熱能工程等相關專業(yè)人員及工程設計人員閱讀，也可作為高等院校相關專業(yè)的研究生教材、本科生選修教材或參考書。

圖1是《智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜》實施例一中的一種智能貨柜內貨品識別方法的流程示意圖；

圖2是《智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜》的服務器、重量傳感器、貨品識別指令發(fā)送單元和圖像采集設備之間的通信示意圖；

圖3是《智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜》的包含步驟500的智能貨柜內貨品識別方法的流程示意圖；

圖4是《智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜》的智能貨柜內貨品識別方法中步驟100的流程示意圖；

圖5是《智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜》中包含步驟600的智能貨柜內貨品識別方法的流程示意圖；

圖6是《智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜》中服務器、終端設備和智能貨柜之間的交互示意圖；

圖7是《智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜》應用實例中的智能貨柜內貨品識別方法的邏輯流程圖；

圖8是《智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜》實施例二中的一種智能貨柜內貨品識別系統(tǒng)的結構示意圖；

圖9是《智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜》實施例三中的一種電子設備的結構示意圖；

圖10是《智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜》實施例五中的一種智能貨柜的結構示意圖。

智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜專利目的

《智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜》提供一種智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜，能夠對智能貨柜內的貨品進行準確且快速的識別，僅需將把貨品分類擺放即可，無需核對數(shù)量，有效節(jié)省了人力成本。

智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜技術方案

《智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜》提供以下技術方案：第一方面，該發(fā)明提供一種智能貨柜內貨品識別方法，所述貨品識別方法包括：接收目標智能貨柜的貨品識別指令；采集所述目標智能貨柜的內部貨品圖像，并獲取該目標智能貨柜內各類貨品的重量變化值，其中，所述內部貨品圖像中包含有當前目標智能貨柜中的全部貨品；以及，對所述內部貨品圖像進行圖像識別，得到所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的各類貨品的類型；根據(jù)所述目標智能貨柜中發(fā)生變化的各類貨品的類型和對應的重量變化值，確定所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的各類貨品的數(shù)量。進一步地，所述智能貨柜內貨品識別方法還包括：基于所述目標智能貨柜中發(fā)生變化的各類貨品的類型和數(shù)量，更新該目標智能貨柜的貨品實時信息。進一步地，所述接收目標智能貨柜的貨品識別指令包括：接收針對所述目標智能貨柜的用戶身份識別信息或交易信息；向所述目標智能貨柜發(fā)送柜門開啟指令，使得所述目標智能貨柜根據(jù)該柜門開啟指令開啟柜門的門鎖；以及，接收所述目標智能貨柜在柜門開啟再關閉后發(fā)送的貨品識別指令。進一步地，所述接收針對所述目標智能貨柜的用戶身份識別信息或交易信息，包括：接收用戶通過用終端設備以掃描二維碼的方式連接進入所述目標智能貨柜對應的應用APP后，在該應用APP中發(fā)送的用戶身份識別信息或交易信息；其中，所述二維碼設置在所述目標智能貨柜的外壁上。進一步地，所述接收針對所述目標智能貨柜的用戶身份識別信息或交易信息，包括：接收以人臉圖像識別的方式獲取的用戶身份識別信息或交易信息；其中，所述人臉圖像識別的方式包括：通過設置在所述目標智能貨柜的外壁上的圖像采集設備獲取位于所述目標智能貨柜外的用戶的人臉圖像，并對該人臉圖像進行人臉圖像識別。進一步地，所述采集所述目標智能貨柜的內部貨品圖像，并獲取該目標智能貨柜內各類貨品的重量變化值，包括：控制設置在所述目標智能貨柜內的多個圖像采集設備采集所述目標智能貨柜的內部貨品圖像，其中，不同的圖像采集設備用于采集所述目標智能貨柜中不同貨架上的貨品圖像，且全部貨架上的貨品圖像組成所述內部貨品圖像；以及，控制分別設置在所述目標智能貨柜中各個貨架上的重量傳感器采集各個貨架上的貨品的重量變化值，其中，同一貨架上擺放同一類型的貨品。進一步地，所述對所述內部貨品圖像進行圖像識別，得到所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的各類貨品的類型，包括：對所述內部貨品圖像進行圖像識別，得到所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的貨品的圖像特征；以及，根據(jù)所述貨品的圖像特征和預設的貨品圖像特征庫，確定所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的貨品的類型；其中，所述貨品圖像特征庫中存儲有貨品的類型和圖像特征之間的對應關系。進一步地，所述根據(jù)所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的各類貨品的類型和對應的重量變化值，確定所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的各類貨品的數(shù)量，包括：根據(jù)所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的各類貨品的類型和對應的重量變化值，以及，預獲取的貨品重量庫，計算得到所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的各類貨品的數(shù)量初值；以及，根據(jù)所述各類貨品的數(shù)量初值確定所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的各類貨品的數(shù)量；其中，所述貨品重量庫中存儲有貨品的類型和貨品重量之間的對應關系。

進一步地，所述根據(jù)所述各類貨品的數(shù)量初值確定所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的各類貨品的數(shù)量，包括：若所述各類貨品的數(shù)量初值為整數(shù)，則直接將該數(shù)量初值確定所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的各類貨品的數(shù)量；若所述各類貨品的數(shù)量初值為非整數(shù)，則根據(jù)所述數(shù)量初值的小數(shù)部分的數(shù)值確定所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的各類貨品的數(shù)量。進一步地，所述根據(jù)所述數(shù)量初值的小數(shù)部分的數(shù)值確定所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的各類貨品的數(shù)量，包括：判斷所述數(shù)量初值的小數(shù)部分的數(shù)值是否處于允許誤差范圍內；若是，則將該數(shù)量初值進行四舍五入，并將四舍五入后的值確定所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的各類貨品的數(shù)量；若否，則向用戶的終端設備發(fā)送貨品確認指令。進一步地，所述更新該目標智能貨柜的貨品實時信息，包括：在所述目標智能貨柜對應的應用APP中更新該目標智能貨柜的貨品實時信息。進一步地，所述貨品識別方法還包括：若檢測獲知所述目標智能貨柜中的某類貨品的數(shù)量低于對應的補貨閾值，則向補貨人員的終端設備發(fā)送補貨告知信息。第二方面，《智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜》提供一種智能貨柜內貨品識別系統(tǒng)，所述貨品識別系統(tǒng)包括：貨品識別指令接收模塊，用于接收目標智能貨柜的貨品識別指令；圖像及重量采集模塊，用于采集所述目標智能貨柜的內部貨品圖像，并獲取該目標智能貨柜內各類貨品的重量變化值，其中，所述內部貨品圖像中包含有當前目標智能貨柜中的全部貨品；增減貨品類型識別模塊，用于對所述內部貨品圖像進行圖像識別，得到所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的貨品的類型；增減貨品數(shù)量識別模塊，用于對所述內部貨品圖像進行圖像識別，得到所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的各類貨品的類型。第三方面，《智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜》提供一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)所述智能貨柜內貨品識別方法的步驟。第四方面，《智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜》提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述智能貨柜內貨品識別方法的步驟。第五方面，該發(fā)明提供一種智能貨柜，所述智能貨柜與所述的電子設備通信。

智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜改善效果

《智能貨柜內貨品識別方法及裝置、智能貨柜》提供的智能貨柜內貨品識別方法，通過接收目標智能貨柜的貨品識別指令；采集所述目標智能貨柜的內部貨品圖像，并獲取該目標智能貨柜內各類貨品的重量變化值，其中，所述內部貨品圖像中包含有當前目標智能貨柜中的全部貨品；以及對所述內部貨品圖像進行圖像識別，得到所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的各類貨品的類型；根據(jù)所述目標智能貨柜中發(fā)生變化的各類貨品的類型和對應的重量變化值，確定所述目標智能貨柜中數(shù)量發(fā)生變化的各類貨品的數(shù)量，能夠對智能貨柜內的貨品進行準確且快速的識別，僅需將把貨品分類擺放即可，無需核對數(shù)量，有效節(jié)省了人力成本，并提高了智能貨柜的智能化程度和應用可靠性，故使得用戶體驗提高。

較流行的流型判別方法有 Baker、Brill、Beggs-Brill、Taitel、SCA(段塞特征分析法)等幾種方法。經(jīng)過算例的對比發(fā)現(xiàn)，每種判別方法都有其各自的適用范圍。其中，Baker、Beggs-Brill 方法在進行流型判別時沒有考慮管線傾角的影響，而且只是針對有限的實驗介質進行的歸納總結，沒有充分考慮氣液物性對流型轉變的影響。相比之下，Taitel 是近年來在數(shù)值計算中采用最為廣泛的流型判別準則。由于 Taitel 準則是利用非粘性理論推導而來的，只能適用于低粘性流體。對于粘性不能忽略的石油工業(yè)，Taitel 判斷準則的分層流范圍過小。SCA 法從段塞流的穩(wěn)定性機理出發(fā)，其中關于段塞流的經(jīng)驗公式涵蓋了各種管徑的管道，較為成熟，但其缺點在于，進行流型判別時將分散氣泡流的范圍設定的過大 。2100433B