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运动目标检测论文总结

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运动目标检测论文总结

一、图片输入层面 基于以上结论,采用多尺度训练过程中,要在避免那些极小的和极大的(多尺度后)带来的不好的影响时,考虑保证目标有足够的多样性。所以在进行多尺度训练过程中,将每种输入尺度下,不满足要求的proposal以及anchor忽略。论文中使用了三种尺度如图所示,比一般的多尺度训练的尺度跨度要大。 二、 Neck部分(采用金字塔结构改进方案的) 一般意义的FPN网络结构是最右边似的结构,而本文中采用的结构则是 该方法首先无疑是增加了计算量,优点就是最终输出的每一层的特征不是一个线性的变换(应该想表述的说不是从一层特征直接到另一层特征),而是使用共享的多层特征。最终相比RetinaNet提升一个点左右吧,效果一般。VisDrone2020检测的冠军团队采用了这个结构 该文章利用多个TUM模块试图更充分构建的特征金字塔的网络结构,靠前的TUM提供浅层特征,中间的TUM提供中间层特征,靠后的TUM提供深层特征,通过这种方式能够多次将深层浅层特征融合,参数量多了。和RetinaNet对比可以看到,512输入,都不采用multi-scale推理,mAP由33提升到,小目标精度也提升了一点;以参数量和计算量堆砌的精度提升,不是好方法。 文章认为不同层的重要程度应该和目标的绝对尺度分布有关系,所以在FPN自上而下融合的时候,加入了一个尺度因子用来平衡金字塔不同层的重要性。个人感觉意义不大,实际提升也不明显。 三、 Head部分的改进方案 在VisDrones上的冠军方案和若干其他方案都采用了这种“双头部”的方案。soft-NMS似乎可以提升几个点。 四、 小目标目前检测不好,主要原因不是小,应该是小且和背景接近,对比度不高。所以可以借鉴伪装物体检测的思路;

姓名:刘帆;学号:20021210609;学院:电子工程学院 【嵌牛导读】目标跟踪算法研究难点与挑战在于实际复杂的应用环境 、背景相似干扰、光照条件的变化、遮挡等外界因素以及目标姿态变化,外观变形,尺度变化、平面外旋转、平面内旋转、出视野、快速运动和运动模糊等。而且当目标跟踪算法投入实际应用时,不可避免的一个问题——实时性问题也是非常的重要。正是有了这些问题,才使得算法研究充满着难点和挑战。 【嵌牛鼻子】目标跟踪算法,传统算法 【嵌牛提问】利用目标跟踪检测算法要达到何目的?第一阶段的单目标追踪算法包括什么?具体步骤有哪些?它们有何特点? 【嵌牛正文】 第一阶段 目标跟踪分为两个部分,一个是对指定目标寻找可以跟踪的特征,常用的有颜色,轮廓,特征点,轨迹等,另一个是对目标特征进行跟踪。 1、静态背景 1)背景差: 对背景的光照变化、噪声干扰以及周期性运动等进行建模。通过当前帧减去背景图来捕获运动物体的过程。 2)帧差: 由于场景中的目标在运动,目标的影像在不同图像帧中的位置不同。该类算法对时间上连续的两帧或三帧图像进行差分运算,不同帧对应的像素点相减,判断灰度差的绝对值,当绝对值超过一定阈值时,即可判断为运动目标,从而实现目标的检测功能。 与二帧差分法不同的是,三帧差分法(交并运算)去除了重影现象,可以检测出较为完整的物体。帧间差分法的原理简单,计算量小,能够快速检测出场景中的运动目标。但帧间差分法检测的目标不完整,内部含有“空洞”,这是因为运动目标在相邻帧之间的位置变化缓慢,目标内部在不同帧图像中相重叠的部分很难检测出来。帧间差分法通常不单独用在目标检测中,往往与其它的检测算法结合使用。 3)Codebook 算法为图像中每一个像素点建立一个码本,每个码本可以包括多个码元(对应阈值范围),在学习阶段,对当前像素点进行匹配,如果该像素值在某个码元的学习阈值内,也就是说与之前出现过的某种历史情况偏离不大,则认为该像素点符合背景特征,需要更新对应点的学习阈值和检测阈值。 如果新来的像素值与每个码元都不匹配,则可能是由于动态背景导致,这种情况下,我们需要为其建立一个新的码元。每个像素点通过对应多个码元,来适应复杂的动态背景。 在应用时,每隔一段时间选择K帧通过更新算法建立CodeBook背景模型,并且删除超过一段时间未使用的码元。 4)GMM 混合高斯模型(Gaussian of Micture Models,GMM)是较常用的背景去除方法之一(其他的还有均值法、中值法、滑动平均滤波等)。 首先我们需要了解单核高斯滤波的算法步骤: 混合高斯建模GMM(Gaussian Mixture Model)作为单核高斯背景建模的扩展,是目前使用最广泛的一种方法,GMM将背景模型描述为多个分布,每个像素的R、G、B三个通道像素值的变化分别由一个混合高斯模型分布来刻画,符合其中一个分布模型的像素即为背景像素。作为最常用的一种背景建模方法,GMM有很多改进版本,比如利用纹理复杂度来更新差分阈值,通过像素变化的剧烈程度来动态调整学习率等。 5)ViBe(2011) ViBe算法主要特点是随机背景更新策略,这和GMM有很大不同。其步骤和GMM类似。具体的思想就是为每个像素点存储了一个样本集,样本集中采样值就是该像素点过去的像素值和其邻居点的像素值,然后将每一个新的像素值和样本集进行比较来判断是否属于背景点。 其中pt(x)为新帧的像素值,R为设定值,p1、p2、p3….为样本集中的像素值,以pt(x)为圆心R为半径的圆被认为成一个集,当样本集与此集的交集大于设定的阈值#min时,可认为此为背景像素点(交集越大,表示新像素点与样本集越相关)。我们可以通过改变#min的值与R的值来改变模型的灵敏度。 Step1:初始化单帧图像中每个像素点的背景模型。假设每一个像素和其邻域像素的像素值在空域上有相似的分布。基于这种假设,每一个像素模型都可以用其邻域中的像素来表示。为了保证背景模型符合统计学规律,邻域的范围要足够大。当输入第一帧图像时,即t=0时,像素的背景模型。其中,NG(x,y)表示空域上相邻的像素值,f(xi,yi)表示当前点的像素值。在N次的初始化的过程中,NG(x,y)中的像素点(xi,yi)被选中的可能次数为L=1,2,3,…,N。 Step2:对后续的图像序列进行前景目标分割操作。当t=k时,像素点(x,y)的背景模型为BKm(x,y),像素值为fk(x,y)。按照下面判断该像素值是否为前景。这里上标r是随机选的;T是预先设置好的阈值。当fk(x,y)满足符合背景#N次时,我们认为像素点fk(x,y)为背景,否则为前景。 Step3:ViBe算法的更新在时间和空间上都具有随机性。每一个背景点有1/ φ的概率去更新自己的模型样本值,同时也有1/ φ的概率去更新它的邻居点的模型样本值。更新邻居的样本值利用了像素值的空间传播特性,背景模型逐渐向外扩散,这也有利于Ghost区域的更快的识别。同时当前景点计数达到临界值时将其变为背景,并有1/ φ的概率去更新自己的模型样本值(为了减少缓慢移动物体的影响和摄像机的抖动)。 可以有如下总结,ViBe中的每一个像素点在更新的时候都有一个时间和空间上随机影响的范围,这个范围很小,大概3x3的样子,这个是考虑到摄像头抖动时会有坐标的轻微来回变化,这样虽然由于ViBe的判别方式仍认为是背景点,但是也会对后面的判别产生影响,为了保证空间的连续性,随机更新减少了这个影响。而在样本值保留在样本集中的概率随着时间的增大而变小,这就保证了像素模型在时间上面的延续特性。 6)光流 光流是由物体或相机的运动引起的图像对象在两个连续帧之间的视在运动模式。它是2D矢量场,其中每个矢量是一个位移矢量,显示点从第一帧到第二帧的移动。 光流实际上是一种特征点跟踪方法,其计算的为向量,基于三点假设: 1、场景中目标的像素在帧间运动时亮度(像素值或其衍生值)不发生变化;2、帧间位移不能太大;3、同一表面上的邻近点都在做相同的运动; 光流跟踪过程:1)对一个连续视频帧序列进行处理;2)对每一帧进行前景目标检测;3)对某一帧出现的前景目标,找出具有代表性的特征点(Harris角点);4)对于前后帧做像素值比较,寻找上一帧在当前帧中的最佳位置,从而得到前景目标在当前帧中的位置信息;5)重复上述步骤,即可实现目标跟踪 2、运动场(分为相机固定,但是视角变化和相机是运动的) 1)运动建模(如视觉里程计运动模型、速度运动模型等) 运动学是对进行刚性位移的相机进行构型,一般通过6个变量来描述,3个直角坐标,3个欧拉角(横滚、俯仰、偏航)。 Ⅰ、对相机的运动建模 由于这个不是我们本次所要讨论的重点,但是在《概率机器人》一书中提出了很多很好的方法,相机的运动需要对图像内的像素做位移矩阵和旋转矩阵的坐标换算。除了对相机建立传统的速度运动模型外,也可以用视觉里程计等通关过置信度的更新来得到概率最大位置。 Ⅱ、对于跟踪目标的运动建模 该方法需要提前通过先验知识知道所跟踪的目标对象是什么,比如车辆、行人、人脸等。通过对要跟踪的目标进行建模,然后再利用该模型来进行实际的跟踪。该方法必须提前知道要跟踪的目标对象是什么,然后再去跟踪指定的目标,这是它的局限性,因而其推广性相对比较差。(比如已知跟踪的物体是羽毛球,那很容易通过前几帧的取点,来建立整个羽毛球运动的抛物线模型) 2)核心搜索算法(常见的预测算法有Kalman(卡尔曼)滤波、扩展卡尔曼滤波、粒子滤波) Ⅰ、Kalman 滤波 Kalman滤波器是通过前一状态预测当前状态,并使用当前观测状态进行校正,从而保证输出状态平稳变化,可有效抵抗观测误差。因此在运动目标跟踪中也被广泛使用。 在视频处理的运动目标跟踪里,每个目标的状态可表示为(x,y,w,h),x和y表示目标位置,w和h表示目标宽高。一般地认为目标的宽高是不变的,而其运动速度是匀速,那么目标的状态向量就应该扩展为(x,y,w,h,dx,dy),其中dx和dy是目标当前时刻的速度。通过kalman滤波器来估计每个时刻目标状态的大致过程为: 对视频进行运动目标检测,通过简单匹配方法来给出目标的第一个和第二个状态,从第三个状态开始,就先使用kalman滤波器预测出当前状态,再用当前帧图像的检测结果作为观测值输入给kalman滤波器,得到的校正结果就被认为是目标在当前帧的真实状态。(其中,Zt为测量值,为预测值,ut为控制量,Kt为增益。) Ⅱ、扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF) 由于卡尔曼滤波的假设为线性问题,无法直接用在非线性问题上,EKF和UKF解决了这个问题(这个线性问题体现在用测量量来计算预测量的过程中)。EKF是通过构建线性函数g(x),与非线性函数相切,并对每一时刻所求得的g(x)做KF,如下图所示。 UKF与EKF去求解雅可比矩阵拟合线性方程的方法不同,通过对那个先验分布中的采集点,来线性化随机变量的非线性函数。与EKF所用的方法不同,UKF产生的高斯分布和实际高斯分布更加接近,其引起的近似误差也更小。 Ⅲ、粒子滤波 1、初始状态:基于粒子滤波的目标追踪方法是一种生成式跟踪方法,所以要有一个初始化的阶段。对于第一帧图像,人工标定出待检测的目标,对该目标区域提出特征; 2、搜索阶段:现在已经知道了目标的特征,然后就在目标的周围撒点(particle), 如:a)均匀的撒点;b)按高斯分布撒点,就是近的地方撒得多,远的地方撒的少。论文里使用的是后一种方法。每一个粒子都计算所在区域内的颜色直方图,如初始化提取特征一样,然后对所有的相似度进行归一化。文中相似性使用的是巴氏距离; 3、重采样:根据粒子权重对粒子进行筛选,筛选过程中,既要大量保留权重大的粒子,又要有一小部分权重小的粒子; 4、状态转移:将重采样后的粒子带入状态转移方程得到新的预测粒子; 5、测量及更新:对目标点特征化,并计算各个粒子和目标间的巴氏距离,更新粒子的权重; 6、决策阶段:每个粒子都获得一个和目标的相似度,相似度越高,目标在该范围出现的可能性越高,将保留的所有粒子通过相似度加权后的结果作为目标可能的位置。 3)Meanshift算法 MeanShift算法属于核密度估计法,它不需要任何先验知识而完全依靠特征空间中样本点的计算其密度函数值。对于一组采样数据,直方图法通常把数据的值域分成若干相等的区间,数据按区间分成若干组,每组数据的个数与总参数个数的比率就是每个单元的概率值;核密度估计法的原理相似于直方图法,只是多了一个用于平滑数据的核函数。采用核函数估计法,在采样充分的情况下,能够渐进地收敛于任意的密度函数,即可以对服从任何分布的数据进行密度估计。 Meanshift算法步骤 1、通过对初始点(或者上一帧的目标点)为圆心,绘制一个半径为R的圆心,寻找特征和该点相似的点所构成的向量; 2、所有向量相加,可以获得一个向量叠加,这个向量指向特征点多的方向; 3、取步骤二的向量终点为初始点重复步骤一、二,直到得到的向量小于一定的阈值,也就是说明当前位置是特征点密度最密集的地方,停止迭代,认为该点为当前帧的目标点; 4)Camshift算法 Camshift算法是MeanShift算法的改进,称为连续自适应的MeanShift算法。Camshift 是由Meanshift 推导而来 Meanshift主要是用在单张影像上,但是独立一张影像分析对追踪而言并无意义,Camshift 就是利用MeanShift的方法,对影像串列进行分析。 1、首先在影像串列中选择目标区域。 2、计算此区域的颜色直方图(特征提取)。 3、用MeanShift演算法来收敛欲追踪的区域。 4、通过目标点的位置和向量信息计算新的窗口大小,并标示之。 5、以此为参数重复步骤三、四。 Camshift 关键就在于当目标的大小发生改变的时候,此算法可以自适应调整目标区域继续跟踪。 3、小结 第一阶段的单目标追踪算法基本上都是传统方法,计算量小,在嵌入式等设备中落地较多,opencv中也预留了大量的接口。通过上面的两节的介绍,我们不难发现,目标检测算法的步骤分为两部分,一部分是对指定目标寻找可以跟踪的特征,常用的有颜色,轮廓,特征点,轨迹等,另一部分是对目标特征进行跟踪,如上文所提及的方法。所以目标检测方法的发展,也可总结为两个方面,一个是如何去获得更加具有区分性的可跟踪的稳定特征,另一个是如何建立帧与帧之间的数据关联,保证跟踪目标是正确的。 随着以概率为基础的卡尔曼滤波、粒子滤波或是以Meanshift为代表向量叠加方法在目标检测的运用,使得目标检测不再需要假设自身的一个状态为静止的,而是可以是运动的,更加符合复杂场景中的目标跟踪。

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论文名称:Rich feature hierarchies for accurate object detection and semantic segmentation 提出时间:2014年 论文地址: 针对问题: 从Alexnet提出后,作者等人思考如何利用卷积网络来完成检测任务,即输入一张图,实现图上目标的定位(目标在哪)和分类(目标是什么)两个目标,并最终完成了RCNN网络模型。 创新点: RCNN提出时,检测网络的执行思路还是脱胎于分类网络。也就是深度学习部分仅完成输入图像块的分类工作。那么对检测任务来说如何完成目标的定位呢,作者采用的是Selective Search候选区域提取算法,来获得当前输入图上可能包含目标的不同图像块,再将图像块裁剪到固定的尺寸输入CNN网络来进行当前图像块类别的判断。 参考博客: 。 论文题目:OverFeat: Integrated Recognition, Localization and Detection using Convolutional Networks 提出时间:2014年 论文地址: 针对问题: 该论文讨论了,CNN提取到的特征能够同时用于定位和分类两个任务。也就是在CNN提取到特征以后,在网络后端组织两组卷积或全连接层,一组用于实现定位,输出当前图像上目标的最小外接矩形框坐标,一组用于分类,输出当前图像上目标的类别信息。也是以此为起点,检测网络出现基础主干网络(backbone)+分类头或回归头(定位头)的网络设计模式雏形。 创新点: 在这篇论文中还有两个比较有意思的点,一是作者认为全连接层其实质实现的操作和1x1的卷积是类似的,而且用1x1的卷积核还可以避免FC对输入特征尺寸的限制,那用1x1卷积来替换FC层,是否可行呢?作者在测试时通过将全连接层替换为1x1卷积核证明是可行的;二是提出了offset max-pooling,也就是对池化层输入特征不能整除的情况,通过进行滑动池化并将不同的池化层传递给后续网络层来提高效果。另外作者在论文里提到他的用法是先基于主干网络+分类头训练,然后切换分类头为回归头,再训练回归头的参数,最终完成整个网络的训练。图像的输入作者采用的是直接在输入图上利用卷积核划窗。然后在指定的每个网络层上回归目标的尺度和空间位置。 参考博客: 论文题目:Scalable Object Detection using Deep Neural Networks 提出时间:2014年 论文地址: 针对问题: 既然CNN网络提取的特征可以直接用于检测任务(定位+分类),作者就尝试将目标框(可能包含目标的最小外包矩形框)提取任务放到CNN中进行。也就是直接通过网络完成输入图像上目标的定位工作。 创新点: 本文作者通过将物体检测问题定义为输出多个bounding box的回归问题. 同时每个bounding box会输出关于是否包含目标物体的置信度, 使得模型更加紧凑和高效。先通过聚类获得图像中可能有目标的位置聚类中心,(800个anchor box)然后学习预测不考虑目标类别的二分类网络,背景or前景。用到了多尺度下的检测。 参考博客: 论文题目:DeepBox: Learning Objectness with Convolutional Networks 提出时间:2015年ICCV 论文地址: 主要针对的问题: 本文完成的工作与第三篇类似,都是对目标框提取算法的优化方案,区别是本文首先采用自底而上的方案来提取图像上的疑似目标框,然后再利用CNN网络提取特征对目标框进行是否为前景区域的排序;而第三篇为直接利用CNN网络来回归图像上可能的目标位置。创新点: 本文作者想通过CNN学习输入图像的特征,从而实现对输入网络目标框是否为真实目标的情况进行计算,量化每个输入框的包含目标的可能性值。 参考博客: 论文题目:AttentionNet: AggregatingWeak Directions for Accurate Object Detection 提出时间:2015年ICCV 论文地址: 主要针对的问题: 对检测网络的实现方案进行思考,之前的执行策略是,先确定输入图像中可能包含目标位置的矩形框,再对每个矩形框进行分类和回归从而确定目标的准确位置,参考RCNN。那么能否直接利用回归的思路从图像的四个角点,逐渐得到目标的最小外接矩形框和类别呢? 创新点: 通过从图像的四个角点,逐步迭代的方式,每次计算一个缩小的方向,并缩小指定的距离来使得逐渐逼近目标。作者还提出了针对多目标情况的处理方式。 参考博客: 论文题目:Spatial Pyramid Pooling in Deep Convolutional Networks for Visual Recognition 提出时间:2014年 论文地址: 针对问题: 如RCNN会将输入的目标图像块处理到同一尺寸再输入进CNN网络,在处理过程中就造成了图像块信息的损失。在实际的场景中,输入网络的目标尺寸很难统一,而网络最后的全连接层又要求输入的特征信息为统一维度的向量。作者就尝试进行不同尺寸CNN网络提取到的特征维度进行统一。创新点: 作者提出的SPPnet中,通过使用特征金字塔池化来使得最后的卷积层输出结果可以统一到全连接层需要的尺寸,在训练的时候,池化的操作还是通过滑动窗口完成的,池化的核宽高及步长通过当前层的特征图的宽高计算得到。原论文中的特征金字塔池化操作图示如下。 参考博客 : 论文题目:Object detection via a multi-region & semantic segmentation-aware CNN model 提出时间:2015年 论文地址: 针对问题: 既然第三篇论文multibox算法提出了可以用CNN来实现输入图像中待检测目标的定位,本文作者就尝试增加一些训练时的方法技巧来提高CNN网络最终的定位精度。创新点: 作者通过对输入网络的region进行一定的处理(通过数据增强,使得网络利用目标周围的上下文信息得到更精准的目标框)来增加网络对目标回归框的精度。具体的处理方式包括:扩大输入目标的标签包围框、取输入目标的标签中包围框的一部分等并对不同区域分别回归位置,使得网络对目标的边界更加敏感。这种操作丰富了输入目标的多样性,从而提高了回归框的精度。 参考博客 : 论文题目:Fast-RCNN 提出时间:2015年 论文地址: 针对问题: RCNN中的CNN每输入一个图像块就要执行一次前向计算,这显然是非常耗时的,那么如何优化这部分呢? 创新点: 作者参考了SPPNet(第六篇论文),在网络中实现了ROIpooling来使得输入的图像块不用裁剪到统一尺寸,从而避免了输入的信息丢失。其次是将整张图输入网络得到特征图,再将原图上用Selective Search算法得到的目标框映射到特征图上,避免了特征的重复提取。 参考博客 : 论文题目:DeepProposal: Hunting Objects by Cascading Deep Convolutional Layers 提出时间:2015年 论文地址: 主要针对的问题: 本文的作者观察到CNN可以提取到很棒的对输入图像进行表征的论文,作者尝试通过实验来对CNN网络不同层所产生的特征的作用和情况进行讨论和解析。 创新点: 作者在不同的激活层上以滑动窗口的方式生成了假设,并表明最终的卷积层可以以较高的查全率找到感兴趣的对象,但是由于特征图的粗糙性,定位性很差。相反,网络的第一层可以更好地定位感兴趣的对象,但召回率降低。 论文题目:Faster R-CNN: Towards Real-Time Object Detection with Region Proposal Networks 提出时间:2015年NIPS 论文地址: 主要针对的问题: 由multibox(第三篇)和DeepBox(第四篇)等论文,我们知道,用CNN可以生成目标待检测框,并判定当前框为目标的概率,那能否将该模型整合到目标检测的模型中,从而实现真正输入端为图像,输出为最终检测结果的,全部依赖CNN完成的检测系统呢? 创新点: 将当前输入图目标框提取整合到了检测网络中,依赖一个小的目标框提取网络RPN来替代Selective Search算法,从而实现真正的端到端检测算法。 参考博客 :

information purposes信息目的;信息用途The interpretive geotechnical report is enclosed within the special conditions of contract for information purposes only.解释性土工技术报告附于合同特别条款之后,仅供参考之用。

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运动目标检测数模论文

运动目标的检测的其主要目的是 获取目标对象的运动参数(位置、速度、加速度等)及运动轨迹 ,通过进一步分析处理,实现对目标行为更高层级上的理解。 运动目标检测技术目的是 从序列图像中将变化区域从背景图像中提取出来 ,常用于视频监视、图像压缩、三维重构、异常检测等。

运动目标检测主流方法有帧差法、背景差法、光流法等。光流法源于 仿生学 思想,更贴近于直觉,大量昆虫的视觉机理便是基于光流法。 二十世纪五十年代心理学家Gibson在他的著作“The Perception of Visual World”中首次提出了以心理学实验为基础的光流法基本概念,而直到八十年代才由Horn、Kanade、Lucash和Schunck创造性地将灰度与二维速度场相联系,引入光流约束方程的算法,对光流计算做了奠基性的工作。

光流(optical flow):由于目标对象或者摄像机的移动造成的图像对象在连续两帧图像中的移动。

通俗说,对于一个图片序列,把每张图像每个像素在连续帧之间的运动速度和方向( 某像素点在连续两帧上的位移矢量 )找出来就是光流场。

第t帧的时A点的位置是(x1, y1),第t+1帧时A点位置是(x2,y2),则像素点A的位移矢量:(ux, vy) = (x2, y2) - (x1,y1)

如何知道第t+1帧的时候A点的位置涉及到不同的光流计算方法,主要有四种:基于梯度的方法、基于匹配的方法、基于能量的方法、基于相位的方法。

光流法依赖于三个假设:

根据所形成的光流场中 二维矢量的疏密程度 ,光流法可分为稠密光流与稀疏光流。

稀疏光流只对有 明显特征的组点 (如角点)进行跟踪,计算开销小。

(1)calcOpticalFlowPyrLK 基于金字塔LK光流算法,计算某些点集的稀疏光流。 参考论文《Pyramidal Implementation of the Lucas Kanade Feature TrackerDescription of the algorithm》 (2)calcOpticalFlowFarneback 基于Gunnar Farneback 的算法计算稠密光流。 参考论文《Two-Frame Motion Estimation Based on PolynomialExpansion》 (3)CalcOpticalFlowBM 通过块匹配的方法来计算光流 (4)CalcOpticalFlowHS 基于Horn-Schunck 的算法计算稠密光流。 参考论文《Determining Optical Flow》 (5)calcOpticalFlowSF 论文《SimpleFlow: A Non-iterative, Sublinear Optical FlowAlgo》的实现

你的问题问的太宽泛了,我就是搞建模的,都不到从何开始回答你,想要进一步讨论的话可以hi我。论文七大部分肯定是必不可少的:问题重述,模型假设,问题分析,模型建立,模型求解,结果分析及检验,(包括灵敏度分析,如果需要的话)模型推广,当然还得有目录和摘要以及参考文献了

重点:数模论文的格式及要求 难点:团结协作的充分体现 一、 写好数模论文的重要性 1. 数模论文是评定参与者的成绩好坏、高低、获奖级别的惟一依据. 2. 数模论文是培训(或竞赛)活动的最终成绩的书面形式。 3. 写好论文的训练,是科技论文写作的一种基本训练。 二、数模论文的基本内容 1,评阅原则: 假设的合理性; 建模的创造性; 结果的合理性; 表述的清晰程度 2,数模论文的结构 0、摘要 1、问题的提出:综述问题的内容及意义 2、模型的假设:写出问题的合理假设,符号的说明 3、模型的建立:详细叙述模型、变量、参数代表的意义和满足的条件,进行问题分析,公式推导,建立基本模型,深化模型,最终或简化模型等 4、模型的求解:求解及算法的主要步骤,使用的数学软件等 5、模型检验:结果表示、分析与检验,误差分析等 6、模型评价:本模型的特点,优缺点,改进方法 7、参考文献:限公开发表文献,指明出处 8、 附录:计算框图、计算程序,详细图表 三、需要重视的问题 0.摘要 表述:准确、简明、条理清晰、合乎语法。 字数300-500字,包括模型的主要特点、建模方法和主要结果。可以有公式,不能有图表 简单地说,摘要应体现:用了什么方法,解决了什么问题,得到了那些主要结论。还可作那些推广。 1、 建模准备及问题重述: 了解问题实际背景,明确建模目的,搜集文献、数据等,确定模型类型,作好问题重述。 在此过程中,要充分利用电子图书资源及纸质图书资源,查找相关背景知识,了解本问题的研究现状,所用到的基本解决方法等。 2、模型假设、符号说明 基本假设的合理性很重要 (1)根据题目条件作假设; (2)根据题目要求作假设; (3)基本的、关键性假设不能缺; (4)符号使用要简洁、通用。 3、模型的建立 (1)基本模型 1) 首先要有数学模型:数学公式、方案等 2) 基本模型:要求完整、正确、简明,粗糙一点没有关系 (2)深化模型 1)要明确说明:深化的思想,依据,如弥补了基本模型的不足…… 2)深化后的模型,尽可能完整给出 3)模型要实用,有效,以解决问题有效为原则。数学建模面临的、是要解决实际问题,不追求数学上的高(级)、深(刻)、难(度)。 ▲能用初等方法解决的、就不用高级方法; ▲能用简单方法解决的,就不用复杂方法; ▲能用被更多人看懂、理解的方法,就不用只有少数人看懂、理解的方法。 4)鼓励创新,但要切实,不要离题搞标新立异,数模创新可出现在 ▲建模中:模型本身,简化的好方法、好策略等; ▲模型求解中; ▲结果表示、分析,模型检验; ▲推广部分。 5)在问题分析推导过程中,需要注意的: ▲分析要:中肯、确切; ▲术语要:专业、内行; ▲原理、依据要:正确、明确; ▲表述要:简明,关键步骤要列出; ▲忌:外行话,专业术语不明确,表述混乱、繁琐,冗长。 4、模型求解 (1)需要建立数学命题时:命题叙述要符合数学命题的表述规范,论证要尽可能严密; (2)需要说明计算方法或算法的原理、思想、依据、步骤。若采用现有软件,要说明采用此软件的理由,软件名称; (3)计算过程,中间结果可要可不要的,不要列出。 (4)设法算出合理的数值结果。 5、模型检验、结果分析 (1) 最终数值结果的正确性或合理性是第一位的 ; (2)对数值结果或模拟结果进行必要的检验。 当结果不正确、不合理、或误差大时,要分析原因,对算法、计算方法、或模型进行修正、改进; (3)题目中要求回答的问题,数值结果,结论等,须一一列出; (4)列数据是要考虑:是否需要列出多组数据,或额外数据;对数据进行比较、分析,为各种方案的提出提供可依赖的依据; (5)结果表示:要集中,一目了然,直观,便于比较分析。(最好不要跨页) ▲数值结果表示:精心设计表格;可能的话,用图形图表形式。 ▲求解方案,用图示更好 (6) 必要时对问题解答,作定性或规律性的讨论。 最后结论要明确。 6.模型评价 优点要突出,缺点不回避。若要改变原题要求,重新建模则可在此进行。推广或改进方向时,不要玩弄新数学术语。 7、参考文献 限于公开发表的文章、文献资料或网页 规范格式: [1] 陈理荣,数学建模导论(M),北京:北京邮电大学出版社,1999. [2] 楚扬杰,快速聚类分析在产品市场区分中的应用(J),武汉理工大学学报,2004,23(2),20-23. 8、附录 详细的数据、表格、图形,计算程序均应在此列出。但不要错,错的宁可不列。主要结果数据,应在正文中列出。 9、关于写答卷前的思考和工作规划 答卷需要回答哪几个问题――建模需要解决哪几个问题 问题以怎样的方式回答――结果以怎样的形式表示 每个问题要列出哪些关键数据――建模要计算哪些关键数据 每个量,列出一组还是多组数――要计算一组还是多组数…… 10、答卷要求的原理 ▲ 准确――科学性 ▲ 条理――逻辑性 ▲ 简洁――数学美 ▲ 创新――研究、应用目标之一,人才培养需要 ▲ 实用――建模。实际问题要求。 四、建模理念 1. 应用意识:要让你的数学模型能解决或说明实际问题,其结果、结论要符合实际;模型、方法、结果要易于理解,便于实际应用;站在应用者的立场上想问题,处理问题。 2. 数学建模:用数学方法解决问题,要有数学模型;问题模型的数学抽象,方法有普适性、科学性,不局限于本具体问题的解决。相同问题上要能够推广。 3. 创新意识:建模有特点,要合理、科学、有效、符合实际;要有普遍应用意义;不单纯为创新而创新 五、格式要求 参赛论文写作格式 论文题目(三号黑体,居中) 一级标题(四号黑体,居中) 论文中其他汉字一律采用小四号宋体,单倍行距。论文纸用白色A4,上下左右各留出厘米的页边距。 首页为论文题目和作者的专业、班级、姓名、学号,第二页为论文题目和摘要,论文从第三页开始编写页码,页码必须位于每页页脚中部,用阿拉伯数字“1”开始连续编号。 第四页开始论文正文 正文应包括以下八个部分: 问题提出: 叙述问题内容及意义; 基本假设: 写出问题的合理假设; 建立模型: 详细叙述模型、变量、参数代表的意义和满足的条件及建模的思想; 模型求解: 求解、算法的主要步骤; 结果分析与检验:(含误差分析); 模型评价: 优缺点及改进意见; 参考文献: 限公开发表文献,指明出处; 参考文献在正文引用处用方括号标示参考文献的编号,如[1][3]等。参考文献按正文中的引用次序列出,其中 书籍的表述方式为: [编号] 作者,书名,出版地:出版社,出版年 参考文献中期刊杂志论文的表述方式为: [编号] 作者,论文名,杂志名,卷期号:出版年 参考文献中网上资源的表述方式为: [编号] 作者,资源标题,网址,访问时间(年月日) 附录:计算框图,原程序及打印结果。 六、分工协作取佳绩 最好三人一组,这三人中尽量做到一人数学基础较好,一人应用数学软件和编程的能力较强,一人科技论文写作水平较好。科技论文的写作要求整篇论文的结构严谨,语言要有逻辑性,用词要准确。 三人之间要能够配合得起来。若三人之间配合不好,会降低效率,导致整个建模的失败。 在合作的过程中,最好是能够找出一个组长,即要能够总揽全局,包括任务的分配,相互间的合作和进度的安排。 在建模过程中出现意见不统一时,要尊重为先,理解为重,做到 “给我一个相信你的理由”和“相信我,我的理由是……”,不要作无谓的争论。要善于斗争,勇于妥协。 还要注意以下几点: 注意存盘,以防意外 写作与建模工作同步 注意保密,以防抄袭 数学建模成功的条件和模型: 有兴趣,肯钻研;有信心,勇挑战;有决心,不怕难;有知识,思路宽;有能力,能开拓;有水平,善协作;有办法,点子多;有毅力,轻结果。

数学建模论文写作一、写好数模答卷的重要性1. 评定参赛队的成绩好坏、高低,获奖级别,数模答卷,是唯一依据。2. 答卷是竞赛活动的成绩结晶的书面形式。3. 写好答卷的训练,是科技写作的一种基本训练。二、答卷的基本内容,需要重视的问题1.评阅原则假设的合理性,建模的创造性,结果的合理性,表述的清晰程度。2.答卷的文章结构题目(写出较确切的题目;同时要有新意、醒目)摘要(200-300字,包括模型的主要特点、建模方法和主要结论)关键词(求解问题、使用的方法中的重要术语)1)问题重述。2)问题分析。3)模型假设。4)符号说明。5)模型的建立(问题分析,公式推导,基本模型,最终或简化模型等)。6)模型求解(计算方法设计或选择;算法设计或选择,算法思想依据,步骤及实现,计算框图;所采用的软件名称;引用或建立必要的数学命题和定理;求解方案及流程。)7)进一步讨论(结果表示、分析与检验,误差分析,模型检验)8)模型评价(特点,优缺点,改进方法,推广。)9)参考文献。10)附录(计算程序,框图;各种求解演算过程,计算中间结果;各种图形,表格。)3. 要重视的问题1)摘要。包括:a. 模型的数学归类(在数学上属于什么类型);b. 建模的思想(思路);c. 算法思想(求解思路);d. 建模特点(模型优点,建模思想或方法,算法特点,结果检验,灵敏度分析,模型检验……);e. 主要结果(数值结果,结论;回答题目所问的全部“问题”)。▲ 注意表述:准确、简明、条理清晰、合乎语法、要求符合文章格式。务必认真校对。2)问题重述。3)问题分析。因素之间的关系、因素与环境之间的关系、因素自身的变化规律、确定研究的方法或模型的类型。5)模型假设。根据全国组委会确定的评阅原则,基本假设的合理性很重要。a. 根据题目中条件作出假设b. 根据题目中要求作出假设关键性假设不能缺;假设要切合题意。6) 模型的建立。a. 基本模型:ⅰ)首先要有数学模型:数学公式、方案等;ⅱ)基本模型,要求完整,正确,简明;b. 简化模型:ⅰ)要明确说明简化思想,依据等;ⅱ)简化后模型,尽可能完整给出;c. 模型要实用,有效,以解决问题有效为原则。数学建模面临的、要解决的是实际问题,不追求数学上的高(级)、深(刻)、难(度大)。ⅰ)能用初等方法解决的、就不用高级方法;ⅱ)能用简单方法解决的,就不用复杂方法;ⅲ)能用被更多人看懂、理解的方法,就不用只能少数人看懂、理解的方法。d.鼓励创新,但要切实,不要离题搞标新立异。数模创新可出现在:▲ 建模中,模型本身,简化的好方法、好策略等;▲ 模型求解中;▲ 结果表示、分析、检验,模型检验;▲ 推广部分。e.在问题分析推导过程中,需要注意的问题:ⅰ)分析:中肯、确切;ⅱ)术语:专业、内行;ⅲ)原理、依据:正确、明确;ⅳ)表述:简明,关键步骤要列出;ⅴ)忌:外行话,专业术语不明确,表述混乱,冗长。7)模型求解。a. 需要建立数学命题时:命题叙述要符合数学命题的表述规范,尽可能论证严密。b. 需要说明计算方法或算法的原理、思想、依据、步骤。若采用现有软件,说明采用此软件的理由,软件名称。c. 计算过程,中间结果可要可不要的,不要列出。d. 设法算出合理的数值结果。8) 结果分析、检验;模型检验及模型修正;结果表示。a. 最终数值结果的正确性或合理性是第一位的;b. 对数值结果或模拟结果进行必要的检验;结果不正确、不合理、或误差大时,分析原因, 对算法、计算方法、或模型进行修正、改进。c. 题目中要求回答的问题,数值结果,结论,须一一列出;d. 列数据问题:考虑是否需要列出多组数据,或额外数据对数据进行比较、分析,为各种方案的提出提供依据;e. 结果表示:要集中,一目了然,直观,便于比较分析。▲ 数值结果表示:精心设计表格;可能的话,用图形图表形式。▲ 求解方案,用图示更好。9)必要时对问题解答,作定性或规律性的讨论。最后结论要明确。10)模型评价优点突出,缺点不回避。改变原题要求,重新建模可在此做。推广或改进方向时,不要玩弄新数学术语。11)参考文献12)附录详细的结果,详细的数据表格,可在此列出,但不要错,错的宁可不列。主要结果数据,应在正文中列出,不怕重复。检查答卷的主要三点,把三关:a. 模型的正确性、合理性、创新性b. 结果的正确性、合理性c. 文字表述清晰,分析精辟,摘要精彩三、关于写答卷前的思考和工作规划答卷需要回答哪几个问题――建模需要解决哪几个问题;问题以怎样的方式回答――结果以怎样的形式表示;每个问题要列出哪些关键数据――建模要计算哪些关键数据;每个量,列出一组还是多组数――要计算一组还是多组数。四、答卷要求的原理1. 准确――科学性;2. 条理――逻辑性;3. 简洁――数学美;4. 创新――研究、应用目标之一,人才培养需要;5. 实用――建模、实际问题要求。五、建模理念1. 应用意识要解决实际问题,结果、结论要符合实际;模型、方法、结果要易于理解,便于实际应用;站在应用者的立场上想问题,处理问题。2. 数学建模用数学方法解决问题,要有数学模型;问题模型的数学抽象,方法有普适性、科学性,不局限于本具体问题的解决。3. 创新意识建模有特点,更加合理、科学、有效、符合实际;更有普遍应用意义;不单纯为创新而创新。

运动目标检测论文5000字

只要把着个新闻写完整把细节写清楚

毕业论文的基本构成 本科学生毕业论文由文头、论文题名、论文副题名、作者、学院和专业、准考证号、指导教师、论文成绩、日期、中文提要、外文提要、关键词、正文、作者签名、注释、附录(附图)、参考文献组成。 ◆毕业论文各组成部分的含义●文头:由“中国人民大学自考本科学生毕业论文”字样组成。●论文题名:论文的正标题。●论文副题名:本项目为任选项目,指论文的副标题,即对论文题名的解释或补充说明。●作者:论文责任者的姓名。●学院和专业:论文作者所在学院和专业的全称。●准考证号:论文作者的准考证号。●指导教师:指导教师的亲笔签名。●论文成绩:由学院毕业论文评审小组或学院毕业论文答辩委员会最终确认的毕业论文成绩。●日期:论文答辩或验收的年月日。●目录:包含以下的全部内容,一般分为三级。统一用word自带的生成目录功能,做到页码准确且格式整齐。●中文提要:对论文内容要点的中文概括描述,应忠实于原文,字数应控制在200—400字之间。●关键词:从论文题名、正文或内容摘要中提取的能表征论文主题内容的具有实质意义的中文词语。关键词不超过10个,按中文音序排列。●正文:论文的主体部分,字数控制在5000—10000字。●作者签名:论文作者亲笔签署的姓名和论文完成日期。●注释:对论文所创设的名词术语的解释或引文出处的说明。注释采取脚注的形式。●附录(附图):附属于正文,对正文起补充说明作用的信息材料,可以是文字的,也可以是表格、图形、图像或其他形式的,如公式的推演,编写的程序等。●参考文献:作者在写作过程中使用过的主要参考文献。 毕业论文的格式要求◆毕业论文打印的用纸要求本科学生毕业论文采用国际标准A4型(297mm ╳ 210mm)打印纸或复印纸印制。◆毕业论文的排版要求页面设置本科学生毕业论文要求纵向打印,页边距的要求为:上(T): cm下(B): cm左(L):2 cm右(R):2 cm装订线(T): cm装订线位置(T):左 其余设置采取系统默认设置。排式与用字 文字图形一律从左至右横写横排。 文字一律通栏编辑。 字迹必须清楚整齐,忌用异体字、复合字及一切不规范的简化字。 除非必要,不使用繁体字。段落设置 在“格式”选项中的“段落”设置窗口中,取消“如果定义了文档网格,则与网格对齐(W)”选项,采用多倍行距,行距设置值为。 其余设置采取系统默认设置。页眉、页脚设置 本科学生毕业论文的页眉使用学校标志:高度为 cm,宽度为 cm,居中放置。本科学生毕业论文的页脚需要设置页码,页码采用号黑体字,加粗,居中放置,格式为:第1页。◆毕业论文各部分的编排式样本科学生毕业论文由文头、论文题名、论文副题名、作者、学院和专业、准考证号、指导教师、论文成绩、日期、作为论文的首页打印,需设置页眉,但不编排页码。本科学生毕业论文的中文提要、外文提要分别作为封一、封二打印,自中文提要开始编排页码并设置页眉。本科学生毕业论文的关键词、正文、作者签名、注释需要连续打印,需要编排页码并设置页眉。本科学生毕业论文的参考文献附录、附图须在作者签名之后分别使用单独一页依次打印,需要编排页码并设置页眉。首页●文头:“中国人民大学自考本科学生毕业论文”字样使用28号黑体字,加粗,在论文编码下一行,居中放置。●论文题名:居中,隔一行(28号黑体字),排印在论文文头下,使用28号黑体字,加粗。●论文副题名:居中排印在论文题名下,使用20号黑体字,加粗,副题名前加特殊符号中“长划线”。●作者、学院和专业、准考证号、指导教师、论文成绩、日期:隔六行(20号黑体字),依次排印在论文副题名下(如无副题名需隔七行),各占一行,使用20号黑体字,加粗,距左端空5格;项目名称需要两端对齐,内容下需要加下划线,并将内容置于下划线中部。●目录:包含以下的全部内容,一般分为三级。统一用word自带的生成目录功能,做到页码准确且格式整齐。●中文提要:项目名称置顶,居中放置,使用20号黑体字,加粗。内容使用12号宋体字。起行空两格,回行顶格。关键词、正文、作者签名、注释部分●关键词:项目名称使用14号黑体字,加粗,置顶,顶格放置;内容使用12号宋体字,段首空两格,词间空三格。●正文:正文按照自然段依次排列,每段起行空两格,回行顶格。一般使用12号宋体字;重点文句使用12号宋体字,加粗。★毕业论文的全部标题层次应整齐清晰,相同的层次应采用统一的表示体例,正文中各级标题下的内容应同各自的标题对应,不应有与标题无关的内容。各层标题均单独占行。第一级标题居中放置;第二级标题序数顶格放置,后空一格接标题内容,末尾不加标点;第三级和第四级标题均空两格放置序数,后空一格接标题内容。第四级以下单独占行的标题顺序采用.…和.两层,标题均空两格放置序数,后空一格接标题内容。正文中对总项包括的分项采用⑴⑵⑶…单独序号,对分项中的小项采用①②③…的序号或数字加半括号,括号后不再加其他标点。★各种计量单位一律采用国家标准GB3100——GB3102-93。非物理量的单位可用汉字与符号构成组合形式的单位。★标点符号应按照国家新闻出版署公布的“标点符号使用方法”的统一规定正确使用,忌误用和含糊混乱。★外文字母采用我国规定和国际通用的有关标准写法。要分清正斜体、大小写和上下脚码。★科学技术名词术语采用全国自然科学技术名词审定委员会公布的规范词或国家标准、部标准中规定的名称,尚未统一规定或叫法有争议的名称术语,可采用惯用的名称。★文中的数字,除部分结构层次序数和词、词组、惯用语、缩略语、具有修辞色彩语句中作为词素的数字必须使用汉字外,应当使用阿拉伯数码,同一文中,数字表示方法应前后一致。★序号一般按照层次使用“一”“二”“三”……, “(一)”“(二)”“(三)”……表示。文中各级序号不得混用,以避免眉目不清、层次难分。★文中的公式应使用公式编辑器编辑,字体大小根据文字美观需要设置,一般居中放置;有编号的公式顶格放置,编号需加圆括号标在公式右边居右放置,公式与编号之间不加虚线;公式下有说明时,应顶格书写“注:”,“注:”后书写说明。较长公式的转行处应选在等号或加、减、乘、除符号处,应在行首出现这些符号。★文中的表格应统一编排序号并赋予表名。表内内容应对齐,表内数字、文字连续重复时不可使用“同上”等字样或符号代替。表内数字使用同一计量单位时,可将该单位从表中提出并置于圆括号内。表内有整段文字时,起行处空一格,回行顶格,最后不用标点符号。★文中的附图应统一编排序号并赋予图名;除特殊情况,要求采用计算机制图。★文中图表需在表的上方、图的下方排印表号、表名、表注或图号、图名、图注。★文中一般不应有勾划涂抹。●作者签名:紧接在正文下空两行(28号黑体字),由作者亲笔签署,项目名称使用四号黑体字,加粗,顶格放置。●注释:注释采用脚注的形式,注释编号选用带圈的阿拉伯码,注文使用小五号宋体字。引用著作时,注文的样式为:著者、书名、出版者、出版年份、页码。例如:王众托.《企业信息化与管理变革》.中国人民大学出版社,引用报纸杂志文章时,注文的样式为:作者、文章题目、报刊杂志名、年份及期数、页码。例如:冯惠玲.《拥有新记忆——电子文件管理》.档案学通讯,1998(1).6-8引用互联网站上的文章时,著文的样式为:作者、文章题名、网址、访问时间。例如:夏敬华.《企业流程管理中的常见问题》. 年8月9日访问附录、参考文献部分●附录(附图):项目名称置顶,居中放置,使用20号黑体字,加粗。附录项目名称使用14号黑体字,加粗,居左顶格放置。另起一行空两格,使用12号宋体字标注附录序号和题名,编排样式可参照正文。●参考文献:作者在写作过程中使用过的主要参考文献。项目名称置顶,居中放置,使用20号黑体字,加粗。项目内容使用12号宋体字,居左,空两格放置。具体结构格式与标注方法同注释中交代引文出处的注文格式

改变课程结构过于强调学科本位和缺乏整合的现状,使课程结构具有均衡性、综合性和选择性是新一轮基础教育课程改革的重要内容。户外运动是青少年以亲身实践为主要形式,藉定向越野、远足郊游、野外生存能力训练、体能拓展训练及自然知识的学习与考察为主要内容,在自然环境下开展的青少年综合素质教育活动。在国外,特别是西方发达国家,经过长时间的实践与探索,已经形成了一整套相当完备的户外运动教育体系。随着我国基础教育课程改革稳步向前推进,素质教育正向多元化方向发展,因此,构建青少年户外运动课程体系,对于促进青少年学生思想道德水平、心理健康水平和身体素质的全面提高,以及完善和丰富素质教育理论与实践具有重要的现实意义。 一、构建青少年户外运动课程的理论基础 1.现代课程观。新课程提出了“为了每个学生的发展”的基本理念,把学生看成是独特的、发展的和完整的人,这意味着我国基础教育课程体系将要走出目标单一、过程僵化和方式机械陈旧的教育模式,让每个学生的个性获得充分发展,培养适应时代变化、富有竞争意识的一代新人。课程建设应该回归学生的生活世界,于是新课程不再把课程局限于“知识”、“学科”、“教学科目”等狭窄的范畴来理解,而是把课程理解为一种以人类生活经验为内容,通过学生在生活世界中对这些内容的批判和反思性的实践,沟通学生的现实生活和可能生活的教育中介。这种课程思想主要体现在学生是课程的主体,“生活世界”是课程内容的范围,课程是学生通过反思性、创造性实践而建构人生意义的活动,课程的学习活动方式以理解、体验、反思、探究和创造为根本。 2.体验教育理论。体验教育不同于一般的经验形成教育,具有新的教育理念元素,一方面,它强调个体的亲身经历与自我认识;另一方面,在价值观上,又重视人与人的理解与合作,重视人的全面发展。这一教育理念落实在教育行为上,就是要强调受教育者的情感体验与道德体验。户外运动具有外显性和互动性的基本特征,它要求学生积极主动地投入到各项活动中,并通过一系列学习与交流,从中分享和感受生活,达到体验教育的态度与行为、情感与道德的内化过程。户外运动学习体验方式有两种,一种是认识主体在观念上把自己当作客体,使自己暂时根据客体环境、立场、观点去观察事物和思考问题,从这种体验中去获得关于客体的信息;另一种是认识主体在实践中把自己暂时变为现实客体,不仅站在他所研究的对象的立场和观点去观察和思考问题,而且直接作为客体中的一分子去生活。 3.教育生态理论。教育的生态环境是以教育为中心,对教育的产生、存在和发展起制约与调控作用的多元环境体系。人与环境的关系是一种相互依存、相互制约的关系,人们通过主观能动性的发挥,改造周围的环境,以适应人与环境之间的矛盾冲突,增强自身的生存能力。户外运动课堂环境是一个生态系统,人与自然、教师与学生、学生与学生之间的关系构成了一种复杂的种群关系,充满了信息与能量的交流。然而更为重要的是,要达到课堂生态系统的平衡发展,构建和谐的户外课堂生态,必须充分发挥学生的主体精神,让学生积极主动地探求和生动活泼地发展,开展丰富多彩的对话与交往,给学生提供充分展示自己才华的机会,从而获取真正平等意义上的课堂。 二、青少年户外运动课程目标设计 课程目标是指导整个课程编制活动的最为重要的准则,是指导课程实施的依据和进行教学评价的准绳。基于户外运动的自然性、实践性、互动性和综合性特点,认为青少年户外运动课程的总体目标应该是:挖掘青少年学生的内在潜能,推进学生对自然、社会、他人和自我之内在联系的整体认识与体验,培养学生良好的思想道德品质、健康的心理行为,提高学生的身体素质和生存技能水平,发展学生的创新能力、实践能力和协作能力,促进学生全面素质提高和健康人格和谐发展。具体目标还应包括如下三个方面: 1.通过户外体验式学习活动,转变学校教育教学观念,克服中小学思想道德教育和心理健康教育中存在的形式主义、功利主义和泡沫化等问题,完善中小学思想道德教育和心理健康教育实践课程,延伸思想道德教育和心理健康教育的课堂,使学生的学习真正联系生活、联系实际,回归生活世界。 2.通过户外实践和亲身体验,寻求思想道德教育、身心健康教育和生存技能教育的有效途径,积极营造有利于青少年思想道德建设、心理健康、强健体魄的自然环境和社会氛围,充分挖掘思想道德教育、心理健康教育和身体锻炼的课程资源,全面了解和掌握户外运动的知识与技能。 3.通过大自然户外舞台,在生动、活泼、愉快的开放式学习活动中,拓宽学生的学习视野,丰富学生的人生阅历,激发学生探究问题的欲望,培养学生的自信心、责任心和合作意识,使学生能从思想到行动上做到“提高认识、实践反思、行为跟进、感悟人生”,建立积极的世界观、人生观和价值观,形成积极向上的生活态度和生活方式,培养和塑造学生健康人格。 三、青少年户外运动课程内容设置 新课程重视学生的学习兴趣和经验,课程设计力求面向学生的真实生活情境,并与现代社会科技发展相联系,强调课程内容的综合性和开放性。青少年户外运动课程设置要坚持以学生发展为本的观点,根据学生的年龄、性别和认知水平的不同情况,突出“回归自然生活世界”的基本特征,围绕学生与自然的关系、学生与社会的关系、学生与他人的关系、学生与自我的关系,依托现代课程理论与方法,合理地把远足郊游、野外生存、拓展训练等体育活动,以及“民俗文化”、“民间游戏”、“生产劳作”、“调查访谈”等内容和形式融合、提炼、加工、升华为项目内容,构建多维度、多层次和开放的课程内容体系。 1.课程内容的分类。从户外运动的特性上,课程内容可按身体练习、技术训练、技能训练、心理训练和综合训练等方面划分;从户外运动的形态上,可按熔炼团队、陶冶情操、磨练意志、开启智慧、净化心灵、完善人格等方面划分;从户外运动的形式上,可按沟通、信任、交流、自主、合作、探究、生存、观赏、游戏等方面划分。 2.内容选择的原则。趣味性和独特性:尊重学生的兴趣、爱好与特长,符合学生的身心发展特点,有利于激发学生参与活动的动机和热忱。结合本地实际,最大限度挖掘当地人力、物力、自然环境资源,形成自己的特色和风格。 安全性和可靠性:所选内容的安全系数高,实施过程中有措施、有保障,能消除一切安全隐患,确保学生生命安全。 可行性和实效性:所选内容简单易行,难易程度适宜,学生通过努力完全能够达成目标,具有一定的推广使用价值。 思想性和教育性:围绕活动项目的主题和目标任务,选择的内容要具有鲜明的思想性和教育意义,有利于学生全面素质的提高。 四、青少年户外运动课程评价手段 新课程强调评价的发展性功能,体现“以人为本”的主体性评价的价值取向,坚持评价主体多元化和评价信息多样化,把质性评定和量化评价结合起来。户外运动课程评价可以由学校、社会、指导教师和学生家长,以及学生个体和相互之间,通过观察、记录和描述学生在户外运动过程中的表现,并以此作为评价的基础对课程进行客观、全面的评价。在具体操作中,“档案袋评定”是有效的评价方法,因此,在进行户外运动课程价值判断中,鼓励每个学生建立自己的档案,使学生深入地了解和肯定自己的能力,并能与其他人分享自我探索的成功经验以及进步的喜悦。学生参与户外运动的评价包括评价的整体观、多元化和过程性三个方面的内容。 1.评价的整体观。一方面是将学生在户外活动中的各种表现和活动产品,如研究报告、主题演讲、活动录像和学习体会等,作为评价他们学习活动情况的依据;另一方面,注重把学习评价视作师生共同交流的平台,获取大量评价信息的渠道,作为完善和修改课程的有效资源。 2.评价的多元化。评价的内容多元和形式多样,允许学生对户外运动课程学习有不同的思维方式和行为表现,可以通过丰富多样的形式展示学生自己在户外运动中所学的东西,同时尽量使用人们能理解的、直观的方法手段来评判学生的表现。 3.评价的过程性。户外运动的基本特征是外显性和动态性,学习评价要突出它的过程性,揭示学生在户外运动过程中的表现以及他们是如何战胜困难和解决问题的,而不仅仅是针对他们曾经努力过或者开心后得出的结论,要充分肯定其活动过程的价值所在。

振动检测论文总结

关键词: 低速重载机械;状态监测;故障诊断中图分类号:TH-9文献标识码:A文章编号:1671-7597(2010)0420132-01随着科学技术的不断发展,机械设备越来越复杂,自动化水平越来越高,设备在现代工业生产中的作用和影响越来越大,与设备有关的费用越来越高,机器运行中发生的任何故障或失效不仅会引起严重后果,造成重大的经济损失,甚至还可能导致灾难性的人员伤亡和恶劣的社会影响。通过对机械工况进行监测,对其故障发展趋势进行早期诊断,便可以找出故障原因,采取各种措施进行维修保养,避免设备的突然损坏,使之安全经济地运转。可见,设备故障诊断、监测技术在现代工业生产中起着非常重要的作用,开展设备故障诊断技术的研究具有重要的现实意义。1 低速重载机械的状态监测与故障诊断存在的问题1)低频测量技术要选择最合适的振动参数,测量振动的最常用的参数是加速度。但是加速度随着转频的降低而减小。2)低频分析受到测量设备的限制,转速很低导致故障振动信号频率很低。然而传感器的高通滤波器会将2Hz以下的频率按噪声过滤掉,再加上受到环境噪声的影响,使得振动分析效果很差甚至无法进行。3)冲击故障的瞬态性问题,每次故障冲击的间隔时间较长,使用冲击法很难准确的监测到故障信号。4)由故障点产生的冲击响应频率较低,不能激起较高的频率成分。低速旋转机械监测的困难是:在大于600rpm时,由于振动具有很大的能量并且出现的周期短,应用振动分析可以诊断故障和损伤状态;对于低于600rpm的旋转机械来说,由于振动具有低能量而出现的周期长,因而诊断故障状态是困难的。长期以来对低频乃至超低频信号(≤2Hz)是许多国内外测量分析仪器的难点,对低频振动信号的测量需要特殊的传感器、测量仪器和测试方法。测试低频振动信号的最基本的任务就是准确的采集到低速设备的故障信号,如果没有正确的振动信号,那么后面的诊断工作就没有任何意义。这就要求最大限度的降低传感器、测量仪器的内外界的电磁干扰。另外对传感器的分辨率、量程、测量仪器的采样时间和信号处理时间都有较高的要求。较高的分辨率是测量低频振动信号的必需条件,因为低频振动量的加速度值可能会相当的小,例如当振动位移为1mm,频率为1Hz的信号其加速度值仅为();传感器的测量量程范围是指传感器在一定的非线性误差范围内所能测量的最大测量值,低于量程范围或高于量程范围的信号都会引起失真。作为一般原则,灵敏度越高其测量范围越小,反之灵敏度越小则测量范围越大。而对低频信号的正确的采集,必须保证较高的灵敏度和较大的量程范围,所以必须使用特殊的传感器。对于测量仪器的要求也是比较高的,比如一台设备旋转一周需要258s的时间,为了不失真的捕捉到它的振动信号必须设置较长的采样时间。如果将采样线数设置成6400线,采样频宽是0-4000Hz,就必须要求96s的数据采集时间。如此多的线数,如此宽的采样频宽,如此长的采样时间,对采样仪器的信号处理能力,数据存储等方面都有较高的要求。低速重载设备滚动轴承隐患的特征频率极低,一般在频谱图的最左端,而且振动能量较小,很容易被诊断人员忽视;更由于系统本身振动大,淹没了有隐患零部件的特征频率,使诊断工作极为困难。传统的频谱分析、细化谱以及倒频谱技术等能有效地从强背景噪声中提取出潜在的故障特征。2 低速重载设备的状态监测 状态监测的目的和任务机械振动测试的目的和任务主要体现在以下几个方面。1)能了解机械设备的运行状态,保证其运行状态在正常之内。通过对机械设备进行连续的测试,可以在任意时刻都能很好地了解设备的运行状态。同时对机械的运行异常,提醒人们及时采取补救措施。2)能提供机械状态的准确描述。为决定设备的维修和大修内容、周期提供依据,从而避免为了肉眼检查而拆卸设备,即保养了机械在满意状态下的完整性,又提高了设备的使用效率。3)实现预测维修。通过振动测试,及时、准确地掌握机械的运行状态,对出现的故障及其发展趋势作出预报,为实现机械的预知性维修提供技术保证。 状态监测的工作过程与步骤要对齿轮箱和轴承进行监测和故障诊断时,总是要先选用适当的传感器,将传感器安装在合适的测点位置。由于传感器测得振动信号较微弱,因此传感器测得信号要接入放大器进行放大,从放大器出来的放大信号再接入信号调理器进行滤波、降噪等预处理。从信号调理器出来的信号是模拟信号,计算机是无法的识别的,因此振动信号还要接入模/数转换器,即A/D卡,进行模/数转换,转换为计算机可以处理的数字信号。最后利用计算机对数字信号进行时域、频域的分析,从而成功的实现对齿轮和轴承的振动测试。 低速重载机械状态监测的实施方案以马鞍山钢铁有限公司为试验基地,以在运转的低速重载机械为对象进行状态监测,包括主皮带驱动滚筒、换向滚筒,提升机减速箱,线、棒材低速初轧机减速箱,混合机托辊轴承,轨道电机、转炉耳轴轴承、转炉减速机、立磨机等低速重载机械进行状态检测,积累数据,分析此类设备的振动特性。重点监测有故障的低速重载设备,进行故障诊断,包括主皮带驱动滚筒,初轧机减速机齿轮箱,支撑轴承等传动部件。其中齿轮箱,轴承座是故障的易发部件,将其作为重点监测对象,分析其故障特征,研究诊断方法。低速重载机械的状态监测借助于上海容知公司的双通道便携式数采仪RH802,设备状态管理系统以及SQL等数据库。双通道便携式数采仪RH802大屏幕液晶显示,流程简易,体积小、重量轻,方便使用,有超大存储能力可满足大容量数据采集的要求,可进行按计划和计划外数据采集,计划外数据可按编号保存。设备状态巡检网络化管理系统是容知推出的网络化设备状态监测解决方案,是专业技术人员进行设备状态监测和故障诊断的工具,它将企业-工厂-车间-设备-测点等多层次信息以树状结构进行统一组织、管理和显示,用户能在友好的图形界面下快速、便捷的进行数据分析工作。系统采用B/S、C/S结构,基于Windows系统开发的32位视窗软件,支持Windows2000、NT、XP等操作系统,以及SQL Server、Oracle、ACCESS等数据库。为了对低速重载设备进行状态监测和故障诊断研究,借助容知公司的设备状态点检管理系统,建立低速重载设备数据库。在设备状态管理系统中添加需要监测的低速重载机械,做出传动简图,确定测点分布,并设置好采集参数。然后制定出监测计划,监测周期。将监测任务下达到便携式数采仪中,就可以去现场监测,测试数据自动保存到设置好的路径下面。现场测试完成以后,再将测试数据上传到设备状态管理系统中,进行数据处理、信号分析、故障诊断等研究工作。3 结论本文结合冶金行业的低速重载机械(主要包括滚动轴承、齿轮)的故障形式以及状态监测与故障诊断存在的问题,针对低速重载机械的运行特点和故障特征,重点探讨了状态监测与故障诊断技术在低速重载滚动轴承和齿轮中的应用,进行了低速重载机组状态监测与故障诊断的特性研究。参考文献:[1]陈克兴,李川奇.设备状态监测与故障诊断技术[M].北京:科学技术文献出版社,1991.[2]王楠,陈长征,孙长城,周勃.基于应力波与小波分析的低速滚动轴承故障诊断研究[J].振动工程学报,2007,20(3).[3]吴晚云,赵飞鹏.大型重载滚动轴承的状态监测与故障诊断[J].北方工业大学学报,1996,8(3).[4]黄文虎,夏松波,刘瑞岩.设备故障诊断原理、技术及应用[M].北京:科学出版社,1996.

写作一篇创新的振动论文,需要从以下几个方面考虑:研究目的:阐明研究的目的和意义,说明该研究的意义和价值。如何从实际应用的角度出发,解决当前存在的问题。文献综述:梳理当前相关领域的研究成果和发展现状,分析其优缺点和局限性,找出尚未解决的问题,从中挖掘创新点。要注意综述内容的客观性和全面性。研究方法:在方法上采用新的思路或新技术进行研究,这些新的思路或新技术可以从其他领域或者其他国家的研究成果中借鉴。选择切合实际的方法和手段,并详细阐述其优点和适用性。实验结果和分析:展示研究的实验结果,深入分析结果,总结经验和教训,分析结果与理论预测的差异,进一步验证研究的可靠性和创新性。结论:从实验结果出发,总结研究成果,得出结论,阐明本文的创新点。在写作过程中,还需要注意以下几点:语言表达要清晰明了,结构要合理、连贯。以客观的态度展现研究成果,不夸大其词。数据和结论要有严格的逻辑性和科学性,符合学术规范和要求。对前人工作的引用和承认要准确,引用的文献要有学术价值和可信度。总之,写作创新的振动论文需要深入思考和分析,发掘出论文的研究亮点,合理选择研究方法,系统地实施研究,最终得出具有新意义的研究成果。

假设有一个光源S1,在S1前放置一块屏幕,从S1发出的光(光子)会将整个屏幕均匀的照亮。我们知道,屏幕的亮度是与落在屏幕上面的光子数的多少有关的。严格地说,屏幕的亮度是以垂直于屏幕的光线与屏幕的交点为中心向四周逐渐变暗的。但这种变化决不是几率问题。证明如下:把S1放在一个半径为R1的球的中心,假设S1在单位时间里发射出N个光子,则单位球面积上所接受的光子数等于光子数N除以球的总面积4πR12,如果把球的半径由R1变为R2(R2>R1),则在单位球面积上所接受的光子数就变为N除以4πR22,由于R2大于R1,所以半径为R1的球在单位球面积上接受的光子数大于R2球单位面积上的光子数。这就是为什么屏幕上的亮度是由明到暗逐渐变化的原因。当屏幕距光源的距离很大且屏幕的面积又很小时,就可以近似的认为屏幕上的光子是均匀分布的。现在把另一个相干光源S2放在靠近S1的地方,情况有了变化。在垂直两个光源的平面上出现了明暗相间的圆环,而在平行两个光源的平面上,则出现了明暗相间的条纹见图一,这就是人们所说的光的干涉条纹。因为干涉现象是波动的最主要特征,所以这也就成了光具有波动性的最有力证据之一。我们知道机械波是振动在媒质中的传播,当有两列相干波源存在时,媒质中任意一点的振动是两列波各自到达这一点时波的叠加。当到达这一点的两列波的相位相同时,则在这一点上的振幅最大,如果两列波的相位相差1800时,则振动的振幅相互抵消,这样就形成了有规则的干涉条纹。经典光学正是套用机械波的方法证明光的干涉条纹的,而传播光的媒质以太已被证明是根本不存在的,这样用机械波的方法证明光的干涉条纹也就显得比较牵强。量子力学在解释干涉条纹时则采用的是几率波的方法,认为亮的地方是光子出现几率多的地方,暗的地方则是光子出现几率少的地方。问题是当只有一个光源时,光子是均匀分布在屏幕上的,而当存在另一个相干光源时,按照量子理论光子就会集中出现在一些地方而不去另一些地方,几率的解释是不能使人心悦诚服地接受的。爱因斯坦曾用上帝不掷骰子来表达他对用几率描述单个粒子行为的厌恶。这就是目前对于光的干涉现象的两种正统解释方法。我们对于光本性的认识是否还存在其它我们没有考虑到的因素,是否还存在其它的证明方法来统一光的波粒二象性即用一种理论解释来解释波动性和粒子性呢?为了找到这种新的理论,在此我们不得不在现有光量子理论基础上进行一些必要的修正即单个光量子的能量是变化的,光子的能量和质量是相互转化的,转化的频率就是光的频率。频率快光子的能量大质量小,相反,频率慢则光子的能量小质量大,这样光子在空间所走的路程就形成了一条类波的轨迹。在论证光的干涉现象之前,我们先对光源进行定义。单频率点光源---频率单一且所有光子在离开光源时的状态(相位)都相同。单频率点光源具有这样两个特点,其一在距光源某一点的空间位置上,光子的状态不随时间变化。其二光子的状态随距点光源的距离作周期变化。光的波长指的是光子在一个周期的时间内在空间运行的距离。我们在x轴上设置两个点光源S1和S2,如图一所示。令P为垂直平面上的一点,从P点到S1和S2的光程差PS1-PS2为波长的某个正数倍ml (m=±1,2,3,…)。从S1和S2出发的两列光子,将同相地达到P点,状态相同。再令Q为垂直平面上的另一点,从Q到S1和S2的光程差也为ml。过P和Q点做一条曲线,使得这曲线上所有过XO的垂直平面内的点的轨迹都具有这样的性质,即这条曲线上任意一点到S1和S2的距离之差为常数,根据解析几何我们知道,这曲线是一条双曲线。如果我们设想这一双曲线以直线XO为轴旋转,则它将扫出一个曲面,叫做双曲面。我们看到,在这曲面上的任意一点,来自S1和S2的光子始终都是同相位的(相位差保持不变),光子在曲面上的每一点的状态是一定的,沿曲面上的点的状态是周期变化的。由于光的波长很短,光子沿曲面的这种周期变化是不容易被观测到。同理,我们令T为垂直平面上的另一点(图中未画出),从T点到S1和S2的光程差TS1-TS2为波长的l/2×(2m+1)倍(m=±1,2,3,…)。从S1和S2出发的两列光子,将以1800的相位差达到T点。再令V为垂直平面上的另一点(图中未画出),从V到S1和S2的光程差也为道长l/2×(2m+1)倍。过T和V做一条曲线使这曲线上任一点到两定点S1和S2的距离之差为常数,这曲线也是一条双曲线,以XO为轴旋转同样将扫出一双曲面。所不同的是来自S1和S2的光子到达这曲面上的任意一点的相位差始终为1800,叠加后的最终状态是一个恒定的值。图一是在S1到S2的距离为3l,P点的光程差为PS1-PS2=2l(m=2)这一简单情况下画出的。m=1的那条双曲线是垂直平面内光程差为l的那些点的轨迹。光程差为零(m=0)的各点的轨迹是过S1S2中点的一条直线。由它绕XO旋转而成的将是一个平面。图中还画出m= -1和m= -2的双曲线。在这种情况下,这五条曲线绕XO旋转而产生五个曲面,这五个曲面将S1和S2两光源所形成的能量场分成了6个左右对称的无限延伸的能量空间。屏幕上亮线将出现在屏幕与诸双曲面相交的那些曲线的任何所在位置上。 如果两点光源间的距离是许多个波长,则将存在许多曲面,在这些曲面上各光子相互加强。因而在平行于两光源连线的屏幕上,将形成许多明暗相间的双曲线(几乎是直线)干涉条纹。而在垂直于两光源连线的屏幕上将形成许多明暗相间的圆形干涉条纹。两条相邻的明条纹之间的关系是光程差相差一个l,暗条纹与相邻明条纹之间相差l/2。干涉条纹从明到暗再到明之间的相位变化是从同相到相差1800相位再到同相。为了检验以上的设想是否正确,这里我结合光的干涉实验和光电效应实验设计了一个简单实验。第一步用光干涉仪产生明暗相间的干涉条纹。第二步将光电管依次放在从明到暗条纹的不同位置上,当然采用的单色光源频率要在临阈频率之上,观察产生光电子动能的大小。如果按照现有光量子理论,光电子的动能应该是不变的,原因是光子的能量只与光的频率有关而与光的亮度无关,干涉后光的频率并没有变化,所以在从明到暗的条纹上,测得的光电子的动能应该是不变的。再从量子理论的观点来分析,明亮的地方光子出现的几率大,暗的地方光子出现的几率小,明暗只是单位面积上光子数不同而已,光子的动能并没有改变,所以结论也是光电子的动能不变。而我的结论则是在从明到暗的干涉条纹上光子数是一样的,产生的光电子的动能是从大到小连续变化的。如果实验的结果与我所做的推论一致,我们不妨把这一结论推广到一切实物粒子,因为实物粒子也具有波粒二象性,即一切实物粒子自身的能量与质量之间始终处在不停地相互变化中,这也正是量子力学波函数所要描述的微观世界粒子的客观实在图像。

我们知道,屏幕的亮度是与落在屏幕上面的光子数的多少有关的。严格地说,屏幕的亮度是以垂直于屏幕的光线与屏幕的交点为中心向四周逐渐变暗的。但这种变化决不是几率问题。证明如下:把S1放在一个半径为R1的球的中心,假设S1在单位时间里发射出N个光子,则单位球面积上所接受的光子数等于光子数N除以球的总面积4πR12,如果把球的半径由R1变为R2(R2>R1),则在单位球面积上所接受的光子数就变为N除以4πR22,由于R2大于R1,所以半径为R1的球在单位球面积上接受的光子数大于R2球单位面积上的光子数。这就是为什么屏幕上的亮度是由明到暗逐渐变化的原因。当屏幕距光源的距离很大且屏幕的面积又很小时,就可以近似的认为屏幕上的光子是均匀分布的。现在把另一个相干光源S2放在靠近S1的地方,情况有了变化。在垂直两个光源的平面上出现了明暗相间的圆环,而在平行两个光源的平面上,则出现了明暗相间的条纹见图一,这就是人们所说的光的干涉条纹。因为干涉现象是波动的最主要特征,所以这也就成了光具有波动性的最有力证据之一。我们知道机械波是振动在媒质中的传播,当有两列相干波源存在时,媒质中任意一点的振动是两列波各自到达这一点时波的叠加。当到达这一点的两列波的相位相同时,则在这一点上的振幅最大,如果两列波的相位相差1800时,则振动的振幅相互抵消,这样就形成了有规则的干涉条纹。经典光学正是套用机械波的方法证明光的干涉条纹的,而传播光的媒质以太已被证明是根本不存在的,这样用机械波的方法证明光的干涉条纹也就显得比较牵强。量子力学在解释干涉条纹时则采用的是几率波的方法,认为亮的地方是光子出现几率多的地方,暗的地方则是光子出现几率少的地方。问题是当只有一个光源时,光子是均匀分布在屏幕上的,而当存在另一个相干光源时,按照量子理论光子就会集中出现在一些地方而不去另一些地方,几率的解释是不能使人心悦诚服地接受的。爱因斯坦曾用上帝不掷骰子来表达他对用几率描述单个粒子行为的厌恶。这就是目前对于光的干涉现象的两种正统解释方法。我们对于光本性的认识是否还存在其它我们没有考虑到的因素,是否还存在其它的证明方法来统一光的波粒二象性即用一种理论解释来解释波动性和粒子性呢?为了找到这种新的理论,在此我们不得不在现有光量子理论基础上进行一些必要的修正即单个光量子的能量是变化的,光子的能量和质量是相互转化的,转化的频率就是光的频率。频率快光子的能量大质量小,相反,频率慢则光子的能量小质量大,这样光子在空间所走的路程就形成了一条类波的轨迹。在论证光的干涉现象之前,我们先对光源进行定义。单频率点光源---频率单一且所有光子在离开光源时的状态(相位)都相同。单频率点光源具有这样两个特点,其一在距光源某一点的空间位置上,光子的状态不随时间变化。其二光子的状态随距点光源的距离作周期变化。光的波长指的是光子在一个周期的时间内在空间运行的距离。我们在x轴上设置两个点光源S1和S2,如图一所示。令P为垂直平面上的一点,从P点到S1和S2的光程差PS1-PS2为波长的某个正数倍ml (m=±1,2,3,…)。从S1和S2出发的两列光子,将同相地达到P点,状态相同。再令Q为垂直平面上的另一点,从Q到S1和S2的光程差也为ml。过P和Q点做一条曲线,使得这曲线上所有过XO的垂直平面内的点的轨迹都具有这样的性质,即这条曲线上任意一点到S1和S2的距离之差为常数,根据解析几何我们知道,这曲线是一条双曲线。如果我们设想这一双曲线以直线XO为轴旋转,则它将扫出一个曲面,叫做双曲面。我们看到,在这曲面上的任意一点,来自S1和S2的光子始终都是同相位的(相位差保持不变),光子在曲面上的每一点的状态是一定的,沿曲面上的点的状态是周期变化的。由于光的波长很短,光子沿曲面的这种周期变化是不容易被观测到。同理,我们令T为垂直平面上的另一点(图中未画出),从T点到S1和S2的光程差TS1-TS2为波长的l/2×(2m+1)倍(m=±1,2,3,…)。从S1和S2出发的两列光子,将以1800的相位差达到T点。再令V为垂直平面上的另一点(图中未画出),从V到S1和S2的光程差也为道长l/2×(2m+1)倍。过T和V做一条曲线使这曲线上任一点到两定点S1和S2的距离之差为常数,这曲线也是一条双曲线,以XO为轴旋转同样将扫出一双曲面。所不同的是来自S1和S2的光子到达这曲面上的任意一点的相位差始终为1800,叠加后的最终状态是一个恒定的值。图一是在S1到S2的距离为3l,P点的光程差为PS1-PS2=2l(m=2)这一简单情况下画出的。m=1的那条双曲线是垂直平面内光程差为l的那些点的轨迹。光程差为零(m=0)的各点的轨迹是过S1S2中点的一条直线。由它绕XO旋转而成的将是一个平面。图中还画出m= -1和m= -2的双曲线。在这种情况下,这五条曲线绕XO旋转而产生五个曲面,这五个曲面将S1和S2两光源所形成的能量场分成了6个左右对称的无限延伸的能量空间。屏幕上亮线将出现在屏幕与诸双曲面相交的那些曲线的任何所在位置上。 如果两点光源间的距离是许多个波长,则将存在许多曲面,在这些曲面上各光子相互加强。因而在平行于两光源连线的屏幕上,将形成许多明暗相间的双曲线(几乎是直线)干涉条纹。而在垂直于两光源连线的屏幕上将形成许多明暗相间的圆形干涉条纹。两条相邻的明条纹之间的关系是光程差相差一个l,暗条纹与相邻明条纹之间相差l/2。干涉条纹从明到暗再到明之间的相位变化是从同相到相差1800相位再到同相。为了检验以上的设想是否正确,这里我结合光的干涉实验和光电效应实验设计了一个简单实验。第一步用光干涉仪产生明暗相间的干涉条纹。第二步将光电管依次放在从明到暗条纹的不同位置上,当然采用的单色光源频率要在临阈频率之上,观察产生光电子动能的大小。如果按照现有光量子理论,光电子的动能应该是不变的,原因是光子的能量只与光的频率有关而与光的亮度无关,干涉后光的频率并没有变化,所以在从明到暗的条纹上,测得的光电子的动能应该是不变的。再从量子理论的观点来分析,明亮的地方光子出现的几率大,暗的地方光子出现的几率小,明暗只是单位面积上光子数不同而已,光子的动能并没有改变,所以结论也是光电子的动能不变。而我的结论则是在从明到暗的干涉条纹上光子数是一样的,产生的光电子的动能是从大到小连续变化的。如果实验的结果与我所做的推论一致,我们不妨把这一结论推广到一切实物粒子,因为实物粒子也具有波粒二象性,即一切实物粒子自身的能量与质量之间始终处在不停地相互变化中,这也正是量子力学波函数所要描述的微观世界粒子的客观实在图像。

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