滚摆运动的动力学分析

滚摆是力学中演示能量转换、机械能守恒广为使用的实验装置演示时,先把滚摆悬线缠紧在滚摆轴上,使滚摆轴心上升到距最低点h的高度后下落．滚摆在重力作用下竖直下落的同时,在悬线拉力作用下绕滚摆轴线转动．滚摆下降至最低点后,做竖直向上的运动和绕轴的转动,直到下落前的高度h处(因空气等阻尼,实际稍低于h)．本文试对滚摆运动进行动力学分析．     

滚摆运动过程中能量转换的分析

在初中教材中讲到机械能的转换和守恒问题时,用麦克斯韦滚摆的运动作为例子来说明。滚摆的演示,现象很明显,直观效果较好,学生也很有兴趣。但是在滚摆运动过程中能量的转换并不是很简单的。一般中学课本中,只指出滚摆下降时势能转变为动能,上升时动能又转变为势能。当然,这样说法是正确的,可是不够透彻和全面。滚摆的整个运动过程中,在能量转换方面还存在着几个问题,值得我们注意。 (1) 在滚摆向上和向下的运动过程中,其     

麦克斯韦滚摆运动规律的理论研究

证明了滚摆在运动过程中势能、 平动动能和转动动能是相互转化的, 而总机械能是守恒的规律; 推导出 滚摆运动至最底端平动动能、 转动动能的表达式, 以及与总能量之关系, 并根据自做滚摆参数计算出其结果     

球面摆的运动方程、数值模拟和实验验证

讨论了球面摆的运动方程,分析了摆球运动的周期性.通过数值模拟和实验证实了摆球在eθ方向的运动具有周期性.     

基于准直光束的高精度滚转角测量方法研究

 对于滚转角测量精度低并且难于测量的问题,提出了一种基于准直光束光斑位置变化的高精度滚转角测量方法。当被测物转动时,CCD上2光斑位置随之改变,2个光斑中心连线斜率亦改变。斜率变化由被测物俯仰、偏摆、滚转运动引起。在测量系统中基于自准直原理测量偏摆角和俯仰角,运用相关的算法,消除由偏摆和俯仰运动引起的滚转角误差,从而实现滚转角的精确测量。同时运用Zemax建立系统仿真模型,进行了滚转角的仿真实验测量。将仿真实验结果输入到滚转角解算模型中解算,结果表明：在0～1 800″范围内滚转角的解算值与Zemax的设定值完全一致,由此验证了测量方法的可行性及正确性。     

有阻力回滚运动分析

讨论了受滑动摩擦力、空气阻力及滚动摩擦力影响的回滚运动,推导了有阻力时的自动回滚条件,得到了角速度、质心速度和滚动路程随时间的变化规律。     

大摆角耦合摆的运动规律的数值分析

基于并联耦合摆理论模型,利用数值方 法研究了在较大摆角情况下并联耦合摆的运动规律. 通过分析该系统在较大摆角时摆球的相轨迹图像和庞 加莱截面图像, 可发现并联耦合摆在较大摆角下的运 动是准周期运动, 该规律与摆球质量是否相同无关     

弹簧摆内共振现象的实验研究

用视频摄像和计算机技术从实验上研究了弹簧摆的内共振现象。从系统的势能出发，讨论了弹簧摆的运动规律。通过实时记录摆球的位置，得了不同初始条件下，弹簧摆振动的位移曲线、能量曲线和摆球运动的轨迹。实验结果展示了理论与实验的一致性。     

普氏摆运动规律研究

通过建立数学模型,利用相似三角形找到普氏摆运动各个量之间的关系,推导出其运动方程,画出其运动轨迹,并在运动方程的基础上讨论了影响普氏摆演示效果的重要因素.     

E-measure混沌摆的数学解析与运动方程

首先阐述了混沌摆的科学描述;其次对混沌摆进行了数学解析,分析了瞬衰解和稳态解的作用;然后构建了混沌摆的运动方程。得到了E-measure混沌摆实验必须满足的两个前提条件;加深了对混沌现象的深入了解。     

基于图像的三维刚体运动估计算法比较

基于图像特征点对应估计三维刚体运动是计算机视觉的一个基本问题。对四种常用的运动估计算法,包括基于三维特征点的奇异值分解法、正交分解法、单位四元数法和基于二维特征点的"8点算法",通过大量仿真实验和一个机载目标运动光测系统进行了精度,稳定性和效率的比较。结论表明,基于三维特征的算法比基于二维特征的算法精度高、稳定性好,效率高。其中在基于三维特征的算法中,奇异值分解法效率更高,单位四元数法稳定性更好,在基于二维特征的算法中采用非线性优化是必须的,而增加特征点数和降低噪声水平对四种算法都能提高精度。讨论了这些结论对解决实际问题的作用。     

行星的视运动与圆外旋轮线

用简化模型（行得在同一平面内绕太阳作匀速圆周运动）分析了行星相对于地球的运动（视运动）。给出了视运动的运动方程，证明了行星视运动的轨迹与圆外旋轮线，讨论了行星的顺向运动与逆向运动，给出了关于水星、金星、火星、土星、木星的数值结果。     

基于Canny边缘检测的数字稳像算法研究

提出了一种将改进的Canny边缘检测技术应用于数字电子稳像中的方法,通过选择图像边缘线的交叉点作为特征点,以此确定仿射模型的运动参数,并进行运动补偿从而达到输出稳定视频图像的目的。实验结果表明用这种方法提取的特征点具有良好的稳定性,实际应用效果良好。     

Compare study between smoothing efficiencies of epicyclic motion and orbital motion

The smoothing efficiencies of epicyclic motion and orbital motion in CCOS (computer controlled optical surfacing) were compared. CCOS polishing can smooth out mid-to-high spatial frequency errors which are smaller than tool size on optical mirrors due to the rigidity of polishing tools. The smoothing efficiencies of epicyclic motion and orbital motion with pitch lap and RC lap were compared and the result proved pitch lap with epicyclic motion smoothed ∼1.6 times faster than pitch lap with orbital motion while RC lap with epicyclic motion smoothed ∼1.85 times faster than RC lap with orbital motion.     

一种全局运动的图像处理算法研究

在摄像机进行航拍的图像处理系统中,由摄像机运动所引起的视频运动,背景变化是主要特点。在进行图像采集时,每个像素都在变化,采用传统的图像编码方式进行图像压缩,压缩效果比较差。提出了基于块分割的精确运动估计算法,它是一种很好的图像压缩方法。     

论恒力作用下质点的相对论运动

在相对论情况下，讨论了受恒力作用的质点的运动规律。     

电子稳像中的运动补偿矢量处理方法的研究

在摄像系统中通过帧间匹配获取帧间运动矢量,进行滤波处理,将镜头的合理运动矢量与由光学系统载体不稳定带来的图像抖动噪声相分离,得出实际用于补偿的位移矢量。提出了多矢量平均算法,结合系统的实用要求改善其对载体合理运动的响应,使系统可以在运动拍摄中也保持图像稳定,不会因为增加了稳像功能对合理的拍摄过程有太大的影响。经过软件模拟和在硬件电子稳像平台上的实际验证,证明该算法简单可靠,在合理采集运动矢量的基础上可以达到很好的稳像效果。     

匀速直线运动演示装置

为了解决实验设施尚不完备的学校无法进行匀速直线运动的演示实验的问题,笔者设计并制作了利用废弃的盒式录音机机芯作为匀速运动“发生器”的匀速直线运动演示装置.     

Constants of Motion for Several One-Dimensional Systems and Problems Associated with Getting Their Hamiltonians

The constants of motion of the following systems are deduced: a relativistic particle with linear dissipation; a no-relativistic particle with a time explicitly depending force; a no-relativistic particle with a constant force and time depending mass; and a relativistic particle under a conservative force with position depending mass. The Hamiltonian for these systems, which is determined by getting the velocity as a function of position and generalized linear momentum, can be found explicitly at first approximation for the first system. The Hamiltonians for the other systems are kept implicitly in their expressions for their constants of motion.     

基于运动检测的多车辆跟踪方法研究

针对交通监控场景中多目标粘连造成跟踪上的困难和前后两帧车辆关联困难,提出了区域运动相似性分割方法和相似度关联矩阵的解决方案；在运动目标检测过程中, 首先使用背景差分法提取运动区域,经过消除缺口、空洞和分离等处理,在运动区域所在范围内进行块匹配搜索和局部光流计算区域运动矢量,然后使用模糊聚类方法对运动矢量区域融合,完整的分割出粘连运动目标；在目标跟踪部分,目标跟踪建立在目标关联的基础上,提出建立连续两帧目标间距离和局部二元模式相似度关联矩阵的方法进行运动目标标定,从而实现多目标关联；使用公共视频库的图像序列进行测试,所提算法都能实现连续的跟踪和准确的运动目标分割,且处理速度快,表明了算法具有鲁棒性和适用性。