闸板阀是煤矿生产过程中控制水、煤流量的常用设备。由于成本、布线等原因,非关键闸板阀的开度检测并未纳入到矿井集中监控系统中。鉴于此,在已有的视频监控系统基础上,针对现有基于图像处理的闸板阀开度检测算法存在需要多模型训练、多步检测、容错率低的问题,提出了一类以改进的YOLO-tiny(包括YOLOv3-tiny和YOLOv4-tiny)为核心的闸板阀开度检测方法。首先,将图像输入到检测网络并使用卷积进行特征提取;其次,为了提高检测模型对多尺度插板的检测精度,从增加网络感受野的角度出发,设计了一类将改进的空间金字塔池化(Spatial Pyramid Pooling,SPP)模块、Sub-stage特征融合和YOLO-tiny相结合的检测器SSA-YOLO(SPP and Sub-stage Aggregated YOLO),对插板及其边框的类别和位置信息进行端到端的预测;最后,检测器输出插板和闸板外框的类别及坐标,并利用它们的位置关系确定闸板阀的开度值。为了更加准确地衡量模型同时检测出插板及其闸板外框的能力,提出使用pairedAP(paired Average Precision)指标对检测模型进行评估。使用3种闸板阀在不同时段的3000张图像和相关监测视频作为数据集对所提方法进行试验,结果表明:2种SSA-YOLO模型在保证实时检测的基础上,其pairedAP指标比对应的YOLO-tiny基准模型分别提高了10.6%和36.2%,并增强了模型的抗干扰能力与泛化性能,即使在闸板开度值连续变化的情形下仍有效。笔者提出的闸板阀开度检测思路能扩展应用于可利用多目标物体之间的空间位置关系来确定特定检测量的问题中。
本文采用磁控溅射法,衬底温度500℃下在硅衬底上分别制备具有Ge填埋层的a-Si/Ge薄膜和a-Si薄膜,并进行后续退火,采用Raman光谱、X射线衍射、原子力显微镜及场发射扫描电镜等对所制薄膜样品进行结构表征.结果表明,Ge有诱导非晶硅晶化的作用,并得出以下重要结论:衬底温度为500℃时生长的a-Si/Ge薄膜,经600℃退火5 h Ge诱导非晶硅薄膜的晶化率为44%,在相同的退火时间下退火温度提高到700℃,晶化率达54%.相同条件下,无Ge填埋层的a-Si薄膜经800℃退火5 h薄膜实现晶化,晶化率为46%.通过Ge填埋层诱导晶化可使在相同的条件下生长的非晶硅晶薄膜的晶化温度降低约200℃.Ge诱导晶化多晶Si薄膜在Si(200)方向具有高度择优取向,且在此方向对应的晶粒尺寸约为76 nm.通过Ge诱导晶化制备多晶Si薄膜有望成为制备高质量多晶Si薄膜的一条有效途径.
