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基于无人车的场地土壤环境污染移动监测平台与方法

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测绘地理信息 2024年第3期49卷 113-117页

作者：孙梓超田扬戈王少华周松涛黄隆扬孔宪明武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079

针对当前场地土壤环境污染监测任务中存在的效率低下、自动化程度低等问题,本文提出了一种基于无人车(unmanned ground vehicle,UGV)的场地土壤环境监测方法。该方法利用激光雷达和同步定位与建图算法(simulta⁃neous localization and m... 详细信息

针对当前场地土壤环境污染监测任务中存在的效率低下、自动化程度低等问题,本文提出了一种基于无人车(unmanned ground vehicle,UGV)的场地土壤环境监测方法。该方法利用激光雷达和同步定位与建图算法(simulta⁃neous localization and mapping,SLAM)预建场地地图及本地坐标系,通过自动导航算法控制UGV在场地中沿预设的监测路径行驶,同时利用UGV搭载的监测传感器,获取监测路径上各检测位置的污染数据,动态调整检测点间隔,检测结果在边缘计算单元中实时处理并存储。基于空间插值算法和检测结果生成场地土壤污染区域分布图,高效自动地完成场地土壤环境污染监测工作。本文以土壤挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)污染监测场景为例,对方法进行验证,基于多分类逻辑斯蒂回归算法评估空间插值的预测精度,结果为79%。

关键词：无人车自动驾驶土壤监测空间插值边缘计算

基于生态系统服务的生态安全格局构建与生态韧性评估——以长株潭城市群为例

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生态学报 2024年第11期44卷 4650-4661页

作者：孙梓渊王赛鸽陈彬湖南工商大学资源环境学院长沙4102052 北京师范大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点实验室北京100875

构建生态安全格局对于保障区域生态安全、优化国土生态空间具有重要意义,科学评估生态韧性是城市高质量发展的重要议题之一。以长株潭城市群为研究对象,基于“源地识别-阻力面构建-廊道提取”的生态安全格局构建模式,定量评估固碳释氧... 详细信息

构建生态安全格局对于保障区域生态安全、优化国土生态空间具有重要意义,科学评估生态韧性是城市高质量发展的重要议题之一。以长株潭城市群为研究对象,基于“源地识别-阻力面构建-廊道提取”的生态安全格局构建模式,定量评估固碳释氧、土壤保持和水源涵养三项生态系统服务功能以识别源地,结合自然和人为因素构建阻力面,使用Linkage Mapper工具基于最小成本路径理论识别生态廊道,提出了一套基于生态安全格局构建过程的生态韧性评估框架,并结合Fragstats和Conefor Sensinode软件对其进行综合评价。研究结果显示:(1)长株潭城市群共55块生态源地,面积为7747.75km^(2),占城市群总面积的27.58%,东部和南部源地较为集中,西部较分散,林地是生态源地的主要组成部分;生态廊道共113条,廊道总长度为1458.97km,平均长度为12.91km,主要分布于研究区西部和北部。(2)结合生态源地和生态廊道构建了长株潭城市群“一心一环”生态安全格局,可有效缓解长株潭城市群中部生态用地“空心化”的格局。(3)研究区55块生态源地的韧性指数介于0.1265—0.4682之间,空间上呈现出东高西低,南高北低的特征;113条生态廊道的韧性指数介于0.0027—0.8002之间,韧性指数较高的廊道主要分布在研究区东部和南部,韧性指数较低的廊道分布在西部、中部和北部。西部和中部或将成为影响长株潭城市群生态安全的关键区域,在城市规划过程中应重点关注。研究结果对优化城市空间布局、维护区域生态安全和促进区域一体化发展具有重要意义,并为区域生态韧性的评估提供了新的思路。

关键词：生态安全格局生态系统服务生态韧性

社区可能肌少症人群呼吸功能变化特征及相关性分析

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社区可能肌少症人群呼吸功能变化特征及相关性分析

作者：孙梓涵南京体育学院

学位级别：硕士

目的:探讨社区可能肌少症人群的呼吸功能变化特征及其与可能肌少症的相关性。方法:通过社区招募和筛选,最终纳入三个社区共3538名老年人。对受试人群进行问卷调查,评估其行为学和饮食营养情况,并对其呼吸和可能肌少症相关功能指标进行... 详细信息

目的:探讨社区可能肌少症人群的呼吸功能变化特征及其与可能肌少症的相关性。方法:通过社区招募和筛选,最终纳入三个社区共3538名老年人。对受试人群进行问卷调查,评估其行为学和饮食营养情况,并对其呼吸和可能肌少症相关功能指标进行评估。采用便携式肺功能测试仪评测最大吸气压(MIP)、最大呼气压(MEP)、用力肺活量(FVC)、FVC占预测值的百分比(FVC%pred)、第1秒用力呼气容积(FEV1)、FEV1占预测值的百分比(FEV1%pred)、一秒率(FEV1/FVC)等呼吸功能指标;并采集握力、步速、小腿围、骨骼肌率(SM%)、体脂肪率(TBF%)等可能肌少症相关指标。按照亚洲肌肉减少症工作组(AWGS)的诊断标准将受试人群分为可能肌少症组与非可能肌少症组,并分析社区人群可能肌少症的患病率,比较可能肌少症组和非可能肌少症组各指标的差异,分析各年龄阶段可能肌少症人群的各项指标与呼吸功能变化情况及其相关性,并采用偏相关分析控制年龄因素后小腿围、握力、SM%、步速与呼吸功能的相关性,最后采用Logistic回归模型分析可能肌少症发生的危险因素。结果:(1)本研究共纳入3538例社区老年人,年龄60-85岁,平均(69.98±4.37)岁,男性1903例(53.79%),女性1635例(46.21%)。(2)3538名年龄60-85岁社区老年人可能肌少症总发生率为38.30%。其中男性39.31%,女性37.13%。(3)可能肌少症组与非可能肌少症组各指标的差异:无论男性还是女性,可能肌少症组的饮酒占比人群、营养不良风险占比人群多于非可能肌少症组(P<0.01);参加运动占比人群、BMI、小腿围低于非可能肌少症组(P<0.01)。可能肌少症组男性老年人握力、步速低于非可能肌少症组(P<0.001),TBF%、五次坐起时间高于非可能肌少症组(P<0.001);MIP(P<0.001)、MEP(P=0.037)、FVC(P<0.001)和FEV1(P=0.002)低于非可能肌少症组;可能肌少症组女性老年人握力、SM%低于非可能肌少症组(P<0.001);五次坐起时间高于非可能肌少症组(P<0.001),MIP、MEP、FVC(P<0.001)和FEV1/FVC(P=0.003)低于非可能肌少症组。(4)社区可能肌少症人群的肌肉力量、肌肉质量、肌肉及运动功能、呼吸功能随着年龄的增加呈下降趋势。(5)可能肌少症组呼吸功能指标与可能肌少症评价指标的相关性分析:控制年龄因素后,男性和女性的MIP、MEP、FEV1、FEV1/FVC与小腿围(男:r=0.088,0.111,0.064,0.071;女:r=0.103,0.124,0.122,0.145)呈正相关,MIP、MEP、FVC、FEV1/FVC与TBF%(男:r=-0.124,-0.092,-0.106,-0.089;女:r=-0.125,-0.136,-0.114,-0.106)呈负相关,MIP、MEP、FVC、FEV1%pred、FEV1/FVC与SM%(男:r=0.154,0.111,0.078,0.092,0.099;女:r=0.246,0.099,0.100,0.157,0.163)呈正相关;在男性群体中,MIP、MEP、FVC、FEV1%pred、FEV1/FVC与和步速(r=0.195,0.115,0.083,0.144,0.093)呈正相关,MIP、MEP、FVC、FVC%pred、FEV1、FEV1%pred与握力(r=0.137,0.285,0.152,0.165,0.079,0.108)呈正相关;在女性群体中,MIP、MEP、FVC%pred、FEV1%pred、FEV1/FVC与步速(r=0.161,0.152,0.152,0.189,0.107)和握力(r=0.201,0.267,0.065,0.268,0.279,0.110)呈正相关。(6)Logistic回归分析显示,可能肌少症的发生与年龄的增加和BMI、MIP、FEV1、FEV1/FVC的下降有关联(OR=1.053、0.845、1.007、1.018、1.021,95%可信区间:1.014-1.093、0.796-0.898、1.001-1.012、1.001-1.037、1.011-1.031,P<0.05)。结论:可能肌少症发生率随年龄的增长而逐年提高。与非可能肌少症人群相比,可能肌少症老年人群存在肌肉力量、肌肉质量、肌肉及运动功能和呼吸功能的减退,最大吸气压、最大呼气压、用力肺活量、第1秒用力呼气容积和一秒率等呼吸功能相关指标与可能肌少症评价指标具有相关性,而且年龄、BMI、MIP、FEV1和FEV1/FVC是可能肌少症的危险因素。

关键词：社区老年人群可能肌少症呼吸功能

CRISPR/Cas9系统介导DKK1基因敲除骨肉瘤小鼠模型的建立及相关研究

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CRISPR/Cas9系统介导DKK1基因敲除骨肉瘤小鼠模型的建立及相关研究

作者：孙梓威中国人民解放军海军军医大学

学位级别：硕士

【研究背景与目的】骨肉瘤(Osteosarcoma,OS)是最常见的原发恶性骨肿瘤之一,占原发恶性骨肿瘤的35%左右,好发于青少年,是一种具有严重社会危害性的肿瘤。约20%的骨肉瘤患者在就诊时已经发生转移,转移性骨肉瘤患者5年生存率仅约30%。影... 详细信息

【研究背景与目的】骨肉瘤(Osteosarcoma,OS)是最常见的原发恶性骨肿瘤之一,占原发恶性骨肿瘤的35%左右,好发于青少年,是一种具有严重社会危害性的肿瘤。约20%的骨肉瘤患者在就诊时已经发生转移,转移性骨肉瘤患者5年生存率仅约30%。影响骨肉瘤患者预后的因素有很多,包括是否出现转移、是否接受规范化疗、Enneking外科分期等,而能够预测骨肉瘤患者预后的实验室检查、临床预测指标却相对较少。DKK1是一种分泌型糖蛋白,作为经典Wnt信号通路的拮抗剂,其作用方式为与LRP5/LRP6(Wnt蛋白的受体)竞争性结合,而特异性抑制经典Wnt/β-catenin信号通路,参与多种肿瘤的发生、发展,并被证实能够影响多种肿瘤患者的预后,可能成为肿瘤患者预后相关的新预测指标。因此,本研究旨在研究DKK1基因与骨肉瘤预后之间的关系,探索DKK1对骨肉瘤患者生存率及预后的影响,为骨肉瘤预后临床预测指标提供新的思考和方向。【研究方法】1、首先,检索TARGET数据库和GEO数据库中骨肉瘤患者转录组数据及临床资料,利用Cox单因素回归筛选出影响骨肉瘤患者预后的风险基因,鉴别DKK1是否为影响骨肉瘤患者预后的基因。2、然后,利用CRISPR/Cas9技术构建DKK1-/-纯合子小鼠模型作为实验组,野生型C57BL/6J品系小鼠作为对照组,辐照构建DKK1-/-小鼠及野生型小鼠骨肉瘤模型,通过比较DKK1-/-骨肉瘤小鼠和野生型骨肉瘤小鼠的发病率、总生存率,研究DKK1与骨肉瘤生存率及预后的关系。3、最后,收集来自海军军医大学第二附属医院的56例骨肉瘤患者临床资料并进行随访,对56例骨肉瘤患者的肿瘤组织样本行DKK1免疫组化检测,根据56例骨肉瘤患者的肿瘤组织DKK1表达水平、生存时间及结局,绘制Kaplan-Meier生存曲线,研究骨肉瘤组织DKK1表达水平与患者预后的关系。【结果】1、根据Cox单因素回归分析结果,鉴别DKK1为风险基因之一,即DKK1基因表达水平能够影响骨肉瘤患者预后。根据DKK1表达水平、生存时间、结局绘制Kaplan-Meier生存曲线,结果显示过表达DKK1与骨肉瘤不良预后相关,在TARGET数据库和GEO数据库中都得到了相同的结果。2、本研究成功构建了DKK1基因敲除小鼠动物模型。对比辐照诱导构建DKK1基因敲除小鼠骨肉瘤模型与野生型小鼠骨肉瘤模型,结果显示在相同辐照条件下,DKK1-/-小鼠的骨肉瘤患瘤率显著低于DKK1+/+小鼠。此外,统计患有骨肉瘤的小鼠的生存时间,并根据DKK1表达情况进行生存分析,结果显示DKK1-/-组骨肉瘤小鼠的生存时间比DKK1+/+组骨肉瘤小鼠生存时间长,预后更好。3、根据56例骨肉瘤患者肿瘤组织中DKK1表达水平绘制的Kaplan-Meier生存曲线结果显示,DKK1低表达组、中表达组的Kaplan-Meier生存曲线均优于DKK1高表达组,且差异具有统计学意义,而DKK1低表达组与中表达组的骨肉瘤患者生存率没有显著差异。【结论】1、DKK1是影响骨肉瘤患者预后的风险基因,过表达DKK1提示着骨肉瘤患者较差的预后。2、与野生型小鼠相比,DKK1基因敲除的小鼠在相同辐射条件下罹患骨肉瘤的风险显著降低,并且有更好的预后,表明DKK1影响骨肉瘤的发生、发展,影响骨肉瘤小鼠的预后。3、骨肉瘤患者肿瘤组织中过表达DKK1与不良预后相关。结合本课题的研究结果,DKK1基因可被视为骨肉瘤未来诊治策略中潜在的重要靶点,为骨肉瘤的治疗前景提供新的思考和方向。

关键词：骨肉瘤 DKK1 预后基因编辑骨肉瘤动物模型 CRISPR/Cas9

全局语义引导与多尺度增强的高分遥感影像分割方法研究

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全局语义引导与多尺度增强的高分遥感影像分割方法研究

作者：孙梓翔南京信息工程大学

学位级别：硕士

D-泛酸钙衍生多孔炭成炭机理及其电化学性能研究

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D-泛酸钙衍生多孔炭成炭机理及其电化学性能研究

作者：孙梓喻北京化工大学

学位级别：硕士

混合电容器是一种综合二次电池高能量密度和超级电容器高功率密度、长寿命优点的新型储能器件,理论上是一种比传统电池性能更好、更耐用的储能设备。然而混合电容器的发展受到正极比容量低、负极动力学缓慢以及循环寿命较短等问题限制,... 详细信息

混合电容器是一种综合二次电池高能量密度和超级电容器高功率密度、长寿命优点的新型储能器件,理论上是一种比传统电池性能更好、更耐用的储能设备。然而混合电容器的发展受到正极比容量低、负极动力学缓慢以及循环寿命较短等问题限制,阻碍其进一步发展和应用。有机盐衍生炭具有来源广泛、富含杂原子和可设计性强等优点,被广泛用作混合电容器电极材料的前驱体。但是有机盐材料在高温热解过程时会分解成不同小分子发生相互作用,如何进行孔结构的控制设计使得所制备电极材料到达预期标准,是亟待解决的问题。本论文以有机盐D-泛酸钙为前驱体,利用简单的自模板方法制备了D-泛酸钙衍生多孔炭。通过非原位表征,深入探究随炭化温度升高材料的微观结构、杂原子含量以及孔结构等过程变化。明确其成炭机理,建立不同内部结构与电化学性能的构效关系,以此指导混合电容器正负极材料结构设计。将制得的材料应用于锌、钠离子混合电容器储能体系,利用电化学表征、理论计算等手段探究其储能机理。主要研究内容如下:（1）选择富含N、O元素的D-泛酸钙作为炭前驱体,探究其炭化机理。详细探究了在热解过程中钙盐及其氧化物自模板的演变过程,该过程涉及Ca CO3的热解反应和C与Ca CO3的共热解反应,从而有效刻蚀炭骨架,形成多孔炭材料（DPCs-X）。制备的炭材料具有良好的分级多孔结构、高比表面积和均匀的元素分布。其中800°C炭化样品DPCs-800拥有最大比表面积以及更合理的孔结构分布。此外,X射线光电子能谱分析显示了样品中C、N和O元素的存在,且N元素含量随炭化温度的升高而减少,其中DPCs-700拥有最高的杂原子掺杂量。这些特性为D-泛酸钙基多孔炭材料在能源存储领域的应用提供了广阔的可能性。（2）基于对Ca2+刻蚀程度和盐自模板变化的全面探究,辅以密度泛函理论计算模拟,找到用于锌离子混合电容器DPCs-X的最佳炭化温度（DPCs-800）。作为对称超级电容器电极材料时,DPCs-800表现出最佳电容性能,在1 A g-1电流密度下比电容为152.32 F g-1。并且在125 W kg-1与5000 W kg-1功率密度下展示了5.39 Wh kg-1和4.125 Wh kg-1的能量密度,同时也具有非常优秀的循环寿命,可以稳定循环16000圈(10 A g-1时容量保持率99.5%)。水系电解液中组装的DPCs-800（+）//Zn（-）表现出优异的倍率性能(0.2 A g-1时为140 m Ah g-1,6.4 A g-1时为86.2 m Ah g-1),高能量密度和功率密度(分别为111.1 W h kg-1和4835.2 W kg-1),以及优越的循环性能(在5 A g-1的电流密度下稳定循环10000次后仍保持92.06%的容量)。这项工作为设计高性能锌离子混合电容器电极材料提供了一条新思路。（3）基于D-泛酸钙衍生多孔炭成炭机理研究结果,发现DPCs-700拥有理想的微孔、介孔分级结构,以及最高的杂原子掺杂量（N:8.0 at%）。依据以上因素,当其用作钠离子电池电极材料时,DPCs-700展现出高钠离子储存性能:电流密度为0.1和10 A g-1时分别呈现出296.2和209.0 m Ah g-1的比容量。随后将预钠化DPCs-700电极与活性炭电极组装为钠离子混合电容器,在0.1 A g-1和5 A g-1电流密度下表现出131.04 F g-1和52.92 F g-1的比电容,展现了良好的倍率性能。丰富的杂原子掺杂量和合理的孔径改善钠离子电容器负极动力学,形成具有高双电层、高赝电容行为的电极作为钠离子电容器中的负极,为钠离子电容器负极材料的构建提供了新思路。

关键词：混合电容器 D-泛酸钙杂原子掺杂多孔炭超级电容器赝电容

四川甲基卡伟晶岩型稀有金属矿床的地质特征及成矿机制概述

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岩石学报 2024年第9期40卷 2841-2862页

作者：韩梓衡李建康刘永超邓静仪中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

四川甲基卡锂矿床位于松潘-甘孜造山带东南部,是我国已知产量、规模最大的固体锂矿床。甲基卡矿床是花岗伟晶岩型矿床,自内向外依次发育二云母花岗岩、微斜长石型(Ⅰ)、微斜长石-钠长石型(Ⅱ)、钠长石型(Ⅲ)、钠长石-锂辉石型(Ⅳ)、锂-... 详细信息

四川甲基卡锂矿床位于松潘-甘孜造山带东南部,是我国已知产量、规模最大的固体锂矿床。甲基卡矿床是花岗伟晶岩型矿床,自内向外依次发育二云母花岗岩、微斜长石型(Ⅰ)、微斜长石-钠长石型(Ⅱ)、钠长石型(Ⅲ)、钠长石-锂辉石型(Ⅳ)、锂-白云母型(Ⅴ)伟晶岩,且二云母花岗岩内发育大量的剥离体。元素地球化学组成上,花岗岩与伟晶岩的稀土、微量元素含量表现出显著的突变关系;各类型伟晶岩中石英和锂辉石内发育的包裹体类型主要有气液两相包裹体、含CO_(2)包裹体、纯CO_(2)包裹体、富子晶包裹体和熔体包裹体。包裹体均一实验表明熔体包裹体的完全均一温度在750~800℃之间,对应的捕获压力为550~700MPa。在花岗岩熔体包裹体均一之前,富水熔体和贫水熔体在同一个体系内共存;石英和锂辉石内含硅酸盐子矿物包裹体与熔体-流体过渡型包裹体明显不同。锂辉石和石英中包裹体的C-H-O同位素测试结果表明成矿流体主要为岩浆水,且其形成演化处于相对密闭的构造环境。全岩Ba-Sr-Nd-Hf同位素组成指示三叠系西康群变沉积岩是花岗岩的重要源岩。全岩Zn和Li同位素则表明在岩浆侵位过程可能发生过显著的不混溶作用。综上,甲基卡矿床形成演化过程中可能经历了岩浆液态不混溶作用。

关键词：甲基卡伟晶岩型锂矿床岩浆液态不混溶作用稀有金属成矿模型

机器学习辅助微架构功耗建模和设计空间探索综述

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计算机研究与发展 2024年第6期61卷 1351-1369页

作者：翟建旺凌梓超白晨赵康余备北京邮电大学集成电路学院北京100876 北京邮电大学计算机学院北京100876 香港中文大学计算机科学与工程系中国香港999077

微架构设计是处理器开发的关键阶段,处在整个设计流程的上游,直接影响性能、功耗、成本等核心设计指标.在过去的数十年中,新的微架构设计方案,结合半导体制造工艺的进步,使得新一代处理器能够实现更高的性能和更低的功耗、成本.然而,随... 详细信息

微架构设计是处理器开发的关键阶段,处在整个设计流程的上游,直接影响性能、功耗、成本等核心设计指标.在过去的数十年中,新的微架构设计方案,结合半导体制造工艺的进步,使得新一代处理器能够实现更高的性能和更低的功耗、成本.然而,随着集成电路发展至“后摩尔时代”,半导体工艺演进所带来的红利愈发有限,功耗问题已成为高能效处理器设计的主要挑战.与此同时,现代处理器的架构愈发复杂、设计空间愈发庞大,设计人员期望进行快速精确的指标权衡以获得更理想的微架构设计.此外,现有的层层分解的设计流程极为漫长耗时,已经难以实现全局能效最优.因此,如何在微架构设计阶段进行精确高效的前瞻性功耗估计和探索优化成为关键问题.为了应对这些挑战,机器学习技术被引入到微架构设计流程中,为处理器的微架构建模和优化提供了高质量方案.首先介绍了处理器的主要设计流程、微架构设计及其面临的挑战,然后阐述了机器学习辅助集成电路设计,重点在于使用机器学习技术辅助微架构功耗建模和设计空间探索的研究进展,最后进行总结展望.

关键词：处理器设计自动化微架构设计功耗建模设计空间探索机器学习

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基于雷达时频变换和残差网络的人体行为检测

电子测量技术 2024年第10期47卷 27-33页

作者：孙梓誉顾晶南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 无锡学院电子信息工程学院无锡214105

与传统惯性传感器和视觉传感器相比,利用毫米波雷达进行人体行为检测不仅对环境要求低、灵敏度高而且能很好地解决摄像头存在的泄露隐私等问题。针对目前毫米波雷达人体行为检测存在的杂波干扰和网络模型复杂度高的问题,本文对现有的残... 详细信息

与传统惯性传感器和视觉传感器相比,利用毫米波雷达进行人体行为检测不仅对环境要求低、灵敏度高而且能很好地解决摄像头存在的泄露隐私等问题。针对目前毫米波雷达人体行为检测存在的杂波干扰和网络模型复杂度高的问题,本文对现有的残差网络进行改进和量化处理,并结合雷达时频变换和杂波抑制,提出了一套完整的雷达人体行为检测信号处理流程。时频变换部分采用距离维FFT、沿慢时间维进行高通滤波、短时傅里叶变换得到时间-多普勒谱;残差网络部分则是嵌入CBAM注意力机制并对其进行32~8位数据量化处理;最后将时间-多普勒谱输入网络模型进行特征提取和分类得到检测结果。实验结果表明,该方法能够消除静态杂波的干扰,检测准确率达97.33%,模型大小仅为20.2 MB。

关键词：毫米波雷达时频变换杂波抑制时间-多普勒残差网络