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基于深度学习的激光雷达点云目标检测算法研究

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基于深度学习的激光雷达点云目标检测算法研究

作者：郭晏良吉林大学

学位级别：硕士

自动驾驶技术能够辅助人类安全高效地行驶,是保护人类免受严重碰撞的有效措施之一。实现自动驾驶技术的关键部分之一是快速准确的环境感知算法,常见的环境传感器包括相机和激光雷达。相机接收的数据为2D图片和视频流,但受光线亮度影响,... 详细信息

自动驾驶技术能够辅助人类安全高效地行驶,是保护人类免受严重碰撞的有效措施之一。实现自动驾驶技术的关键部分之一是快速准确的环境感知算法,常见的环境传感器包括相机和激光雷达。相机接收的数据为2D图片和视频流,但受光线亮度影响,且缺乏深度信息;而激光雷达接收的数据为3D点云,不受亮度影响,且具备深度信息。3D点云是通过离散的三维坐标来表示物体在空间中的位置和几何形状的采样数据。相较于图片,点云能更准确地获取目标的位置和距离信息。然而,点云数据的无序性、稀疏性和非结构化特点给点云数据的处理带来了巨大挑战。因此,快速准确的点云目标检测算法对于实现自动驾驶技术具有重大意义。本文介绍了点云目标检测算法领域的里程碑式模型和流行的自动驾驶场景数据集。在研究内容中,使用KITTI数据集并以3D点云目标检测网络Point Pillars为基础研究网络,讨论了如何使用卷积神经网络提升和优化Point Pillars的性能并探索其与自然语言处理领域的Transformer模型有机结合。Point Pillas是一种端到端、结构简单且运行高效的三维目标检测网络,在工业界被广泛应用。Point Pillars由三部分组成:Pillar Feature Net(PFN)、Backbone(Feature Pyramid Network)和Detection Head(SSD)三部分组成。在PFN模块部分,采用Point Net的思想,使用逐点共享参数的全连接层和最大池化提取点云特征。然后,将特征映射至x-y平面,得到伪图像,并经过FPN(2D CNN)得到多尺度融合特征图。最后,使用Single Shot Detector(SSD)来执行3D目标检测,得到感兴趣物体的类别信息和位置信息。首先,本文引入了MPF(Multi-scale Pooling Fusion)多尺度池化融合模块,将其应用于Point Pillars的PFN模块和Backbone之间。具体方法是采用不同尺寸[1,3,5]的池化核进行最大池化操作,将池化后的伪图像在通道维度进行拼接,并通过2D卷积神经网络(2D CNN)将特征图恢复到与伪图像相同的维度,然后将特征图与原始伪图像逐元素求和,得到新的伪图像输出。这种多尺度池化融合操作使得伪图像具备了不同分辨率的特征和更丰富的语义信息,有效增加了主干网络的感受野。MPF模块仅在恢复通道时引入额外参数,而最大池化和逐元素求和操作不引入额外参数,因此具有轻量化的特点。在KITTI自动驾驶数据集上,将Point Pillars与引入MPF模块后的Point Pillars进行结果对比:引入MPF模块后,在中等难度下,车辆、行人和骑行者的m AP分别提升了0.78%,4.01%和1.81%。此外,使用单张NVIDIA Ge Force RTX 3090进行单帧点云检测时,每帧点云检测时间为0.027秒,满足实时检测的要求。同时,本文还将MPF模块应用于SECOND、Part A2和PV-RCNN模型中,显著提高了行人和骑行者的m AP值,验证了MPF模块的有效性和鲁棒性。最后,本文探索了在3D点云目标检测领域中如何应用自然语言处理模型Transformer,并提出了PST(Pillars Self Attention)柱自注意力模块。首先,我们介绍了Transformer及Vi T(Vision Transformer)的模型及其原理。Vi T将图片转化为序列以应用注意力机制,本文受此启发,将经过点云柱化处理后得到的伪图像进行序列化处理。每个像素的所在通道被视为一个单词向量,将伪图像转化为包含长宽乘积个数的单词向量序列。接着,使用多头自注意力机制获得带有权重分布的特征图。最后,将特征图与原始伪图像逐元素求和,并输入到2D Backbone中,进行后续的分类和回归任务,从而得到预测结果。在自动驾驶数据集KITTI上,加入PST模块的Point Pillars在行人检测上的简单、中等和困难三种难度下的精度分别达到了57.96%、53.18%和49.18%,与Point Pillars相比,提升了3.8%、3.66%和3.77%。此外,在使用单张NVIDIA Ge Force RTX 3090进行单帧点云检测时,每帧点云检测时间为0.022秒,满足实时检测的要求。

关键词：深度学习激光雷达三维点云目标检测

钼基多元过渡金属氧化物电极材料的制备及超级电容器性能研究

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钼基多元过渡金属氧化物电极材料的制备及超级电容器性能研究

作者：晏定坤重庆交通大学

学位级别：硕士

超级电容器以快速充放电特性、长寿命周期、大容量与优异地安全性等独特优势,被视为电化学储能领域极具前景的器件。钼基金属氧化物具有资源丰富、成本低、环境友好和氧化还原活性高的特点,是重要的超级电容器赝电容电极材料;而具备多... 详细信息

超级电容器以快速充放电特性、长寿命周期、大容量与优异地安全性等独特优势,被视为电化学储能领域极具前景的器件。钼基金属氧化物具有资源丰富、成本低、环境友好和氧化还原活性高的特点,是重要的超级电容器赝电容电极材料;而具备多种元素的钼基多元过渡金属氧化物因离子间的协同作用,在超级电容器电极材料领域更具潜力。本论文采用水热法在镍泡沫基底上制备了钼基多元过渡金属氧化物电极材料,并研究了其电化学储能性能,主要研究内容与结果如下:***1/2Co1/2MoO4纳米片电极材料的制备及电化学性能研究。采用一步水热法和热处理在泡沫镍基底上制备了Ni1/2Co1/2MoO4电极材料,研究了制备工艺对材料形貌与电化学性能的影响。结果表明:不当的制备工艺（包括过高与过低的水热温度与时间以及热处理气氛）会导致材料形貌生长不完全或坍坏,而在优化的制备工艺下（150℃下水热8h,N2中在400℃保温2h）的得到的的样品具备高比表面积的多孔蜂窝与花瓣状纳米球结构,表现出良好的电化学性能,当不对称超级电容器在电流密度为1 A/g时,质量比容量可以达到195 F/g,且在功率密度750 Wh/kg的条件下,其能量密度可达40.63 Wh/kg,10000次循环后容量的保持率为81.68%。***1/2Co1/2MoO4@MnO2纳米片电极材料的制备及电化学性能研究。通过两步水热法将Ni1/2Co1/2MoO4电极材料与MnO2复合制备了Ni1/2Co1/2MoO4@MnO2核壳电极材料。Ni1/2Co1/2MoO4@MnO2核壳电极材料具备更多的活性位点和高的结构稳定性,相比Ni1/2Co1/2MoO4,具备更高的比容量（1006 F/g）,更好的循环稳定性（105.89%）。其作为不对称超级电容器的正极材料,在电流密度为1 A/g时,装置的质量比容量可以达到226 F/g;在功率密度750 Wh/kg的条件下,装置的能量密度可达47.29 Wh/kg;在10000次循环后容量的保持率为102.64%。***1/3Co1/3Mn1/3MoO4纳米片电极材料的制备及电化学性能研究。通过一步水热与热处理的方法于泡沫镍基底上合成了具备纳米片组装的多孔蜂窝与花瓣状结构的Ni1/3Co1/3Mn1/3MoO4电极材料。Mn的引入增大了多孔结构的孔径,加快了电子与离子在电解液-电极材料界面的传输速率,使Ni1/3Co1/3Mn1/3MoO4电极材料表现出更高的比容量与更优异的循环稳定性（1 A/g的条件下的质量比电容为1322F/g,5000次循环后104.75%的容量保持率）。以该材料为正极材料组装的不对称超级电容器在电流密度为1 A/g时,装置的质量比容量可以达到263 F/g;在功率密度750 Wh/kg的条件下,装置的能量密度可达54.79 Wh/kg;在10000次循环后容量的保持率为93.35%。

关键词：钼基多元过渡金属氧化物纳米片电化学储能核壳结构超级电容器

电磁工业仿真软件测试及其在双通带SIW滤波器设计中的应用

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电磁工业仿真软件测试及其在双通带SIW滤波器设计中的应用

作者：黄一晏电子科技大学

学位级别：硕士

19世纪20-50年代俄国棉纺织业与英国资本

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19世纪20-50年代俄国棉纺织业与英国资本

作者：晏婉怡吉林大学

学位级别：硕士

19世纪前60年间,俄国棉纺织业进入快速发展期,棉纺工场异军突起,并成为俄国纺织工场中发展最快、规模最大的资本主义工场。而在俄国棉纺织业发展过程中出现的原料、技术等缺口,为此时正在世界范围内四下寻找新投资机会与市场的英国资本... 详细信息

19世纪前60年间,俄国棉纺织业进入快速发展期,棉纺工场异军突起,并成为俄国纺织工场中发展最快、规模最大的资本主义工场。而在俄国棉纺织业发展过程中出现的原料、技术等缺口,为此时正在世界范围内四下寻找新投资机会与市场的英国资本提供了进入的契机。另一方面,俄国与英国经济关系一向密切,两国间长久以来存在的贸易关系也为英国资本进入俄国棉纺织业提供了可能。19世纪上半期,俄国棉纺织业发展受英国影响较大,研究俄国棉纺织业与俄国棉纺织业中的英国资本,尤其是处于19世纪20-50年代这30年间俄国棉纺织业与俄国棉纺织业中的英国资本,一方面有助于更加清晰地了解俄国棉纺织业于19世纪前60年的发展情况及缘由,另一方面也有助于丰富并加深对19世纪时俄国社会经济变化的认知。本文以时间为线索,梳理俄国棉纺织业于18世纪萌芽兴起至19世纪前60年发展鼎盛这一历史脉络呈现于纸上,并结合相应同时间段英国棉纺织业发展及英俄棉纺织业间贸易进行比较分析,探究19世纪20年代至50年代俄国棉纺织业与其中英国资本的关系。为实现此研究目标,本文将分三部分进行论述,即绪论、正文、结语。全文的第一部分即绪论部分,为论文第1章内容,该章主要介绍了本论文的研究对象与研究意义、研究方法及写作思路、创新和不足之处,同时也总结了前人学者关于此方向的研究成果。全文的第二部分即正文部分,为论文第2、3、4章内容。论文第2章“俄国棉纺织业的兴起”介绍了俄国棉纺织业在19世纪前的发展情况,主要关注了19世纪前俄国与中国、中亚的棉花及棉织品贸易,还有俄国本土棉纺织业发展早期与外来移民间的联系。论文第3章“俄国棉纺织业的成长与转变”介绍了俄国棉纺织业在19世纪前60年间的发展情况,主要分为俄国棉纺业、俄国棉织业及俄国棉纺织业中心地域迁移三部分,并对该一时期内频繁出现在俄国棉纺织业中的英国资本进行探析。英国资本在18世纪时已有进入俄国棉纺织业的尝试,并且获得了当时俄国政府的资金支持,建立起了俄国第一家大型棉花印染厂。俄国棉纺织业发展所需的生产资料大多依赖海外进口,英国利物浦棉花市场与英国商人在其中发挥了十分重要的作用。其中,不莱梅移民约翰·路德维希·克诺普(Johann Ludwig Knoop)和为他提供原棉及纺织机器的曼彻斯特的德泽西公司(De Jersey&Co)最为著名。英国资本对俄国棉纺织业的投资主要集中在机器设备和生产技术两方面,英国企业家也由最初的商业贸易渐渐发展到在俄国建立起自己的工厂。论文第4章“俄国棉纺织业中的英国资本”介绍了英国资本进入俄国棉纺织业的缘由及其对俄国棉纺织业产生的影响。随着时间的推移,英国资本在俄国棉纺织业中的影响逐渐扩大,对俄国棉纺织业的发展起到了积极的推动作用,同时促进与加深了英国与俄国之间的经济联系。俄国棉纺织业发展过程之中对原料与技术等方面的需求,为英国资本提供了新的投资机会和商业伙伴。在19世纪的前60年,尤其是20至50年代这30年间,俄英双方在进出口政策方面都发生了影响深远的变化,俄国棉纺织业与其中的英国资本则在此背景下继续发展,并在一定程度上影响着俄国其他工业部门。全文的第三部分即结语部分,为论文第5章内容,该章说明了俄国棉纺织业与英国棉纺织业发展历程的相似性,以及英国资本对圣彼得堡城市地位变化的作用与影响。

关键词：俄国棉纺织业英国资本技术转移纺织机器路德维希·克诺普

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母语为韩语的汉语学习者连动句习得研究

母语为韩语的汉语学习者连动句习得研究

作者：晏露林上海师范大学

学位级别：硕士

基于PID算法的电动舵机控制系统仿真与优化

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船舶工程 2024年第S1期 290-296页

作者：高志远晏芙蓉广东理工学院智能制造学院武汉光谷职业学院智能制造学院

针对微型无人船现有电动伺服系统存在动态响应速度慢、控制精度差、可靠性差等缺点，通过对无人船电动舵机控制系统总体方案的分解，对系统组成和工作原理进行深入的阐述，在机械结构实现的前提下，将控制系统总体方案的硬件和软件进行... 详细信息

针对微型无人船现有电动伺服系统存在动态响应速度慢、控制精度差、可靠性差等缺点，通过对无人船电动舵机控制系统总体方案的分解，对系统组成和工作原理进行深入的阐述，在机械结构实现的前提下，将控制系统总体方案的硬件和软件进行细化，确定硬件和软件的各个功能模块，实现对电动舵机的智能控制。在传统舵机控制方案的基础上，提出了一种闭环反馈控制算法，结合仿真结果对算法进行优化分析，进一步优化电动舵机的控制效果。试验结果表明，所提出的闭环反馈控制系统能够满足无人船电动舵机的快速性、稳定性等性能指标要求，通过算法的优化，电动舵机控制在稳定性、响应速度、控制精度上都有较显著的提升。

关键词：微型无人船电动舵机控制系统仿真优化分析

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多区域MEC网络的计算卸载系统设计与实现

多区域MEC网络的计算卸载系统设计与实现

作者：晏术林电子科技大学

学位级别：硕士

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基于视频分析的非接触式睡眠监测技术研究

基于视频分析的非接触式睡眠监测技术研究

作者：晏博赟电子科技大学

学位级别：硕士

湖北省滑雪场竞争力培育路径研究 ——以神农架国际滑雪场为例

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湖北省滑雪场竞争力培育路径研究 ——以神农架国际滑雪场为例

作者：晏思梦武汉体育学院

学位级别：硕士

三亿人上冰雪的目标,激发大众参与滑雪运动热情,在资本、劳动力、技术等要素的供给下,南方滑雪场得到了蓬勃发展。湖北省是长江经济带核心城市,也是中部地区的重要城市,强大的经济发展水平、优越的交通地理位置、庞大的市场需求推动着... 详细信息

三亿人上冰雪的目标,激发大众参与滑雪运动热情,在资本、劳动力、技术等要素的供给下,南方滑雪场得到了蓬勃发展。湖北省是长江经济带核心城市,也是中部地区的重要城市,强大的经济发展水平、优越的交通地理位置、庞大的市场需求推动着湖北省滑雪场的快速发展,因而研究培育湖北省滑雪场竞争力对于滑雪产业发展具有一定意义。本文基于比较优势理论、竞争优势理论、可持续发展理论,以湖北省神农架国际滑雪场为案例对象,利用文献资料法、专家访谈法、数理统计法、个案研究法等方法对湖北省滑雪场的分布概况、各雪场的基本情况以及发展环境竞争力识别进行研究,构建湖北省竞争力培育体系,并运用因子分析法对湖北省滑雪场进行分析评价,总结出湖北省滑雪场竞争力培育的价值启示,以神农架国际滑雪场为案例分析,并提出竞争力培育六大路径。研究结果表明:(1)截止2023年底,湖北省有滑雪场22个,3个冰雪乐园。滑雪场分布具有一定的聚集性,可以看出主要集中于神农架和黄冈等冰雪资源丰富的地区,这也符合我省在“南展西扩东进”的国家冰雪发展战略下制定“一区两圈三基地”的发展规划;(2)湖北省架空索道的大型雪场和中型雪场较少,多以小型雪场为主,大部分雪场的雪道数量少于5条,雪道面积小于1万平方米,说明湖北省滑雪场多为以娱乐性和观赏性为主的中小型滑雪场;(3)湖北省滑雪场的竞争力包括:发展优势有得天独厚的自然资源、增长的居民收入水平、优越的地理位置及完善的交通体系;外部机遇有政策支持提供内生动力,消费提升驱动产业发展;而气侯条件不足、法规保障缺失、专业人才匮乏、冰雪消费有限等制约滑雪场的可持续发展,同时面临着国内雪场的竞争及其他体育、旅游、文化等项目竞争威胁;(4)通过指标体系研究分析得出要培育滑雪场竞争力应该从区位条件、资源条件、目的地管理、支持条件、需求状况等方面进行培育,总结其价值体现包括以产业融合为模式,构建多业态发展格局;以政策制度为保障,规范滑雪市场行为;以场地设施为载体,优化场地配置条件;以人才培养为活力,推进人才体系建设;以公众参与为导向,深度挖掘消费潜力。最后通过案例分析提出神农架国际滑雪场竞争力培育路径有:一是谋求可持续发展,积极探索滑雪场联盟模式;二是秉承服务至上理念,有效提高场地服务供给;三是创新融入生态文化,打造滑雪场品牌知名度;四是深度发掘短板因素,优化滑雪场地配套设施;五是提高教练专业水平,多方构建人才培养体系;六是强化运动安全意识,完善运动安全保障体系。

关键词：湖北省滑雪场竞争力培育体系神农架国际滑雪场