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非监督机器学习无人机鸟类微多普勒特征增强技术

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非监督机器学习无人机鸟类微多普勒特征增强技术

作者：毛欣瑶中国民航大学

学位级别：硕士

无人机及鸟类目标进行雷达探测和识别的过程中,目标的雷达散射截面小,利用传统的恒虚警率方式进行探测难度较大,由于无人机及鸟类具有明显的微动特征,可研究利用目标微多普勒特征来探测和识别目标。然而,典型的时频分析技术提取到的微... 详细信息

无人机及鸟类目标进行雷达探测和识别的过程中,目标的雷达散射截面小,利用传统的恒虚警率方式进行探测难度较大,由于无人机及鸟类具有明显的微动特征,可研究利用目标微多普勒特征来探测和识别目标。然而,典型的时频分析技术提取到的微多普勒特征频率分辨率相对较低,再加上噪声的影响,会造成可用的回波数据有限、特征失真严重,得到的微多普勒连续性特征不明显。针对微多普勒特征时频图分辨率低特征不明显的问题,本文从雷达原始回波数据出发,结合非监督机器学习算法,实现对无人机及鸟类目标微多普勒特征的增强。首先,介绍了无人机及鸟类目标的微动模型,建立了雷达回波信号模型,分析了短时傅里叶变换的原理及分辨率低的原因。同时,在时频域构造合适的字典对时频分析后的微多普勒特征用矩阵的形式进行表示以方便后期的运算和处理。其次,研究了信号的微多普勒稀疏特征在时频域内的增强。采用范数正则化思想进行了对稀疏问题进行建模,在交替方向乘子法框架下进行求解。通过仿真实现了对不同场景下的无人机及鸟类的微多普勒特征时频图的稀疏增强,验证了算法的有效性。再次,研究信号的微多普勒连续性特征在时频域内的增强。利用广义高斯分布对先验分布进行自适应模拟建模,提出用近端未调整朗之万算法来求解目标特征的后验分布。通过仿真实现了不同场景下的无人机及鸟类的微多普勒连续性特征的增强,验证了该方法的高效性。最后,研究非监督贝叶斯机器学习算法在无人机和鸟类探测和识别过程中的性能指标动态评估方法。以定位精度和检测概率为例进行性能指标的动态评估,并与传统的蒙特卡洛方法作对比,同时引入服从不同分布的干扰验证本文算法的通用性,引入相关指标的处理增益来定量的验证本文方法的高效性。

关键词：非监督机器学习微多普勒特征时频分析特征增强性能评估

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基于非监督贝叶斯学习雷达性能指标动态评估

系统工程与电子技术 2021年第1期43卷 74-82页

作者：杨磊毛欣瑶杨晓炜张海杨菲孙麟中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室天津300300 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621999

针对传统雷达性能指标评估方法相对“机械”、缺乏理论约束,需要多次重复实验,导致评估效率较低,评估成本较高等问题,提出基于非监督贝叶斯学习方法的雷达性能指标动态评估算法,在一定雷达探测目标先验假设下,结合典型回波观测数据模型... 详细信息

针对传统雷达性能指标评估方法相对“机械”、缺乏理论约束,需要多次重复实验,导致评估效率较低,评估成本较高等问题,提出基于非监督贝叶斯学习方法的雷达性能指标动态评估算法,在一定雷达探测目标先验假设下,结合典型回波观测数据模型,建立雷达性能指标后验概率模型。考虑到先验知识与观测数据可能存在的非共轭特性,针对先验概率模型建立分层贝叶斯模型,从而保证雷达性能指标后验概率密度函数的可解性。此外,为了保证后验概率密度函数的闭合解析解,应用变分贝叶斯期望最大化(variational Bayesian expectation maximization,VB-EM)方法,基于高斯赛德尔迭代策略分别计算性能指标及其超参数的后验概率密度函数。最终,利用后验概率密度函数计算结果,可获得相应性能指标解析估计值及其置信区间和置信度,从而实现对指标动态变化的解析指示。相比传统蒙特卡罗评估方法,所提方法仅需一次实验数据便可获得定量的、解析的指标评估结果,可以大大缩减评估成本,提升评估效率,同时可对指标动态变化给出定量指示。应用仿真数据对雷达定位、测高精度以及目标检测概率指标进行了验证,相比传统方法,评估处理增益获得了有效提升。

关键词：非监督学习贝叶斯学习动态评估雷达性能指标

基于分层贝叶斯Lasso的稀疏ISAR成像算法

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电子与信息学报 2021年第3期43卷 623-631页

作者：杨磊夏亚波毛欣瑶廖仙华方澄高洁中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室天津300300

逆合成孔径雷达(ISAR)目标回波具有明显的稀疏特征,传统的凸优化稀疏ISAR成像算法涉及繁琐的正则项系数调整,严重限制了超分辨成像的精度及便捷程度。针对此问题,该文面向非约束Lasso正则化模型,建立分层贝叶斯概率模型,将非约束的l1范... 详细信息

逆合成孔径雷达(ISAR)目标回波具有明显的稀疏特征,传统的凸优化稀疏ISAR成像算法涉及繁琐的正则项系数调整,严重限制了超分辨成像的精度及便捷程度。针对此问题,该文面向非约束Lasso正则化模型,建立分层贝叶斯概率模型,将非约束的l1范数正则化问题等效转化成稀疏拉普拉斯先验建模问题,并在分层贝叶斯Lasso模型中建立正则项系数依赖的概率分布,从而为实现完全自动化参数调整提供便利条件。考虑到目标稀疏散射特征和多超参数的高维统计特性,该文应用吉布斯(Gibbs)随机采样方法,实现对ISAR目标稀疏特征的求解,并同步获取包括正则项系数在内的多参数估计。基于该文研究方法可实现全部参数均通过数据学习获得,从而有效避免繁琐的参数调整过程,提升算法的自动化程度。仿真及实测数据均可证明该方法的有效性和优越性。

关键词：逆合成孔径雷达贝叶斯Lasso 分层贝叶斯吉布斯采样

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双层稀疏贝叶斯学习ISAR超分辨成像算法

系统工程与电子技术 2023年第5期45卷 1371-1379页

作者：杨磊夏亚波廖仙华毛欣瑶窦宇宸杨桓中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室天津300300 玛卡莱斯特学院明尼苏达明尼阿波利斯MN 55105 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621999

传统贝叶斯成像常采用拉普拉斯分布进行成像特征表征,易使得成像结果过稀疏而容易丢失部分弱散射的结构特征,进而影响逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像精度提升。为实现高精度ISAR超分辨成像,本文采用伯努利... 详细信息

传统贝叶斯成像常采用拉普拉斯分布进行成像特征表征,易使得成像结果过稀疏而容易丢失部分弱散射的结构特征,进而影响逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像精度提升。为实现高精度ISAR超分辨成像,本文采用伯努利拉普拉斯混合稀疏先验对目标统计特性进行概率建模,利用双层稀疏对目标先验进行统计约束,从而有效模拟目标散射场统计先验。并在贝叶斯层级模型下,通过引入隐变量建模的方式对先验进行分层构建,在解决先验分布与高斯似然函数不共轭问题的同时简化贝叶斯推断,降低模型复杂度。为避免繁琐的手动参数调整,实现超参数的自调节,本文对各随机变量建立条件概率依赖模型,并利用马尔可夫链蒙特卡罗随机模拟估计算法解决高维积分和后验分布难以求解的问题,实现相关超参数的统计估计,提升算法自学习能力。仿真和实测数据均证明本文所提方法具有有效性和优越性。

关键词：逆合成孔径雷达稀疏成像伯努利拉普拉斯贝叶斯学习马尔可夫链蒙特卡罗

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高校学生对课程思政育人的认知与需求调查

大视野 2023年第1期 70-73页

作者：尹勤毛欣瑶南京邮电大学经济学院江苏南京210023

党的十八大以来,我国政府对于思想政治理论课程的改革创新高度重视。运用问卷调查法,从高校学生视角对高校课程思政育人的现状进行调查,调查发现:在认知情况上,大多数学生能感受到学校对于课程思政的重视,且重点高校的重视程度高于一般... 详细信息

党的十八大以来,我国政府对于思想政治理论课程的改革创新高度重视。运用问卷调查法,从高校学生视角对高校课程思政育人的现状进行调查,调查发现:在认知情况上,大多数学生能感受到学校对于课程思政的重视,且重点高校的重视程度高于一般院校;在育人成效的评价情况上,多数学生对于课程思政的实施效果予以好评,认为影响课程思政育人成果的不利因素有思政元素生硬添加和教学内容脱离实际等;在育人需求与建议情况上,学生希望通过加强实践教学环节、增强教师综合能力和改革考试评定方式来提升思政育人效果。针对调查结果,从高校、教师和学生三个层面提出了提升课程思政育人成效的措施和建议。

关键词：课程思政学生需求高校人才培养

立德树人视域下高校课程思政实施效果及提升路径探讨

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大学 2023年第9期 104-107页

作者：尹勤高祖新毛欣瑶南京邮电大学经济学院中国药科大学理学院

为落实立德树人根本任务，形成更高水平人才培养体系，必须充分发挥各类课程与思政课教学同向同行的协同育人效应。为此，本文基于对高校师生课程思政教学情况进行问卷调查，研究发现：首先，多数学生对课程思政育人作用予以肯定；其次... 详细信息

为落实立德树人根本任务，形成更高水平人才培养体系，必须充分发挥各类课程与思政课教学同向同行的协同育人效应。为此，本文基于对高校师生课程思政教学情况进行问卷调查，研究发现：首先，多数学生对课程思政育人作用予以肯定；其次，学生对专业课教师在课程思政育人中的作用和实施效果评价均好于教师；再次，师生一致认为思政元素生硬添加是影响课程思政实施效果的首要因素；最后，针对课程思政实施的影响因素与师生建议，从高校、教师和学生三个层面探讨课程思政高质量建设的提升路径。

关键词：立德树人课程思政实施效果人才培养

游客视域下共享田园的建设现状调查及发展对策研究——基于服务质量差距模型的分析

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中文科技期刊数据库（全文版）社会科学 2022年第10期 62-65页

作者：顾湘雯毛欣瑶石锦秀浙江广厦建设职业技术大学浙江东阳321302

以东阳市“共享田园”为例,对游客的基本情况、服务体验进行问卷调查,利用服务质量差距模型(5GAP)进行数据总结分析,综合评价。分析游客视域下东阳市“共享田园”项目建设的现状,指出其存在的特色不明显,服务质量有待提升,基础设施建设... 详细信息

以东阳市“共享田园”为例,对游客的基本情况、服务体验进行问卷调查,利用服务质量差距模型(5GAP)进行数据总结分析,综合评价。分析游客视域下东阳市“共享田园”项目建设的现状,指出其存在的特色不明显,服务质量有待提升,基础设施建设不太完善,宣传不到位等问题,并提出深度开发特色产品,加强复合型生态旅游人才培养,构建旅游设施保障机制,打造优美独特的风景景观,建立立体宣传等建议,促使共享田园产业质量水平提高,提升田园综合体项目发展的综合水平。

关键词：乡村振兴田园综合体共享田园服务质量差距模型(5GAP)

手持式近红外光谱仪测定梨三种品质指标通用模型建模方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 406-412页

作者：毛欣然夏静静徐惟馨韦芸陈玥瑶陈月飞闵顺耕熊艳梅中国农业大学理学院北京100193

梨是生活中非常常见的水果,梨的糖度、酸度(pH)、硬度是评价梨品质的重要指标。近红外光谱技术因快速、无损和高效等优点,广泛应用于检测水果品质指标。手持式近红外光谱仪可以应用于现场无损检测梨品质,梨的大小不同会对梨的光谱和建... 详细信息

梨是生活中非常常见的水果,梨的糖度、酸度(pH)、硬度是评价梨品质的重要指标。近红外光谱技术因快速、无损和高效等优点,广泛应用于检测水果品质指标。手持式近红外光谱仪可以应用于现场无损检测梨品质,梨的大小不同会对梨的光谱和建模产生一定影响。因此,采集大小不同的5个品种梨果(雪梨、红香酥、蜜梨、红肖梨、酸梨)的近红外光谱,最大的雪梨平均赤道周长27.64 cm,重量为362.84 g,最小的蜜梨平均赤道周长18.35 cm,重量为112.67 g,共197个样品。光谱范围为900~1700 cm^(-1),并在梨的赤道上选取三个点测量梨果的可溶性固形物、酸度(pH)与硬度三个化学指标。采集光谱发现,小梨吸光度较大,而大梨吸光度较小。采用三点平均光谱代表样品光谱和一阶导预处理,改善了光谱的一致性,解决了样品不均匀性、不同梨大小不同等因素的影响。线性回归模型PLS可溶性固形物、酸度(pH)和硬度的校正集决定系数依次为0.7394、0.9335、0.8866,预测集决定系数依次为0.7559、0.8734、0.7874,校正集RMSEC依次为0.5504、0.1941、0.5181。预测集RMSEP依次为0.6564、0.2420、0.6692。非线性回归LSSVM模型可溶性固形物、酸度(pH)和硬度的校正集决定系数依次为0.9763、0.9999、0.9960,预测集决定系数依次为0.9234、0.9777、0.9394,校正集RMSEC依次为0.1949、0.0033、0.0894。预测集RMSEP依次为0.3169、0.1089、0.3613。对比线性算法和非线性算法,LS-SVM建模效果明显优于PLS,LS-SVM算法适用于更多的品种、更宽的品质指标范围的样品预测,模型的准确度和稳定性有了显著提高,可以建立不同品种大小的梨的通用模型。手持式近红外光谱仪可用于梨果的糖度、硬度和pH值的快速无损高效检测,并摆脱了实验室的限制,可以实现现场快速检测。

关键词：手持式近红外仪梨偏最小二乘法最小二乘支持向量机

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绿鳍马面鲀早繁苗种培育与室内外接力养殖

绿鳍马面鲀早繁苗种培育与室内外接力养殖

作者：毛欣童烟台大学

学位级别：硕士

通过研究绿鳍马面鲀（Thamnaconus septentrionalis）早繁生殖调控与室内外接力养殖,既可填补绿鳍马面鲀早繁苗种生物学等基础理论空白,又可为绿鳍马面鲀人工繁育提供技术支持。本文在人工培育条件下,采用形态解剖、组织学以及实验生态... 详细信息

通过研究绿鳍马面鲀（Thamnaconus septentrionalis）早繁生殖调控与室内外接力养殖,既可填补绿鳍马面鲀早繁苗种生物学等基础理论空白,又可为绿鳍马面鲀人工繁育提供技术支持。本文在人工培育条件下,采用形态解剖、组织学以及实验生态学的方法,对绿鳍马面鲀早繁生殖调控技术,期间亲鱼性腺发育变化,早繁苗种主要消化酶类（酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、酸性磷酸酶、碱性磷酸酶）的活力和激素(甲状腺激素（T、T）、生长激素（GH）、类胰岛素生长因子-Ⅰ（IGF-Ⅰ）)含量的变化以及室内外接力养殖技术进行了研究,主要研究结果如下:1.绿鳍马面鲀亲鱼早繁生殖调控与亲鱼发育生理采用控制温度和营养强化等方法对绿鳍马面鲀亲鱼进行生殖调控,并利用石蜡切片和苏木精-伊红染色（H.E染色）技术对其生殖调控过程中性腺进行组织学观察。结果显示,雌雄亲鱼性腺在2月份均能达到完全成熟阶段,且亲鱼在2月即开始产卵,较自然海区提前2～3个月。期间,卵母细胞的发育分为6个时相,卵巢发育分为4个时期,产卵类型为非同步发育分批产卵型。精子的发生分为5个阶段,精巢发育分为3个时期,精巢由生精部和贮精囊组成,生精部为典型的小叶型结构。通过对绿鳍马面鲀亲鱼的早繁生殖调控,可促使亲鱼提前繁殖,增加养殖生长期,为实现当年养成商品鱼奠定了基础。2.绿鳍马面鲀早繁苗种消化与内分泌生理六种消化酶活力均在初孵仔鱼（0日龄）时被检测到。其中酸性蛋白酶、碱性蛋白酶和淀粉酶在初孵仔鱼时活力较低,脂肪酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活力较高,随后不同消化酶随着鱼苗的生长发育呈现不同的变化趋势。其中淀粉酶活力呈先上升后下降再上升的趋势,碱性磷酸酶活力呈先上升后下降的趋势,酸性磷酸酶活力呈下降趋势,其余三种消化酶活力均呈波动变化趋势。四种激素均在初孵仔鱼时被检测到,且此时含量最低。T和T的变化趋势相似,呈先上升后下降的趋势,但T含量始终低于T含量,T在79日龄时出现最大值,T在50日龄时出现最大值。GH含量变化呈先上升后下降再上升的趋势,IGF-Ⅰ的变化呈波动的趋势,且其含量明显高于GH。绿鳍马面鲀早繁苗种消化和内分泌生理的研究结果,可为改进苗种培育技术、提高苗种培育成活率提供参考。3.绿鳍马面鲀早繁苗种培育与室内外接力养殖技术采用工厂化-池塘和工厂化-池塘-海上网箱两种模式进行绿鳍马面鲀接力养殖实验。养殖流程分别为:亲鱼生殖调控→工厂化苗种培育→池塘中间培育与养殖;亲鱼生殖调控→工厂化苗种培育→池塘中间培育→海上网箱养殖。结果表明,工厂化-池塘养殖模式中,工厂化培育的苗种转运到池塘的时间是五月下旬,池塘水温22℃左右,鱼苗规格3～4 cm,池塘培育时间为6～11月份。工厂化-池塘-海上网箱养殖模式中,工厂化培育的苗种转运到池塘的时间是五月上旬,鱼苗规格为6～7 cm,在池塘过渡一个月后转入海上网箱养成,鱼苗规格为11～12 cm,海上网箱培育时间为6～11月份。两种模式既能加快苗种生长,缩短养殖周期,降低养殖成本,又能避免寄生虫等病害的发生,增加养殖收益,可实现当年养成商品鱼,也可培育大规格苗种,经越冬后来年提供深远海养殖。可根据当地的资源条件,采用适宜的室内外接力养殖模式。

关键词：绿鳍马面鲀亲鱼早繁生殖调控性腺发育酶活力激素变化室内外接力养殖