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基于深度卷积生成对抗网络的鬼成像质量优化

激光与光电子学进展 2024年第10期61卷 175-183页

作者：侯茂新刘昭涛中兵智能创新研究院有限公司群体协同与自主实验室中国北方车辆研究所

针对传统鬼成像在识别手写数字时所存在的重构图像质量差的问题，结合生成对抗网络生成数据快的优势，提出一种新的鬼成像质量优化方法，以提升低采样率下鬼像的重构质量。通过桶探测器收集由系列散斑照射到待测手写数字图像上的光强，... 详细信息

针对传统鬼成像在识别手写数字时所存在的重构图像质量差的问题，结合生成对抗网络生成数据快的优势，提出一种新的鬼成像质量优化方法，以提升低采样率下鬼像的重构质量。通过桶探测器收集由系列散斑照射到待测手写数字图像上的光强，获得总光强值，并将其输入适用于鬼成像原理的深度卷积生成对抗网络，进行训练，分别与传统鬼成像方法和u-net网络进行对比分析，验证了所提方法的有效性和合理性。实验结果表明，所提方法得到的重构图像质量明显优于对比方法的图像质量，且在0.0625、0.25采样率下重构图像的峰值信噪比和结构相似度较u-net网络分别提升了18.9%/51.9%、38.29%/42.35%。

关键词：鬼成像生成对抗网络低采样率峰值信噪比结构相似度

镍基高温合金不完全动态再结晶组织对力学性能的影响及断裂机制

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材料导报 2024年第6期38卷 217-221页

作者：王淼刘延辉刘昭昭陕西科技大学机电工程学院西安710021 西北工业大学材料科学与工程学院西安710072 浙江温州轻工研究院浙江温州325002

本工作对热等静压态镍基高温合金FGH4096在变形温度为1 080℃、应变速率为3 s^(-1)的条件下进行等温变形,最大变形量为50%,进而研究高温变形过程中该合金组织演变规律,并选取具有典型形变组织的区域在700℃、0.001 s^(-1)条件下进行力... 详细信息

本工作对热等静压态镍基高温合金FGH4096在变形温度为1 080℃、应变速率为3 s^(-1)的条件下进行等温变形,最大变形量为50%,进而研究高温变形过程中该合金组织演变规律,并选取具有典型形变组织的区域在700℃、0.001 s^(-1)条件下进行力学性能测试。基于光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)对显微组织和断口的分析测试结果,发现热变形过程中产生的不完全动态再结晶组织从试样截面中心到边缘区域再结晶程度依次降低,中心部位抗拉强度可达到1 422.79 MPa,屈服强度为1 110.3 MPa,延伸率为10.15%。再结晶晶粒形核首先发生在晶界处,形核方式主要为晶界凸出形核。不完全动态再结晶组织中的变形晶粒内部存在亚晶界,对位错的运动起到阻碍作用,使得合金强度提高。合金断口形貌为韧窝状和撕裂棱的混合结构,断裂方式为穿晶断裂。

关键词： FGH4096合金不完全动态再结晶力学性能断口分析

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基于深度学习的点云目标跟踪算法研究

基于深度学习的点云目标跟踪算法研究

作者：刘昭娣北方工业大学

学位级别：硕士

近年来,单目标跟踪技术在自动驾驶等多个领域展现出了巨大的应用潜力。然而,随着交通场景的日益复杂化,传统的基于图像的单目标跟踪方法已难以满足实际需求。在这一背景下,激光雷达点云作为三维数据的代表,在自动驾驶等领域的应用日益广... 详细信息

近年来,单目标跟踪技术在自动驾驶等多个领域展现出了巨大的应用潜力。然而,随着交通场景的日益复杂化,传统的基于图像的单目标跟踪方法已难以满足实际需求。在这一背景下,激光雷达点云作为三维数据的代表,在自动驾驶等领域的应用日益广泛,正逐渐成为单目标跟踪技术研究的首选。鉴于此,本文提出了一种基于BAT模型的优化算法,以期提升自动驾驶场景下三维点云单目标跟踪的精确度和效率。首先本文提出了一种基于运动预测的三维点云单目标跟踪方法,来解决由于点云稀疏而导致的跟踪失败问题,具体来说,本文在BAT网络框架下,运用了一种加入时间信息的点云作为输入,为了更准确的提取目标点云,该输入中还加入了前一帧的目标框。同时,为了避免因目标点云过于稀疏而导致的跟踪偏差,本文引入了一个运动预测模块,使网络能够利用目标特征信息提供运动预测,该模块从三维点云数据中获取点云的运动信息,并通过将这些信息转换至当前帧来优化目标框的定位精度,从而确定最终的跟踪输出。经过在KITTI数据集上的实验验证,改进后的模型相比原模型3D Success从55.0提升至62.9,3D Precision从75.2提升至83.4。其次,本文提出了一种基于全局特征新信息的三维点云目标跟踪方法,来解决由于点云场景中存在干扰物而导致的跟踪错误问题,该方法首先利用局部特征提取模块来获取局部特征,生成粗略的目标框,然后,利用全局特征细化模块来获取目标框之间的关联信息,该模块不仅能够获取目标框之间的关系性,而且可以以全局的方式增强其特征表示,在不增加额外参量和运算量的前提下,通过逐步深入地从局部到全局提取特征,来得到更加丰富、更具信息量和表达能力的特征表示。通过在KITTI数据集上的验证,经过改进的模型相较于原始模型,3D Success从55.0提升至63.1,3D Precision从75.2提升至83.7。最后,本文提出了一种基于Transformer的三维点云目标跟踪算法,来进一步提高网络的跟踪性能,结合全局特征细化模块的优势,本文将局部特征提取模块与全局特征细化模块进行融合,形成一个综合性的特征提取模块,该模块不仅能够充分利用目标的局部特征信息,而且能够有效利用目标场景全局信息来预测目标位置。除此之外,本文还用更为适配点云的Transformer网络替换原BAT的特征提取网络Point Net++,并将运动预测、全局-局部特征融合两大模块与之拼接融合,通过优化模型结构使其更易于实现实时点云目标跟踪任务。在KITTI数据集上的实验结果显示,改进后的模型相较于原模型,3D Success从55.0提升至65.6,3D Precision从75.2提升至85.6。

关键词：点云单目标跟踪 BAT 运动预测全局特征细化 Transformer

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航空燃气涡轮-电混合动力系统关键技术分析

推进技术 2024年第3期45卷 73-83页

作者：伏宇刘昭威郑天慧王鹏中国航发四川燃气涡轮研究院四川成都610500

本文介绍了串联式和并联式混合动力系统的基本原理与性能特点,对混合动力的性能优势来源进行了原理性阐述。针对混合动力的系统架构,分析了性能设计、控制系统、电机设计以及热管理方面的关键技术。航空燃气涡轮-电混合动力技术的发展,... 详细信息

本文介绍了串联式和并联式混合动力系统的基本原理与性能特点,对混合动力的性能优势来源进行了原理性阐述。针对混合动力的系统架构,分析了性能设计、控制系统、电机设计以及热管理方面的关键技术。航空燃气涡轮-电混合动力技术的发展,有可能对传统航空发动机领域产生颠覆性变革。需要打破原有航空发动机热力机械设计思维,将动力系统所涉及的推进、电能以及热管理进行融合设计,推动航空动力系统效能进一步提升。

关键词：燃气涡轮电推进混合动力航空发动机综述

多级自适应CNN与混合Transformer的单图像超分辨率重建

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计算机应用与软件 2024年

作者：姜敏樊瑶刘昭阳西藏民族大学信息工程学院

由于CNN善于捕获局部特征，Transformer擅长获取全局特征。为结合两者优势，提出多级自适应CNN与混合Transformer的单图像超分辨率重建网络。首先自适应和级联结合，可以增强网络逐步获取低分辨率图像中潜在局部特征的能力，以减少低级... 详细信息

由于CNN善于捕获局部特征，Transformer擅长获取全局特征。为结合两者优势，提出多级自适应CNN与混合Transformer的单图像超分辨率重建网络。首先自适应和级联结合，可以增强网络逐步获取低分辨率图像中潜在局部特征的能力，以减少低级特征丢失。然后加入混合Transformer，使网络能够同时从通道和空间维度上最大程度学习图像间的长程依赖关系，以恢复重建图像的纹理细节，减少模糊。最后引入空间频域块融合局部和全局信息，进一步加强纹理细节并提高重建准确性。在Set5、Set14、BSD100、Urban100和Manga109这5个数据集的实验结果表明，与其他主流方法相比，该方法的峰值信噪比在■、■和■任务中分别提升了0.26dB～1.49dB、0.14dB～0.79dB和0.20dB～0.72dB。同时，在唐卡数据集■任务中提升了1.0dB，得到更逼真、更符合人眼视觉感受的重建图像。

关键词：单图像超分辨率重建多级自适应CNN 混合Transformer 空间频域块

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高速铁路土工格栅加筋膨胀土边坡作用机制

铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 1-12页

作者：张锐周豫兰天郑健龙刘昭京李彬长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 中国铁路南宁局集团有限公司广西南宁530029 中铁五局集团有限公司湖南长沙410117

土工格栅加筋处治是解决膨胀土边坡问题的关键技术。为深入研究格栅与膨胀土相互作用机制,依托南宁铁路改柳南线工程,开展加筋设计及格栅抗拔稳定性计算。将考虑膨胀土侧向膨胀影响及格栅反包约束作用的设计方案应用于实际工程中,并通... 详细信息

土工格栅加筋处治是解决膨胀土边坡问题的关键技术。为深入研究格栅与膨胀土相互作用机制,依托南宁铁路改柳南线工程,开展加筋设计及格栅抗拔稳定性计算。将考虑膨胀土侧向膨胀影响及格栅反包约束作用的设计方案应用于实际工程中,并通过预埋设的监测元件,对自然降雨−蒸发气候下加筋边坡的含水率、应力、位移及格栅应变的变化特征进行长期监测。研究结果表明:在考虑侧向膨胀及格栅约束的影响下,土工格栅的抗拔稳定安全系数仍满足规范要求。基于监测数据发现,受大气环境影响,体积含水率的波动幅度由浅至深逐渐减弱;格栅应变变化趋势与土体应力变化趋势基本一致,随季节性干湿气候呈“波浪”式变化;靠近坡面土体受大气干湿循环的影响更为显著,对降雨入渗敏感,其土工格栅应变变化迅速,峰值出现时间早;格栅应变峰值远小于格栅允许拉应变,且边坡累积水平位移量较小,表明加筋边坡滑移破坏风险较低;在降雨过程中,格栅对边坡土体施加弹性约束,允许坡面发生一定程度的膨胀,释放坡体因增湿产生的膨胀势,从而避免边坡因侧向应力增大形成渐进式滑坡,体现了土工格栅加筋膨胀土边坡“以柔治胀”的作用机制。研究成果可为高速铁路膨胀土边坡的土工格栅加筋设计与施工提供理论和技术支撑。

关键词：高速铁路加筋膨胀土边坡筋土相互作用现场监测土体位移

案例支持下城市灾害风险应对的大数据治理模式分析方法

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情报学报 2024年第6期 672-684页

作者：刘昭阁李向阳乔立民吴冲厦门大学公共事务学院哈尔滨工业大学经济与管理学院北京北科互联城市治理技术研究院有限公司

在城市灾害风险应对（disaster risk response,DRR）领域，大数据应用通常存在数据不平衡、共享不充分、精准智能化水平低等多方面问题，大数据治理模式的构建完善急需相关知识支持，却面临场景复杂性与碎片化知识分布带来的知识困境。... 详细信息

在城市灾害风险应对（disaster risk response,DRR）领域，大数据应用通常存在数据不平衡、共享不充分、精准智能化水平低等多方面问题，大数据治理模式的构建完善急需相关知识支持，却面临场景复杂性与碎片化知识分布带来的知识困境。本文从最佳实践理论视角出发，考虑对历史案例的知识学习，提出一种基于案例借鉴的DRR大数据治理模式分析方法。基于案例方法的核心是通过场景相似度匹配，检索传递可用于目标场景的治理模式，构建可用模式集；面向检索获得的可用模式，结合模式应用的效果数据进行模式应用问题诊断与治理模式约简，再从管理复杂性与实现成本角度完成多案例模式整合，由此生成能够有效解决现实大数据应用问题的优质模式。最后，通过河南省濮阳市的城市社区防火用例分析本文方法的合理性。用例结果表明，本文方法能够精准传递与运用历史经验，有利于整合碎片化知识、解决复杂场景下的知识匮乏问题，不断提升DRR领域的大数据应用与治理模式价值。

关键词：灾害风险应对大数据治理模式分析知识学习场景复杂性案例支持

甲烷干重整高性能Ni/SiO@LaO核壳催化剂

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科学通报 2024年

作者：李彬肖勇山刘昭铁刘忠文陕西师范大学化学化工学院陕西省合成气转化重点实验室

兼具高活性和高稳定性的镍基催化剂是实现甲烷干重整工业化应用的关键.为此,本文以Ni/SiO2纳米球为核、La2O3为壳,采用浸渍法制备了Ni/SiO2@La2O3核壳催化剂,并考察了其催化甲烷干重整的性能.研究结果表明,Ni/SiO2@La2O3形成了完整的核... 详细信息

兼具高活性和高稳定性的镍基催化剂是实现甲烷干重整工业化应用的关键.为此,本文以Ni/SiO2纳米球为核、La2O3为壳,采用浸渍法制备了Ni/SiO2@La2O3核壳催化剂,并考察了其催化甲烷干重整的性能.研究结果表明,Ni/SiO2@La2O3形成了完整的核壳结构,且部分La2O3与Ni/SiO2表面的Ni物种反应生成了LaNiO3钙钛矿,起到了进一步再分散金属Ni的作用.在T=750°C, P=0.1 MPa, CH4/CO2摩尔比=1,空速=60000 mL g-1h-1的条件下, Ni/SiO2@La2O3的初始CH4转化率达81.0%,接近热力学平衡值（83.5%）,且明显优于对比催化剂Ni/SiO2的初始活性（61.9%）.这主要归因于CH4在Ni/SiO2@La2O3表面更容易活化.得益于Ni/SiO2@La2O3的核壳结构、La2O3壳层对金属Ni的限域作用以及La2O3对消除催化剂表面积炭的促进作用,反应90 h后的CH4和CO2转化率仅出现小幅下降,表现出了较高的稳定性.上述结果不仅有助于深入理解核壳结构镍基催化剂抗烧结和抗积炭的作用机制,而且对设计和制备高性能镍基甲烷干重整工业催化剂具有重要的指导价值.

关键词：干重整甲烷镍基催化剂氧化镧核壳结构

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高光谱遥感技术在耕地质量反演中的应用

测绘通报 2024年第5期 127-132页

作者：王陈哲刘昭贤付利钊国家基础地理信息中心北京100830 河北省第二测绘院河北石家庄050031 河北省第一测绘院河北石家庄050030

本文基于高光谱影像对耕地质量相关指标进行反演估算,以河北省石家庄市东北部平原部分耕地区域为研究对象,基于辐射、几何校正预处理后的资源一号02D高光谱遥感影像,采集影像覆盖范围内地表土壤样本共110组,并完成理化分析等流程,获取... 详细信息

本文基于高光谱影像对耕地质量相关指标进行反演估算,以河北省石家庄市东北部平原部分耕地区域为研究对象,基于辐射、几何校正预处理后的资源一号02D高光谱遥感影像,采集影像覆盖范围内地表土壤样本共110组,并完成理化分析等流程,获取样本的耕地质量相关指标含量数据。通过Hapke模型、CARS方法与SVM模型建立耕地质量相关指标的反演模型。结合70%的建模样本和30%的预测样本验证表明,水解性氮、有机质等指标达到较高的精度,证实了高光谱遥感技术针对土壤有机质和养分指标反演的应用价值。

关键词：资源一号02D 高光谱遥感耕地质量 Hapke模型