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频域多方向C-UNet及动态损失的工业烟尘图像分割

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控制理论与应用 2024年第3期41卷 543-554页

作者：张大锦刘辉陈甫刚赵安昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室云南昆明650500 云南昆钢电子信息科技有限公司云南昆明650302

工业烟尘污染等级监测中烟尘的准确分割是污染等级判定的重要前提.针对边缘模糊且方向多变烟尘在特征提取过程中边缘方向细节信息提取困难、分割不准确的问题,本文提出一种频域多方向C-UNet及动态损失的工业烟尘图像分割方法.首先,通过... 详细信息

工业烟尘污染等级监测中烟尘的准确分割是污染等级判定的重要前提.针对边缘模糊且方向多变烟尘在特征提取过程中边缘方向细节信息提取困难、分割不准确的问题,本文提出一种频域多方向C-UNet及动态损失的工业烟尘图像分割方法.首先,通过构建轮廓波多方向分解下采样结构增强编码阶段烟尘边缘方向信息的提取能力;其次,通过轮廓波变换提取烟尘8个边缘方向细节信息进行跳跃连接,提升持续采样过程中细节信息的表达准确度;然后,构建轮廓波细节重构上采样结构增强解码阶段烟尘边缘细节信息的恢复能力;最后,提出一种动态加权策略构建组合损失函数来优化训练网络,增强网络对烟尘边缘特征的提取能力.结果表明,本文方法与U-Net和其他同类方法相比在指标上有较好提升,改善了烟尘边缘分割不准确的问题,在不同烟尘场景上的分割效果也优于现有分割模型.

关键词：工业烟尘图像分割轮廓波变换特征提取动态损失函数

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信仰与灵魂的永生记音乐剧《瞿秋白》

中国戏剧 2024年第4期 95-96页

作者：刘辉玉林师范学院音乐舞蹈学院

“知我者,谓我心忧;不知我者,谓我何求”,这是《诗经·黍离》中的词句,也是瞿秋白遗作《多余的话》的题记。今天,当人们提起瞿秋白的时候,总是说到他坚韧的革命意志和慷慨坦然、直面死亡的大义凛然。而作为一名马克思主义者、一名共产党... 详细信息

“知我者,谓我心忧;不知我者,谓我何求”,这是《诗经·黍离》中的词句,也是瞿秋白遗作《多余的话》的题记。今天,当人们提起瞿秋白的时候,总是说到他坚韧的革命意志和慷慨坦然、直面死亡的大义凛然。而作为一名马克思主义者、一名共产党员,他的热情、浪漫、执着,他在革命受挫时的茫然、困惑、苦闷的内心世界却往往被忽视。这样一个复杂多面又真实的、在时代与革命洪流的冲突中诞生的革命者该如何呈现在舞台上,似乎有较大的难度。日前,由福建省歌舞剧院创排,国家大剧院青年剧作家关渤编剧,中央戏剧学院表演系主任、博士生导师陈刚执导的音乐剧《瞿秋白》上交了一份高分答卷。

关键词：《多余的话》瞿秋白国家大剧院歌舞剧院革命意志博士生导师音乐剧

基于学习型滑模预测控制的无人驾驶车辆非结构化环境轨迹跟踪及稳定性控制

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机械工程学报 2024年第10期60卷 399-412页

作者：刘聪刘辉韩立金聂士达北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学前沿技术研究院济南250000

针对高速无人驾驶车辆在复杂非结构化环境下轨迹跟踪精度和横摆稳定性之间难以协调平衡的难题,提出一种基于学习型滑模预测控制的轨迹跟踪及稳定性协调控制方法。首先,基于高斯过程回归方法构建数据学习型预测模型,以解决复杂非结构化... 详细信息

针对高速无人驾驶车辆在复杂非结构化环境下轨迹跟踪精度和横摆稳定性之间难以协调平衡的难题,提出一种基于学习型滑模预测控制的轨迹跟踪及稳定性协调控制方法。首先,基于高斯过程回归方法构建数据学习型预测模型,以解决复杂非结构化环境下无人驾驶车辆的剩余模型不确定性和环境噪声干扰问题。其次,提出一种基于高斯-滑模预测控制的轨迹跟踪及稳定性协调控制方法,将基础模型与高斯不确定性预测相结合作为控制模型,设计基于滚动预测优化的滑模控制方法,满足多约束下控制器的实时性和鲁棒性要求。此外,构建车辆未来时刻行驶风险预测模型,利用基于预测时域内相对残差的递归贝叶斯定理提前决策多目标融合型函数的权重系数,满足全局性能最优。仿真结果表明,所提方法有效提高了存在路面噪声干扰的非结构道路下高速无人驾驶车辆轨迹跟踪精度和动力学稳定性。

关键词：无人驾驶汽车轨迹跟踪及稳定性高斯过程滑模预测控制行驶风险预测

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基于FCM-WPPCR协同度量的转炉炼钢终点碳温软测量方法

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控制理论与应用 2024年

作者：赵安刘辉陈甫刚云南昆钢电子信息科技有限公司昆明理工大学云南省人工智能重点实验室昆明理工大学信息工程与自动化学院

转炉炼钢终点碳温的准确检测是吹炼末期判断出钢的关键,而非线性、多工况的数据特性是软测量有效预测终点碳温的难点.针对复杂工业数据下即时学习直接度量相关样本困难且度量依据较为单一,致使样本匹配失准的问题,提出一种FCM-WPPCR(Fuz... 详细信息

转炉炼钢终点碳温的准确检测是吹炼末期判断出钢的关键,而非线性、多工况的数据特性是软测量有效预测终点碳温的难点.针对复杂工业数据下即时学习直接度量相关样本困难且度量依据较为单一,致使样本匹配失准的问题,提出一种FCM-WPPCR(Fuzzy C-Means Clustering Weighted Posterior Probability and Cluster Relation,FCM-WPPCR)协同度量策略用于即时学习最佳样本子集选择.该策略通过模糊C均值聚类划分多工况子簇,并引入EMD准则构建一种后验概率模式表征待测样本在各簇中的隶属度;其次,通过最大均值差异确定其他子簇与最大隶属度子簇的相关度后,计算待测样本与各簇样本EMD距离的均值构造一种协同度量机制加权后验概率和簇关系,以确定待测样本在各簇中样本选择的执行标准;最后,在各簇中选择相关样本构造最佳样本子集,并建立局部回归模型预测终点碳温.通过实际炼钢生产过程数据仿真,碳含量在±0.02%误差范围内预测精度达到92.60%,温度在±10℃误差范围内预测精度达到93.30%.

关键词：转炉炼钢预测分析相似性度量即时学习软测量

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湖南省农田水利设施治理效率及影响因素研究

中国农村水利水电 2024年

作者：刘辉吴敏湖南农业大学经济学院

农田水利设施治理效率与农村经济高质量发展密切相关，在保障人民群众切身利益和农业可持续发展上发挥着重要的作用。本文选取2012—2021年湖南省14个市（州）的面板数据，采用三阶段SBM与Malmquist 指数相结合的方法，从静态与动态两... 详细信息

农田水利设施治理效率与农村经济高质量发展密切相关，在保障人民群众切身利益和农业可持续发展上发挥着重要的作用。本文选取2012—2021年湖南省14个市（州）的面板数据，采用三阶段SBM与Malmquist 指数相结合的方法，从静态与动态两个视角对农田水利设施的治理效率进行分析，并在此基础上运用固定效应模型，进一步探讨治理效率的影响因素。研究表明：在剔除环境因素与随机误差后，农民专业合作社、农户人均收入、地区生产总值和城市化水平对农田水利设施治理效率有积极性的影响，过量的堤防建设会弱化农田水利设施治理效率；调整后湖南省的农田水利治理效率趋于稳定，纯技术效率和规模效率则有不同程度的增长；2012—2021年湖南省农田水利设施的全要素生产率呈现“U型”波动增长，长株潭地区全要素生产率的增长最快，湘南地区增速最慢，出现极端值的原因主要是技术进步变化指数的变动；农业种植结构、农村居民文盲率、经济发展水平和财政分权度对农田水利治理效率有负面影响。

关键词：农田水利治理效率三阶段SBM-Malmquist指数固定效应模型

未知初始跟踪条件的纯反馈系统预设性能有限时间容错控制

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山东大学学报(工学版) 2024年

作者：丁磊李小华刘辉辽宁科技大学电子与信息工程学院

针对具有执行器故障和未知初始跟踪条件的非仿射纯反馈系统,研究其预设性能有限时间容错控制问题。采用中值定理处理非仿射系统,考虑控制方向未知,用Nussbaum增益函数解决控制器设计问题。借助一种与系统初始条件无关的预设性能控制设... 详细信息

针对具有执行器故障和未知初始跟踪条件的非仿射纯反馈系统,研究其预设性能有限时间容错控制问题。采用中值定理处理非仿射系统,考虑控制方向未知,用Nussbaum增益函数解决控制器设计问题。借助一种与系统初始条件无关的预设性能控制设计方法,在跟踪误差的初始状态未知时依然可设计预设性能控制器。采用传统的有限时间理论及容错控制理论,提出一个预设性能有限时间容错控制设计策略。该策略能够保证系统在未知初始跟踪条件和执行器故障情况下的暂态和稳态性能,以及系统中所有信号的有界性。仿真结果验证了所提策略的可行性。

关键词：非仿射纯反馈执行器故障预设性能有限时间控制控制方向未知

中小学作业数字化转型:价值、困境及破解路径

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课程．教材．教法 2024年第2期44卷 89-96页

作者：刘辉申国昌太原师范学院教育学院晋中030619 华中师范大学教育学院武汉430079

教育数字化背景下作业的数字化转型是中小学作业变革的未来趋势。中小学作业内容数字化有利于为学习者的个性化学习提供丰富的学习资源,作业实施数字化有利于将学习行为进行记录和分析,作业评价数字化有利于从多维度对学习者进行“画像... 详细信息

教育数字化背景下作业的数字化转型是中小学作业变革的未来趋势。中小学作业内容数字化有利于为学习者的个性化学习提供丰富的学习资源,作业实施数字化有利于将学习行为进行记录和分析,作业评价数字化有利于从多维度对学习者进行“画像”。当前,中小学作业的数字化转型面临着作业内容“文本化”、作业实施“机械化”、作业评价“单一化”等困境。可以从构建共建共享的作业内容开发机制、研发智能作业平台、设计科学的作业评价体系等途径助力中小学作业的数字化转型。

关键词：中小学作业教育数字化作业平台

无关初始条件的全状态约束事件触发渐近跟踪控制及其应用

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系统科学与数学 2024年

作者：刘辉李小华丁磊辽宁科技大学电子与信息工程学院

针对一类控制方向未知的非严格反馈非线性系统,提出一种新的全状态约束事件触发渐近跟踪控制策略.该策略基于非线性映射与系统转换方法,在全状态约束控制中去掉了对系统初始状态的依赖,同时设计了一个新的性能约束函数使系统跟踪误差在... 详细信息

针对一类控制方向未知的非严格反馈非线性系统,提出一种新的全状态约束事件触发渐近跟踪控制策略.该策略基于非线性映射与系统转换方法,在全状态约束控制中去掉了对系统初始状态的依赖,同时设计了一个新的性能约束函数使系统跟踪误差在有限时间内收敛到平衡点附近的邻域内.为了避免控制输入初始值过大,本文考虑零初始控制输入的控制方式,设计一种新的输入调节函数,并将其引入事件触发机制,确保系统事件触发控制输入具有零初始值.所设计的控制器保证了系统的全状态约束性能和渐近跟踪性能,使所有的转换误差渐近收敛到0.机械臂系统的仿真研究验证了所提方法的有效性和优越性.

关键词：非线性系统控制方向未知全状态约束零初始控制输入渐近跟踪

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双目视觉辅助的激光惯导SLAM算法

控制与决策 2024年第6期39卷 1787-1800页

作者：刘辉张雪波李如意苑晶南开大学机器人与信息自动化研究所天津300350 天津市智能机器人技术重点实验室天津300350

激光同步定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)算法在位姿估计和构建环境地图时依赖环境结构特征信息,在结构特征缺乏的场景下,此类算法的位姿估计精度与鲁棒性将下降甚至运行失败.对此,结合惯性测量单元(inerti... 详细信息

激光同步定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)算法在位姿估计和构建环境地图时依赖环境结构特征信息,在结构特征缺乏的场景下,此类算法的位姿估计精度与鲁棒性将下降甚至运行失败.对此,结合惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)不受环境约束、相机依赖视觉纹理的特点,提出一种双目视觉辅助的激光惯导SLAM算法,以解决纯激光SLAM算法在环境结构特征缺乏时的退化问题.即采用双目视觉惯导里程计算法为激光扫描匹配模块提供视觉先验位姿,并进一步兼顾视觉约束与激光结构特征约束进行联合位姿估计.此外,提出一种互补滤波算法与因子图优化求解的组合策略,完成激光里程计参考系与惯性参考系对准,并基于因子图将激光位姿与IMU数据融合以约束IMU偏置,在视觉里程计失效的情况下为激光扫描匹配提供候补的相对位姿预测.为进一步提高全局轨迹估计精度,提出基于迭代最近点匹配算法(iterative closest point,ICP)与基于图像特征匹配算法融合的混合闭环检测策略,利用6自由度位姿图优化方法显著降低里程计漂移误差并构建环境地图.最后,将所提出方法在公开与自制数据集上进行实验验证,并与主流开源的SLAM算法进行对比.实验结果表明,所提出算法可以在结构特征缺乏环境下稳定运行,并且相较于对比算法具有更高的位姿估计精度和算法鲁棒性.

关键词：激光SLAM 闭环检测结构特征缺乏环境位姿图优化视觉惯导里程计

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