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半全局匹配算法的改进和火场动态图像预处理及特征匹配研究

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半全局匹配算法的改进和火场动态图像预处理及特征匹配研究

作者：周昊昊大连理工大学

学位级别：硕士

双目立体视觉技术结合不同视角下的场景信息,通过图像匹配算法实现视差图的计算,进而根据三维几何参数计算场景深度,还原三维空间立体模型。在实际图像采集过程中,由于光照、透射、前景遮挡、低纹理等因素的影响,图像匹配成为立体视觉... 详细信息

双目立体视觉技术结合不同视角下的场景信息,通过图像匹配算法实现视差图的计算,进而根据三维几何参数计算场景深度,还原三维空间立体模型。在实际图像采集过程中,由于光照、透射、前景遮挡、低纹理等因素的影响,图像匹配成为立体视觉技术的关键步骤,关系着三维立体模型的精度和效率。同时,伴随自动驾驶等领域的发展,对图像深度信息的获取精度和速度有了越来越高的要求。针对以上问题,本文设计了一种改进的半全局立体匹配算法,兼顾了匹配精度的同时提升匹配效率;另外,本文对火场环境下的立体匹配技术进行应用,在实际工业现场环境中检验匹配算法的准确度和鲁棒性。本文主要创新性如下:（1）对局部匹配算法中LBP算子进行改进。LBP算子对光照环境的鲁棒性好、计算复杂度低,但在弱纹理区域及物体边缘表现较差,这是因为存在较多冗余像素且容易受到噪声影响。本文通过间隔选点的方式对LBP算子进行改进,构建了初始匹配代价空间,筛除冗余信息的同时获得了更大的感知范围。（2）对SGM半全局立体匹配算法中代价聚合路径进行改进。匹配代价聚合是SGM算法的灵魂,传统匹配代价聚合有8路径或16路径且赋予相同权重,部分路径的聚合依赖于前一像素或后一像素的匹配代价,需要大量空间缓存数据。本文对SGM聚合路径进行改进,按照物理存取规则和先验视差约束条件,将聚合路径精简为5条,结合灰度约束和距离约束原则实现权重自适应分配。实验验证,本文改进的稠密匹配算法在Middeval2数据集中,匹配平均准确度95.94%,相比传统SGM算法准确率提升3.5个百分点,计算速度提升50%以上;在Middeval3数据集中,匹配平均准确度86.6%,相比传统SGM算法准确率提升5个百分点,计算速度提升2 3。（3）双目立体视觉技术在工业现场领域的应用。本文通过对视频抽帧、多帧图像差分技术,实现了对火焰的模糊和燃烧物边缘的增强,降低了火焰跳动对立体匹配算法的影响;阐述了几种特征点匹配算法原理,选择将SURF算法应用到特征匹配中,在实际场景中进行匹配算法验证。实验结果指出,将本文预处理技术与SURF算法结合,可以实现平均匹配准确率90%左右,计算速度2.5s,可以满足特征动态匹配的项目需求,实现了较为鲁棒性的匹配效果。

关键词：双目立体视觉稠密立体匹配半全局匹配算法边缘提取技术工业现场应用

基于有限元的金属与塑料斜齿轮传动副的接触分析

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基于有限元的金属与塑料斜齿轮传动副的接触分析

作者：周昊昊湘潭大学

学位级别：硕士

齿轮传动是目前使用最为普遍的传动类型,随着材料工业的发展以及对产品轻量化要求的不断提高,塑料齿轮的应用逐渐广泛。对比金属齿轮,有着质轻、可吸振、自润滑、容易生产加工等优势,但同时也存在着其强度不如金属齿轮以及对温度比较敏... 详细信息

齿轮传动是目前使用最为普遍的传动类型,随着材料工业的发展以及对产品轻量化要求的不断提高,塑料齿轮的应用逐渐广泛。对比金属齿轮,有着质轻、可吸振、自润滑、容易生产加工等优势,但同时也存在着其强度不如金属齿轮以及对温度比较敏感等不足,在与金属齿轮啮合时,更容易在工作中失效,本文以某汽车用电动助力制动器传动系统中的斜齿轮副为研究对象,以金属齿轮作为主动轮,聚甲醛为材料的塑料齿轮作为从动轮,对此类齿轮副进行了理论分析和有限元仿真,主要完成了以下工作内容:（1）分析了金属与塑料的接触特性,建立了塑料齿轮的粘弹性力学模型,分析了金属与塑料斜齿轮副的接触压力模型,通过使用赫兹接触理论对齿轮副的接触力学开展了理论分析。（2）利用UG软件建立了齿轮副三维模型,并将模型导入ANSYS Wokbench软件里开展了有限元接触分析,通过仿真得到了不同扭矩下齿轮副的应力、应变大小及分布,得出了不同接触摩擦系数下对齿轮副最大接触应力规律。（3）对塑料齿轮开展了稳态温度场有限元数值模拟,建立了摩擦热流量模型,根据齿轮啮合的温度场理论计算了齿轮副在一定工况下的摩擦热流量,建立了塑料齿轮单齿有限元模型,通过计算出的边界条件得到了不同转速和载荷下的塑料齿轮单齿的温度场分布情况,并分析了在不同工况下对塑料齿轮最大温度产生的影响规律。（4）在结构和温度场分析的基础上对齿轮副开展了热-结构耦合分析,通过对结构场导入热载荷得到了耦合场下的最大等效应力和应变,并与结构场在相同工况下得出的应力和应变进行了对比分析,之后分别对考虑弹性模量和不考虑弹性模量受温度变化影响下齿轮副的应力和应变变化情况进行了分析讨论。（5）通过有限元模型的仿真分析,发现塑料齿轮齿根处发生应力集中现象是造成齿根断裂的原因,因此对塑料齿轮通过齿根过渡圆角半径修形方法进行了结构改进;结合有限元对比分析试验,得到了塑料齿轮齿根过渡圆角半径范围,计算出了齿根最佳修形半径,对比了修形前后结构场和耦合场的应力应变分布规律,证明了修形方法的可靠性,改善了塑料齿轮的强度。

关键词：塑料齿轮接触分析有限元热-结构耦合齿根修形

东北地区典型干旱—半干旱区湖泊反照率遥感反演研究

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东北地区典型干旱—半干旱区湖泊反照率遥感反演研究

作者：周昊昊延边大学

学位级别：硕士

湖泊反照率是描述水-气界面能量平衡的重要参数,能够刻画湖泊表面对太阳短波辐射反射能力的大小,调控着湖泊与大气之间辐射能量的分配过程,对局地气候、生态环境有着重要影响。然而,以往的研究多集中于地表反照率,对湖泊反照率鲜有涉及... 详细信息

湖泊反照率是描述水-气界面能量平衡的重要参数,能够刻画湖泊表面对太阳短波辐射反射能力的大小,调控着湖泊与大气之间辐射能量的分配过程,对局地气候、生态环境有着重要影响。然而,以往的研究多集中于地表反照率,对湖泊反照率鲜有涉及,且对影响湖泊反照率的因素考虑不够全面。现有的反照率遥感反演模型大多对陆地有较好的适用性,运用到湖泊时会产生较大误差,因而至今没有一种较为精确的湖泊反照率反演模型。因此,本文拟对湖泊反照率进行分析,重点研究了天文因素(太阳高度角)、气象因素(风速)和水质因素(叶绿素a浓度、悬浮物浓度)对湖泊反照率的影响。并且,利用Sentinel-2影像,以能量传输方程为切入点,首次建立了 Sentinel-2 MSI传感器湖泊反照率遥感估算模型。本文所做的具体工作包括:(1)详细分析了天文因素、水质因素和气象因素对湖泊反照率的影响。太阳高度角是影响湖泊反照率变化的首要因子,湖泊反照率随着太阳高度角的增大而降低。发展于海洋的反照率与太阳高度角参数化模型在内陆湖泊反演上表现出不同程度的低估现象。在不同太阳高度角区间内,由于悬浮物的强后向散射特性,湖泊反照率值均呈现随悬浮物浓度升高而增大的现象,并且两者关系在高太阳高度角时更为明显,决定系数达到了 0.76。湖泊反照率和叶绿素a浓度在低太阳高度角时无明显相关性,决定系数为0.11。在高太阳高度角时,反照率呈现随叶绿素a浓度升高而升高的正相关关系,决定系数为0.47,但相较于悬浮物浓度对湖泊反照率大小的贡献程度,叶绿素a浓度要小得多。风浪通过影响浅水湖泊悬浮物浓度从而间接影响湖泊反照率,因此在高太阳高度角和低太阳高度角区间内湖泊反照率与风速均呈现正相关关系,决定系数分别为0.62和0.50。CDOM和颗粒物吸收在较短波长具有强吸收作用,影响入射太阳辐射的分配及其光谱分布。但并无足够证据表明CDOM和颗粒物吸收会使湖泊反照率降低,本研究区内湖泊反照率的变化主要取决于无机颗粒物的后向散射特性。大气透过率和湖泊反照率的关系表现为:大气透过率变大时湖泊反照率减小,当大气透过率较低时,湖泊反照率和太阳高度角没有太大关系。(2)首次建立了基于Sentinel-2 MSI传感器的湖泊反照率反演模型。本文从能量传输角度出发,选择窄波段反照率向宽波段反照率转换的反演方法,利用Sentinel-2A影像获得了研究区空间分辨率为10m的湖泊反照率产品,并基于实测反照率数据,利用决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)对反演结果进行验证,结果显示R2为0.62,RMSE为0.039。说明本文发展的湖泊反照率反演算法可以得到较高精度和高空间分辨率的湖泊反照率产品,能够满足区域尺度反照率时空特征分析的精度要求。研究区湖泊反照率的值分布在0-0.45之间,平均值为0.14。湖泊反照率高值出现在松嫩平原湖区南部,大小在0.28-0.45之间,低值聚集区出现在齐齐哈尔湖泊群,吉林中部湖区也有低值出现,大小在0～0.10之间。从吉林省西部到中部,反照率数值有逐渐减小的趋势,个别区域数值偏高。典型湖泊中,反照率均值大小排列为:洋沙泡>石头口门水库>查干湖>月亮泡>二龙湖>新立城水库。(3)明确了湖泊反照率和水质因素在空间上的关联性。以查干湖为例,利用Sentinel-2影像反演同一时期的悬浮物浓度和叶绿素a浓度等水质参数,并和湖泊反照率建立相关关系。研究发现:不同水质因子中,悬浮物浓度(TSM)的大小是影响湖泊反照率空间分布的主导因子,TSM和Albedo的在空间上的相关性达到了 0.85,而叶绿素a浓度和Albedo的相关性较低,为0.47。

关键词：湖泊反照率遥感 Sentinel-2 MSI 悬浮物浓度叶绿素a浓度

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家庭文化资本对中职学生升学意愿的影响研究

家庭文化资本对中职学生升学意愿的影响研究

作者：周昊昊浙江师范大学

学位级别：硕士

中等职业教育是我国高中阶段教育的重要组成部分,肩负着培养数以亿计高素质劳动者的重要使命。随着现代职业教育体系的不断完善,高等职业院校对口招生不断增大,中职学生升学渠道通畅,升学机会不断增多。在终身教育理论的指导下,中职学... 详细信息

中等职业教育是我国高中阶段教育的重要组成部分,肩负着培养数以亿计高素质劳动者的重要使命。随着现代职业教育体系的不断完善,高等职业院校对口招生不断增大,中职学生升学渠道通畅,升学机会不断增多。在终身教育理论的指导下,中职学生对于教育的内在需求不断提升,获得高层次职业教育机会成为一种主流选择,升学意愿则成为中职学生追求终身教育的主要表现。另一方面,市场经济的快速发展在调整社会分层的同时,间接导致了家庭文化资本的差异。以家庭教育为媒介,家庭文化资本对中职学生个体成长与发展都产生不同程度的影响。为此,在中职学生升学形势明朗的现实背景下,应该如何理解家庭文化资本对中职学生升学意愿的影响?中高职人才衔接又该如何最大程度地发挥家庭文化资本的积极作用?本研究以家庭文化资本为研究视角,运用文献研究法、访谈法和问卷调查法,调查了不同升学意愿的中职学生的家庭文化资本现状,分析家庭文化资本与升学意愿之间的关系,进而以家庭文化资本为视角对提升中职学生升学意愿进行策略思考。除绪论外,论文的主要内容包括以下四个部分:第一部分基于布迪厄文化资本理论与终身教育理论,对家庭文化资本的内涵和对中职学生升学意愿形成与发展的现实价值进行理论分析。第二部分依托扎根理论范式,通过质性访谈分析家庭文化资本与升学意愿的关系,提炼出了家庭文化资本对中职学生升学意愿影响的八个二级维度,并以此为基础初步建构了家庭文化资本对中职学生升学意愿的影响因素模型。第三部分通过对浙江省内五个地区五所学校的480名中职学生的问卷调查结果进行描述统计、差异分析、回归分析以及路径分析,通过研究结论验证并完善了家庭文化资本对中职学生升学意愿的影响因素模型。家庭文化资本对中职学生升学意愿既有直接影响,也存在间接影响。第四部分则根据研究结论,从家庭层面、学校层面和社会层面提出了提升中职学生家庭文化资本水平,促进中职学生升学意愿,保障中高职人才培养衔接的策略思考。

关键词：家庭文化资本职业教育中职学生升学意愿

改革开放以来我国职教教师教育的历史演变及未来走向

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教育与职业 2018年第3期 69-75页

作者：周昊昊张棉好浙江师范大学职业技术教育学院

改革开放以来,我国职教教师教育发生了翻天覆地的变化。回顾这段时期我国职教教师教育的发展轨迹,发现其经历了重建恢复期、改革定性期和成型发展期三个时期,并遵循一定的发展规律。文章依据规律与现状,展望了职教教师教育的未来走向,... 详细信息

改革开放以来,我国职教教师教育发生了翻天覆地的变化。回顾这段时期我国职教教师教育的发展轨迹,发现其经历了重建恢复期、改革定性期和成型发展期三个时期,并遵循一定的发展规律。文章依据规律与现状,展望了职教教师教育的未来走向,即未来我国职教教师教育将走向协同化、信息化和卓越化。

关键词：职业教育教师教育历史演变未来走向

父母教育卷入对中职生学习投入影响的实证研究

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中国职业技术教育 2018年第5期34卷 75-83页

作者：周昊昊张棉好浙江师范大学浙江金华321004

本文对浙江省6所中职学校400名学生进行问卷调查,运用SPSS软件进行描述统计与回归分析,分析了父母教育卷入对中职生学习投入的影响。结果表明亲子沟通对中职生学习投入产生显著影响,且亲子沟通交流的内容越倾向于学习,对中职生学习投入... 详细信息

本文对浙江省6所中职学校400名学生进行问卷调查,运用SPSS软件进行描述统计与回归分析,分析了父母教育卷入对中职生学习投入的影响。结果表明亲子沟通对中职生学习投入产生显著影响,且亲子沟通交流的内容越倾向于学习,对中职生学习投入的正向影响越大;父母教育监督不影响中职生学习投入程度,但有呈现负相关的趋势;父母教育期望对中职生学习投入产生显著影响,且教育期望越高,对中职生学习投入的正向影响越大。

关键词：父母教育卷入中职生学习投入

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灌区水资源管理遥感技术应用

灌区水资源管理遥感技术应用

竖井二氧化碳“二阶二段”筒形掏槽爆破技术及应用

2022中国水利学术大会（中国水利学会2022学术年会...

作者：陈亮何厚军杨阳周昊昊黄河水利委员会信息中心

灌区水、土、农作物等数据缺乏是制约灌区水资源精细化管理的瓶颈之一,利用遥感技术高效、动态地进行灌区监测,可以为灌区水资源精细化管理提供可靠的时空数据支撑。本文针对灌区水资源管理特点和需要,提出了灌区水资源管理遥感监测总... 详细信息

灌区水、土、农作物等数据缺乏是制约灌区水资源精细化管理的瓶颈之一,利用遥感技术高效、动态地进行灌区监测,可以为灌区水资源精细化管理提供可靠的时空数据支撑。本文针对灌区水资源管理特点和需要,提出了灌区水资源管理遥感监测总体技术路线,详细分析了灌区渠系、耕地、种植结构、土壤墒情和灌溉面积等遥感监测的主要数据源、模型与方法和主要步骤,为遥感技术在灌区水资源科学管理与决策中应用提供参考。

关键词：灌区遥感渠系耕地种植结构土壤墒情灌溉面积

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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煤炭科学技术 2023年第10期51卷 65-71页

作者：倪昊北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 煤炭科学技术研究院有限公司北京100013

针对竖井爆破施工的限制因素和炸药受控的问题,结合现有掏槽技术的特点,提出二氧化碳“二阶二段”筒形掏槽爆破技术。首先,介绍了二氧化碳爆破技术的原理和二氧化碳爆破器的结构;阐述了“二阶二段”筒形掏槽的核心思想,“二阶二段”是... 详细信息

针对竖井爆破施工的限制因素和炸药受控的问题,结合现有掏槽技术的特点,提出二氧化碳“二阶二段”筒形掏槽爆破技术。首先,介绍了二氧化碳爆破技术的原理和二氧化碳爆破器的结构;阐述了“二阶二段”筒形掏槽的核心思想,“二阶二段”是指从“时空”两个维度对掏槽形式的一种描述,将掏槽区岩石分成深浅不同的2个台阶,掏槽孔的爆破顺序分成2个段别;同时掏槽孔布置成内外2圈直径不同的双圆筒形状,在掏槽圈的中心布置1个空孔,一阶掏槽孔在内圈,二阶掏槽孔在外圈,一阶掏槽孔和二阶掏槽孔统一向中心孔倾斜一定的角度,所形成圆筒的顶面积大,底面积小,一阶掏槽孔先爆破,二阶掏槽孔后爆破。“二阶二段”筒形掏槽充分结合了“二阶二段”和筒形掏槽的各自优点,中心孔为爆破孔提供弱自由面和补偿空间,一阶掏槽孔和二阶掏槽孔围成双筒形,深浅结合、分段爆破,降低了二阶爆破时岩石的夹制力,有利于掏槽成腔,提升爆破效果。其次,分析了“二阶二段”筒形掏槽的成腔机制,推导了掏槽爆破的剪切阻力公式和爆破成腔的动力公式,确定了槽腔岩石在二氧化碳爆生气体的静作用下抛离槽腔所需要满足的基本条件。最后,通过对比炸药直眼掏槽爆破和二氧化碳“二阶二段”筒形掏槽爆破的现场应用效果,发现2种方式在循环进尺、炮孔利用率和掏槽腔体积的3项爆后指标上差值较小,进一步验证了二氧化碳“二阶二段”筒形掏槽爆破适用于竖井掘进,为竖井掏槽爆破提供了新的技术方式。

关键词：竖井掘进二氧化碳爆破二阶二段筒形掏槽竖井爆破

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基于特征粒径理论的镶齿滚刀最优钻压分析

岩土工程学报 2023年第6期45卷 1222-1230页

作者：谭昊北京中岩大地科技股份有限公司北京100041 煤炭深井建设技术国家工程实验室北京100013

为解决反井钻机钻压与地层快速匹配问题,首先基于岩石破碎能量理论和岩碴Rosin-Rammler分布机理,通过理论分析证明盖克相似说下特征粒径与钻压呈高斯函数关系,邦德裂纹说和黎金格新表面说下特征粒径均与钻压呈二次函数的倒数关系,由此... 详细信息

为解决反井钻机钻压与地层快速匹配问题,首先基于岩石破碎能量理论和岩碴Rosin-Rammler分布机理,通过理论分析证明盖克相似说下特征粒径与钻压呈高斯函数关系,邦德裂纹说和黎金格新表面说下特征粒径均与钻压呈二次函数的倒数关系,由此得到通过岩碴分析镶齿滚刀最优钻压的特征粒径理论。而后通过六排镐形镶齿滚刀的直线破岩试验,验证了特征粒径理论,证明盖克相似说和邦德裂纹说下特征粒径理论在分析六排镐形镶齿滚刀时具有较好的适用性,通过以上两种方法得到的特征粒径最大时的钻压,即为最小比能法得到的最优钻压。为了提高邦德裂纹说下特征粒径理论的拟合精度,也能使用高斯函数进行拟合。最后,将特征粒径理论应用于白鹤滩溜渣井工程,验证其在反井施工现场的适用性。

关键词：镶齿滚刀 Rosin-Rammler 最优钻压特征粒径比能