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基于改进YOLO算法的路面裂缝和坑洞损害检测研究

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基于改进YOLO算法的路面裂缝和坑洞损害检测研究

作者：宣以国重庆理工大学

学位级别：硕士

近年来,伴随着中国城市化进程的推进,全国公路总里程和公路密度呈现不断增长的趋势,然而随着使用年限的增加,路面容易出现裂缝和坑洞损害。若是不能及时处理,则会使交通安全隐患增加,给日常出行带来不便。因此,及时发现路面损害对保障... 详细信息

近年来,伴随着中国城市化进程的推进,全国公路总里程和公路密度呈现不断增长的趋势,然而随着使用年限的增加,路面容易出现裂缝和坑洞损害。若是不能及时处理,则会使交通安全隐患增加,给日常出行带来不便。因此,及时发现路面损害对保障交通安全和延长路面使用寿命都具有重要意义。然而现有的路面检测算法多是检测单一目标,而路面损害中裂缝损害和坑洞损害常常一起出现的。同时,忽略了裂缝损害形状多为不规则以及和坑洞损害相比尺度差异较大。针对以上问题,本文使用YOLOv7作为基准网络,提出了一种基于改进YOLOv7算法来检测路面裂缝和坑洞损害。具体的工作内容如下。(1)针对采集道路图像时,环境的影响导致图像清晰度、噪声的问题。对采集到的图像进行预处理,使用均值偏移滤波算法和限制对比度自适应直方图均衡化算法,降低背景噪点,增加裂缝和坑洞的边缘信息。针对裂缝损害形状不规则特性,在YOLOv7的骨干网络侧中使用可变形卷积,使得在处理裂缝目标时可以根据目标的形状进行局部调整,有助于减少信息损失。针对坑洞损害多为小尺度目标,将YOLOv7中原有的损失函数替换为归一化瓦瑟斯坦距离损失函数。同时,改进YOLOv7中特征金字塔的网络结构以增加网络对小尺度目标的检测精度。最后,针对图像中裂缝损害与坑洞损害的尺度差异较大的问题,引入尺度融合结构以整合不同尺度目标的信息。最终形成改进后的YOLOv7算法。(2)使用Labelme图像标注工具对采集到图像进行标签分类,将其分为“纵向裂缝”、“横向裂缝”、“网状裂缝”和“坑洞”这四类标签。再增加数据集规模,并将其划分为数据集、验证集和测试集。实验数据显示,经过优化后的检测算法精度达到了72.5%,较原YOLOv7算法提高了4.9%,检测速度提高了14%。(3)为了进一步验证本文所设计的算法在实际道路检测中的效果,将改进后YOLOv7算法进行实物测试。采用Jetson Nano B01型号的嵌入式开发板作为路面检测系统的系统平台,在嵌入式设备中部署好改进后的检测算法模型,同时对检测算法模型进行Tensor RT模型优化和可视化界面设计。最终完成了路面检测算法模型的部署以及裂缝和坑洞损害检测系统的设计。

关键词：路面裂缝和坑洞损害 YOLOv7 可变形卷积归一化瓦瑟斯坦距离尺度融合路面检测系统

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TBM积渣清运机器人的机构设计及轨迹规划

应用基础与工程科学学报 2024年第4期32卷 1186-1198页

作者：姜礼杰孙颜明贾连辉卓兴建张志国中铁工程装备集团有限公司浙江大学机械工程学院

针对TBM施工过程隧道底部积渣清理和运输的难题，提出了一种基于机器人系统智能作业的积渣清运方法.首先，依据施工需求提取积渣清运机器人的设计边界，凝练设计参数，设计一种可折叠冗余自由度的新型机器人机构；其次，结合实际作业工... 详细信息

针对TBM施工过程隧道底部积渣清理和运输的难题，提出了一种基于机器人系统智能作业的积渣清运方法.首先，依据施工需求提取积渣清运机器人的设计边界，凝练设计参数，设计一种可折叠冗余自由度的新型机器人机构；其次，结合实际作业工艺建立机构运动学模型，基于运动学模型和蒙特卡洛法进行工作空间计算和分析；再次，针对运动过程对机器人末端执行器运动精度、作业效率的不同需求，将运动轨迹进行分段并开发差异化算法轨迹规划与仿真分析；最后基于积渣清运机器人系统样机进行试验，验证了所提方案和算法的可行性.

关键词：隧道工程 TBM 积渣清运机器人机构设计轨迹规划分析与试验

核心素养视角下初中物理大单元教学实践——以“欧姆定律”为例

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中学物理教学参考 2024年第11期53卷 35-38页

作者：孙以福安徽省凤台县第二中学安徽淮南232101

大单元教学有利于学生形成知识体系、提升系统分析问题的能力,促进学生核心素养的发展,以“欧姆定律”教学为例介绍大单元教学的设计步骤。

关键词：初中物理核心素养大单元教学欧姆定律

先学后教,多学少教,提升物理课堂效率——以《欧姆定律》教学为例

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学苑教育 2024年第19期 19-21页

作者：孙以福安徽省凤台县第二中学安徽凤台232100

“先学后教,多学少教”的教学理念强调把学习的责任和权利还给学生。为了达到“先学后教”的目的,老师将在课堂上给予较多的时间,让学生们自主研读课本,学习课本上的知识,统一收集学生在学习中出现的问题,进行重点和难点的集中教学与讲... 详细信息

“先学后教,多学少教”的教学理念强调把学习的责任和权利还给学生。为了达到“先学后教”的目的,老师将在课堂上给予较多的时间,让学生们自主研读课本,学习课本上的知识,统一收集学生在学习中出现的问题,进行重点和难点的集中教学与讲解。文章以《欧姆定律》的教学为例,提出“先学后教,多学少教”的具体应用路径。

关键词：先学后教多学少教物理效率

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敦煌酒文化在汉至清时期的表现及影响

文化月刊 2024年第1期 137-139页

作者：孙以恒广东外语外贸大学南国商学院

中国的酒历史源远流长，酒在中国传统习俗中亦有着重要地位。其中，敦煌地区酿酒、饮酒的历史悠久，酒种繁多，敦煌的文献、壁画中均有饮酒用酒相关记载，当地也形成了独特的酒文化。敦煌酒在汉至清不同历史时期的发展方式，反映着当地... 详细信息

中国的酒历史源远流长，酒在中国传统习俗中亦有着重要地位。其中，敦煌地区酿酒、饮酒的历史悠久，酒种繁多，敦煌的文献、壁画中均有饮酒用酒相关记载，当地也形成了独特的酒文化。敦煌酒在汉至清不同历史时期的发展方式，反映着当地的经济发展水平和社会生活质量。文章以敦煌酒及酒文化为研究对象，总结整理了从汉至清历史不同时期的敦煌酒种、敦煌酒文献、敦煌酒相关壁画、敦煌商业酒文化，展示从古至今敦煌酒文化的表现，为当今敦煌史学研究提供参考。

关键词：敦煌酒酿造酒器酒文化

非均匀间歇采样转发干扰对脉内捷变雷达影响分析

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系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1544-1554页

作者：孙宗正刘智星肖国尧齐晗廷全英汇西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071 北京无线电测量研究所北京100854

脉内频率捷变雷达通过自身“主动”抗干扰特性,利用传统间歇采样转发干扰的不连续性和周期性的特点,结合抗干扰算法,可以有效抑制间歇采样转发干扰。为提高干扰机对脉内频率捷变雷达的干扰效能,本文提出采用非均匀间歇采样转发干扰对脉... 详细信息

脉内频率捷变雷达通过自身“主动”抗干扰特性,利用传统间歇采样转发干扰的不连续性和周期性的特点,结合抗干扰算法,可以有效抑制间歇采样转发干扰。为提高干扰机对脉内频率捷变雷达的干扰效能,本文提出采用非均匀间歇采样转发干扰对脉内频率捷变雷达进行干扰,首先对截获到的脉内频率捷变雷达信号通过时频脊线提取与小波变换进行参数估计,获取子脉冲宽度,然后根据子脉冲宽度约束干扰参数,构造非均匀间歇采样转发干扰。理论分析和结果表明,通过非均匀间歇采样转发使得脉内频率捷变雷达在时频域等多域难以抑制干扰,极大地提升了干扰机的干扰能力。

关键词：电子对抗脉内频率捷变时频脊线小波变换非均匀间歇采样转发干扰干扰参数

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MCU控制的输送带纵向撕裂检测仪

煤矿机械 2005年第12期26卷 113-115页

作者：张晶晶王广丰孙以国青岛理工大学机械工程学院山东青岛266033

介绍了非接触式电磁感应输送带纵向撕裂检测仪,用MCU对其控制单元进行了改造,设计了完整的MCU控制单元的软硬件系统,可使所埋入线圈不必等间距排列,并且当有线圈意外损坏时,不会影响检测。大大地提高了检测仪的实用性和可操作性。

关键词：纵向撕裂钢丝绳芯输送带 MCU控制系统

硫酸胆固醇对桥本氏甲状腺炎小鼠模型的治疗效果及相关机制研究

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西安交通大学学报（医学版） 2024年第1期45卷 105-111页

作者：何林烨邱焕迪何巍胡以国李志辉四川大学华西医院甲状腺外科四川成都610041 四川大学生物治疗国家重点实验室四川成都610041 四川大学华西医院分子医学研究中心四川成都610041

目的观察硫酸胆固醇(CS)对桥本氏甲状腺炎小鼠的治疗效果。方法选取NOD.H-2^(h4)雌性小鼠饮0.05%碘化钠水持续不同时间,并通过持续2周腹腔注射CS对诱导小鼠进行治疗。HE染色观察淋巴细胞浸润情况并进行甲状腺炎症程度评分;测定血清抗甲... 详细信息

目的观察硫酸胆固醇(CS)对桥本氏甲状腺炎小鼠的治疗效果。方法选取NOD.H-2^(h4)雌性小鼠饮0.05%碘化钠水持续不同时间,并通过持续2周腹腔注射CS对诱导小鼠进行治疗。HE染色观察淋巴细胞浸润情况并进行甲状腺炎症程度评分;测定血清抗甲状腺球蛋白抗体(TgAb)、甲状腺过氧化物酶抗体(TPOAb)以及甲状腺功能水平;免疫荧光染色流式细胞仪分析B淋巴细胞、调节性T细胞(Treg)、Th17、Th1、Th2细胞比例的变化。结果HE染色结果显示,在8周组和16周组中,经过CS的腹腔注射后,小鼠甲状腺组织炎性评分显著下降(P以及Th1、Th2、Th17和Treg细胞比例均出现显著变化(P<0.05)。结论CS对于桥本氏甲状腺炎早中期的疾病进展具有明显的治疗及缓解效果。

关键词： NOD.H-2 h4小鼠桥本氏甲状腺炎硫酸胆固醇调节性T细胞 Th17细胞

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小型化宽带侦察干扰一体化系统的设计与验证

系统工程与电子技术 2024年

作者：肖凯肖国尧孙宗正王铎鹏全英汇西安电子科技大学电子工程学院西安市先进遥感重点实验室

针对侦察干扰一体化系统面向无人平台小型化载荷应用的场景，本文提出了一种基于射频片上系统（RF system on chip，RFSoC）的宽带侦察干扰一体化、小型化系统的设计与实现方法。重点攻克了并行实时大带宽侦干技术以及小型化、大带宽侦... 详细信息

针对侦察干扰一体化系统面向无人平台小型化载荷应用的场景，本文提出了一种基于射频片上系统（RF system on chip，RFSoC）的宽带侦察干扰一体化、小型化系统的设计与实现方法。重点攻克了并行实时大带宽侦干技术以及小型化、大带宽侦干一体化软硬件系统构建，并改善了和差波束比相测角算法在宽带测角时的测角精度以及间歇采样转发干扰算法的欺骗干扰效果。最后，基于该软硬件系统完成侦干算法实现，验证了系统具有优越的侦察定位精度与干扰性能。

关键词：射频片上系统侦干一体小型化大带宽