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基于FPGA的Sobel边缘检测算法研究与实现

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化工自动化及仪表 2018年第3期45卷 180-183,231页

作者：孙百洋冷建伟赵嘉祺天津理工大学电气电子工程学院天津理工大学天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室

针对某中小河流水文监测系统对水位实时监测的需求,提出利用现场可编程门阵列(FPGA)外接监控摄像头采集图像,结合Sobel边缘检测算法,完成系统设计并在FPGA上实现。实验结果表明:利用FPGA硬件系统较好地实现了Sobel边缘检测算法,呈现出... 详细信息

针对某中小河流水文监测系统对水位实时监测的需求,提出利用现场可编程门阵列(FPGA)外接监控摄像头采集图像,结合Sobel边缘检测算法,完成系统设计并在FPGA上实现。实验结果表明:利用FPGA硬件系统较好地实现了Sobel边缘检测算法,呈现出的图像边缘信息也较为理想,能够满足监测系统的需求。

关键词：数字图像处理监测系统边缘检测 FPGA Sobel算子

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冲击载荷下法兰连接螺栓结构强度评估方法研究

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航空动力学报 2024年

作者：陈景阳李百洋中国航发商用发动机有限责任公司

本文针对冲击载荷下法兰连接螺栓结构强度评估方法研究开展研究。设计并加工动态力学性能材料试验件，通过试验获取螺栓材料动态力学行为模型；设计并加工断裂力学模型标定试验件，通过试验建立起考虑应力三轴度和罗德角的螺栓材料断裂... 详细信息

本文针对冲击载荷下法兰连接螺栓结构强度评估方法研究开展研究。设计并加工动态力学性能材料试验件，通过试验获取螺栓材料动态力学行为模型；设计并加工断裂力学模型标定试验件，通过试验建立起考虑应力三轴度和罗德角的螺栓材料断裂力学模型。基于有限元模拟计算，采用LS-DYNA软件建立叶片飞脱载荷下法兰连接螺栓结构强度评估方法。文中以考虑应变率强化效应的材料本构和考虑应力三轴度及罗德角参数的断裂力学模型作为输入，对发动机典型法兰连接螺栓结构强度开展强度评估。通过动态冲击试验验证该评估方法的有效性。通过试验结果表明文中提出的方法能较好的评估螺栓在冲击载荷下强度性能。并且相较于传统方法，文中所提出方法可以避免螺栓过于保守的选型设计，为发动机轻量化设计亦有一定参考意义。

关键词：冲击载荷法兰连接螺栓冲击试验验证强度评估方法

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基于关键节点识别算法的重点人分析

北京航空航天大学学报 2024年第7期50卷 2074-2082页

作者：韩奕孙百兵王军国杜彦辉中国人民公安大学信息网络安全学院北京100038 公安部第一研究所北京100049 南京森林警察学院南京210023

关键节点识别算法是社交网络研究领域的重要分支,但现有研究成果大多对数据的多样性、完整性、可用性等依赖程度高,导致在公安机关重点人分析场景中适用性较低。因此,对静态网络拓扑结构进行量化表示,同时结合局部最优算法和全局最优算... 详细信息

关键节点识别算法是社交网络研究领域的重要分支,但现有研究成果大多对数据的多样性、完整性、可用性等依赖程度高,导致在公安机关重点人分析场景中适用性较低。因此,对静态网络拓扑结构进行量化表示,同时结合局部最优算法和全局最优算法重新定义关系度指标,再基于该指标构建特征矩阵,提出适用于公安部门重点人分析的特征向量中心性(REC)算法。依托公开数据集、2部影视剧人物关系网络、境外社交平台账号网络和国内某诈骗团伙5个数据集,从网络传播能力、抗打击弹性和重点人分析结果一致性3个维度证实所提算法的有效性,相较于其他传统挖掘算法能准确识别社交网络重要节点,具有较为广泛的应用场景。

关键词：关键节点社交网络关系度特征矩阵肯德尔

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非均匀光照下的二维码识别算法优化研究

电子设计工程 2018年第12期26卷 149-152页

作者：孙百洋冷建伟栾昊赵嘉祺天津理工大学电气电子工程学院天津300384 天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室天津300384

针对某污水膜生产企业使用的包含产品信息的QR码(二维码的一种)在非均匀光照下产生的阴影区域问题,提出一种基于大津法的改进算法。利用图像的局部区域阈值及窗口逐像素滑动计算来消除光照对图像造成的影响,从而提高含有阴影的QR码图像... 详细信息

针对某污水膜生产企业使用的包含产品信息的QR码(二维码的一种)在非均匀光照下产生的阴影区域问题,提出一种基于大津法的改进算法。利用图像的局部区域阈值及窗口逐像素滑动计算来消除光照对图像造成的影响,从而提高含有阴影的QR码图像识别率。实验结果验证该方法对含有阴影区域的图像有着更强的适应性,特别是针对分块解析效果不太理想的单侧阴影效果更佳。与经典全局Otsu算法相比,图像识别率提高了5倍左右。

关键词：图像识别二维码大津法非均匀光照

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亚热带4个树种人工林早期生长进程及其生物量分配格局

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亚热带4个树种人工林早期生长进程及其生物量分配格局

作者：孙百慧中南林业科技大学

学位级别：硕士

林木生长进程及其生物量器官分配格局表征林木生长规律及其各器官间的权衡,反映林木适应环境的生长策略,但目前缺乏同一环境不同树种间的比较研究,不能准确地反映同一地区不同树种由于生物学特性的反应所表现的生长规律,而且现有的研究... 详细信息

林木生长进程及其生物量器官分配格局表征林木生长规律及其各器官间的权衡,反映林木适应环境的生长策略,但目前缺乏同一环境不同树种间的比较研究,不能准确地反映同一地区不同树种由于生物学特性的反应所表现的生长规律,而且现有的研究主要通过分析林木生长进程揭示林木的生长规律,却很少剖析林木不同生长规律更深层次的生长策略。由于根系取样困难,很多研究仅研究地上生物量(AGB),缺乏整树生物量空间分配的研究,不能准确反映不同树种生物量分配格局及其生长策略。本研究在土壤发育、经营历史一致的植被恢复技术示范基地内选取4个树种:针叶树种马尾松(Pinusmassoniana)、落叶阔叶树种枫香(Liquidambar formosana)、常绿阔叶树种木荷(Schimasuperba)和杜英(Elaeocarpus decipiens)人工纯林作为研究对象,基于长期连续观测数据,运用Richard生长模型模拟4个树种林分地径、树高的生长进程,结合收获法测定各器官生物量,剖析4个树种生长进程的潜在机制,建立4个树种生物量异速生长方程,估算4个树种人工纯林早期乔木层生物量,为亚热带人工林提质增效改造及植被恢复的树种组配提供科学依据。主要结果如下:(1)Richard生长模型对4个树种地径、树高生长进程具有良好的可预测性和适应性;4个树种地径、树高的生长进程表现不同,马尾松地径、树高年生长速率最高,其次是木荷,第6～8年先后超过枫香、杜英,且差异随林龄增长而增大;马尾松地径最早进入速生期(第3～8年),树高第5年进入速生期;与马尾松相比,枫香、杜英、木荷地径进入速生期晚1～2年,且速生期缩短2～4年,木荷树高进入速生期也晚2年,枫香、杜英树高没有进入速生期。4个树种优先地径生长,特别是马尾松。(2)树干生物量占全株生物量的比例最大(46.0%～58.8%),枫香最高,树叶生物量占比最小(3.0%～11.2%),枫香最小;马尾松AGB显著高于地下生物量(RGB),3个阔叶树AGB与RGB差异较小,且RGB占比(25.4%～27.6%)和根冠比(35.1%～40.6%)显著高于马尾松。表明马尾松将更多生物量优先分配给地上部分,对地上空间、光照获取能力强,促使地径和树高生长最快,3个阔叶树AGB和RGB分配均衡,地径、树高生长较慢,特别是杜英,但具有发达根系,对地下养分竞争能力强;木荷AGB优先分配给树枝和树叶,呈现良好的速生性,枫香AGB优先分配给树干,促进树高生长。马尾松与木荷混交有利于培育大径材,马尾松与枫香混交有利于维持和提高地力,马尾松与杜英混交可形成资源需求互补。(3)以胸径(D)为单一自变量的异速生长模型总体上有较好的拟合效果,引入树高(H)因子后模型拟合度略有提高,但误差增大,引入木材密度(ρ)因子后模型拟合度明显提高,且误差减小。无论是以D为单一自变量的异速生长模型,还是在模型中引入H或ρ因子,4个树种单株及各组分生物量异速生长模型的拟合效果总体上以枫香最好,其次是木荷和杜英,马尾松最低。林木各个组分生物量异速生长模型拟合效果总体上以单株和树叶较好,树枝较差。(4)马尾松林胸径、树高结构特征与3个阔叶树种林分不同,马尾松林在径阶和高度级相对较大的林木较多,阔叶树种林分则主要分布在相对较小的径阶和高度级。马尾松林胸径分布较整齐,但树高分化较明显,而阔叶树林分胸径分化较明显,特别是枫香林和杜英林,但树高分布较为均匀,表明马尾松林树高竞争较胸径激烈,阔叶树林分则相反。4个树种林分乔木层生物量大小排序为:马尾松林(75.06 ***-1)显著高于木荷林(34.96 ***-1)、杜英林(17.44 ***-1)和枫香林(12.96 ***-1)。不同树种乔木层各组分生物量占比不同,其中,马尾松林树枝生物量占比(30.6%)最大,而树根生物量占比(11.2%)最小,3个阔叶树种林分间的差异较小。

关键词：生长策略异速生长模型木材密度收获法根冠比 Richard生长函数

戏曲团扇在中国古典舞身韵女班的教学实践研究

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戏曲团扇在中国古典舞身韵女班的教学实践研究

作者：孙百慧沈阳师范大学

学位级别：硕士

基于忆阻混沌系统和SHA-3的图像加密算法研究

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基于忆阻混沌系统和SHA-3的图像加密算法研究

作者：孙百超黑龙江大学

学位级别：硕士

考虑模型参数不确定性的填充墙RC框架结构抗震性能研究

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考虑模型参数不确定性的填充墙RC框架结构抗震性能研究

作者：孙百惠烟台大学

学位级别：硕士

2017年我国提出了“韧性城乡”计划,保证震后建筑结构功能的快速恢复是建设韧性城乡的重要组成部分。然而填充墙作为非结构构件,在结构设计中,通常会忽略其与RC(Reinforced Concrete,钢筋混凝土)框架之间的相互作用。但是历次震害调查表... 详细信息

2017年我国提出了“韧性城乡”计划,保证震后建筑结构功能的快速恢复是建设韧性城乡的重要组成部分。然而填充墙作为非结构构件,在结构设计中,通常会忽略其与RC(Reinforced Concrete,钢筋混凝土)框架之间的相互作用。但是历次震害调查表明,地震荷载作用下填充墙使得RC框架产生了不理想的失效模式。大量研究结果证明填充墙改变了结构传力路线,其刚度效应提高了结构承载能力,约束效应降低了结构变形能力和延性等。另外填充墙本身也产生各种破坏和倒塌,造成大量经济损失和人员伤亡,对震后修复时间等结构抗震韧性不利。因此,RC框架建筑结构的抗震韧性研究有必要考虑填充墙的影响。而现有研究均是在确定性参数的基础上进行的,忽略了模型参数的不确定性对结构抗震分析结果的影响,而实际工程中普遍存在各种参数不确定性。因此,本文根据目前已有的试验和数值模拟研究结果,考虑模型参数不确定性,研究了填充墙RC框架结构的抗震性能和抗震韧性损失因子等,并与基于确定性参数所得的结果进行了对比分析。本文基于Open Sees有限元平台,建立了填充墙RC框架有限元模型,分别基于确定性模型参数和不确定性模型参数,进行了IDA分析、易损性分析、经济损失分析和抗震韧性分析等。主要研究内容和结果如下:(1)首先,本文基于我国规范设计了三层、六层、九层和十二层等四种楼层数的RC框架结构,并基于Open Sees平台分别建立了空框架、底部薄弱和满布填充墙三种填充墙布置形式的有限元模型,研究了不同结构的自振周期。选取FEMAP695中推荐的44条远场地震动,对12种RC框架结构进行了增量动力分析(IDA分析),并对主体结构和填充墙进行了地震易损性分析。结果表明,在同一水平地震强度下,与空框架相比,满布填充墙结构的超越极限状态概率显著减小,底部薄弱结构的超越极限状态概率比满布填充墙结构显著增大。填充墙本身的四种破坏状态对应的层间位移角显著小于RC框架主体结构,从填充墙的易损性分析结果可知,同一水平地震强度下,填充墙的倒塌概率远超框架主体结构。(2)其次,本文深入探讨了结构抗震韧性评价方法,包括结构直接经济损失、间接经济损失、修复时间以及修复路径的选择等。研究发现同一楼层下满布填充墙结构的经济损失小于空框架和底部薄弱结构的经济损失,而且随着楼层数的增加,填充墙的存在对经济损失的降低作用越明显。结合我国建筑行业特点,通过计算结构抗震韧性损失因子R(Resilience Loss Factor)来量化建筑结构的韧性损失程度,韧性损失因子R越大,韧性损失越多,结构的抗震韧性就越小。研究发现填充墙布置方式相同时,韧性损失因子随着楼层数的增大而增大;楼层数相同时,满布填充墙RC框架结构的韧性损失因子小于空框架和底部薄弱填充墙RC框架结构,说明均匀布置的填充墙RC框架结构抗震韧性更好。(3)最后,本文深入研究了结构参数不确定性对RC框架结构的影响,综合考虑了混凝土密度、钢筋屈服应力、钢筋弹性模量、砌体抗压棱柱强度、砌体破坏时极限压应变等19个随机变量,并通过相关性-优化拉丁超立方体抽样选取参数,共计生成1200个模型进行动力时程分析。研究发现1200种不同楼层数和填充墙布置的结构考虑结构参数不确定性对结构周期的影响较小,但对周期变异系数影响较大,说明填充墙的存在使结构周期的不确定性变大。而且随着楼层数的变大,这种对变异系数的增大效应越明显;研究地震结构易损性曲线发现,三种不同填充墙布置的结构考虑结构模型参数不确定性和地震动不确定性比仅考虑地震动不确定性的易损性曲线整体靠右,趋势更为平缓,超越极限概率小;计算结构韧性损伤因子R发现,1200种不同楼层数和填充墙布置的结构仅考虑地震动不确定性的抗震韧性损失因子R均小于考虑地震动不确定性和结构模型参数不确定性的抗震韧性损失因子R。

关键词：填充墙 RC框架结构不确定性易损性分析抗震韧性

氯酚类化合物的水生生物毒性效应与生态风险评估

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岩矿测试 2024年

作者：刘泽洋徐春孙述海长春工程学院水利工程学院

氯酚类化合物(CPs)具有持久性有机污染物特性，同时易富集于水环境中，其水生生物毒性和生态风险备受关注。目前关于CPs污染物的末端处理存在一些不足，如吸附法成本较高，可能造成二次污染；臭氧氧化技术、高级氧化法会造成高能耗和增... 详细信息

氯酚类化合物(CPs)具有持久性有机污染物特性，同时易富集于水环境中，其水生生物毒性和生态风险备受关注。目前关于CPs污染物的末端处理存在一些不足，如吸附法成本较高，可能造成二次污染；臭氧氧化技术、高级氧化法会造成高能耗和增加环境生态危害。因此从污染源头的角度出发，针对CPs分子进行一定程度分子修饰，可有效地解决在末端处理时产生的问题。本文以源头修饰为手段对CPs生态风险进行减弱替代，并对其进行生态风险评估筛选。基于简易公式评分法辅助构建了CPs水生生物毒性综合效应的三维定量构效关系(3D-QSAR)模型，依据此模型的三维等势图进行低水生生物毒性综合效应的CPs分子修饰，并将新设计的替代物分子与可表征各环境性质的受体进行分子对接，以打分值作为评价其各项效应的依据，设计并筛选出水生生物毒性较低(毒性降低0.55%～4.62%)、杀虫和防腐性能较强(杀虫性能提升5.27%～30.67%，防腐性能提升0.12%～11.98%)、环境友好性较优(性能提升16.43%～18.76%)的4种CPs替代物分子(2-C2H5取代、2-CH2NH2取代、2-NH2取代与2-SH取代)。并基于分子动力学方法对磷脂双分子层结构与替代物分子进行分子动力学计算，即模拟细胞膜对CPs的吸附能力，表明4种CPs替代物分子均具有较低的生物积累效应(生物积累效应降低9.71%～40.20%)。本研究结果可为CPs水生生物毒性效应及生态风险评估提供新方法，为CPs环境友好性改性技术开发提供理论依据。

关键词：氯酚类化合物水生生物毒性效应生态风险评估特性评价生态风险评估