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基于协峭度张量的高光谱图像异常检测

电子与信息学报 2019年第1期41卷 150-155页

作者：孟令博耿修瑞中国科学院空间信息处理与应用系统技术重点实验室北京100190 中国科学院电子学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

高光谱图像中的异常像元往往具有在图像中出现的概率低和游离于背景数据云团之外的特点,如何"自动"确定这些异常像元是高光谱遥感图像处理中的一个重要研究方向。经典的高光谱异常检测方法一般从图像的统计特性入手,广泛应用的RXD异常... 详细信息

高光谱图像中的异常像元往往具有在图像中出现的概率低和游离于背景数据云团之外的特点,如何"自动"确定这些异常像元是高光谱遥感图像处理中的一个重要研究方向。经典的高光谱异常检测方法一般从图像的统计特性入手,广泛应用的RXD异常检测算法通过计算图像的2阶统计特征,可以直接给出异常点的分布情况,算法复杂度低,但缺点是没有考虑到图像的高阶统计信息。基于独立成分分析的异常检测算法虽然考虑了高阶统计量对异常点的敏感性,但需要反复迭代提取异常成分后,再对提取后的成分进行异常检测。该文提出一种基于协峭度张量的异常检测算法,该算法不需要事先提取异常成分,可以直接对观测像元进行逐一检测,从而给出异常点的分布情况。基于模拟数据和真实数据的实验结果表明,该方法能够在检测出异常像元的同时更好地压制背景信息、减小虚警率,从而提高异常检测精度。

关键词：高光谱图像异常检测高阶统计协峭度张量

基于相关滤波的无人机目标跟踪算法与控制方法研究

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基于相关滤波的无人机目标跟踪算法与控制方法研究

作者：孟令博哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着智能化时代的到来,搭载多种传感器的无人机及其技术得到了快速发展,同时为人们生活带来了巨大的改变。其中搭载相机等视觉传感器的无人机能够发挥出更大的作用,可以执行更加高级的任务。近几年,目标跟踪技术发展较为迅速,无人机与... 详细信息

随着智能化时代的到来,搭载多种传感器的无人机及其技术得到了快速发展,同时为人们生活带来了巨大的改变。其中搭载相机等视觉传感器的无人机能够发挥出更大的作用,可以执行更加高级的任务。近几年,目标跟踪技术发展较为迅速,无人机与目标跟踪技术的结合使生活更加智能化,在智慧交通、人机交互、军事等领域中都有广泛地应用。然而无人机在执行目标跟踪任务时,会遇到目标被遮挡和目标快速运动等问题,为了解决这类问题,使无人机精准地跟踪目标,本课题研究基于相关滤波的无人机目标跟踪相关技术,包括目标跟踪算法,无人机跟踪控制方法,目标跟踪系统搭建及实验和算法评价等,具体研究内容如下:首先,针对无人机目标跟踪实时性需求,本文对计算速度较快的相关滤波类目标跟踪算法进行研究。针对目标的外观特征提取方法,设计一种多特征融合方法。针对无人机跟踪目标时目标快速运动而产生边界效应的问题,设计一种自适应时空正则化的方法对目标函数进行改进,使求解的最优滤波模板具有更高的准确性和成功率。同时为了高效又快速地求解,采用ADMM-Newton方法求解最优的滤波模板和目标在图像中的位置。其次,针对无人机跟踪目标时遇到的目标遮挡问题,提出一种多重检测模板更新策略,通过设计多种置信度函数和阈值条件判别跟踪器的模板参数更新状态。针对目标尺度变化问题,设计一种融合分块思想与金字塔尺度池的尺度估计方法,解决目标物因距离无人机远近而在图像中尺度大小变化问题。然后,介绍了无人机目标跟踪控制系统,包括图像坐标系与地面坐标系等坐标系之间的转换原理、无人机运动学与动力学的数学模型和串级PID控制器的设计等,最后基于ROS/Gazebo仿真平台搭建无人机目标跟踪仿真系统并进行实验分析。最后,采用数据集OTB100与无人机航拍数据集UAV132和DTB70评价算法性能,实验结果表明本文算法相比其他相关滤波算法具有更高的精度和成功率,同时在目标跟踪仿真系统中对无人机的跟踪轨迹和位姿变化进行分析,实验结果表明无人机位姿误差较小,满足目标跟踪任务需求。

关键词：无人机目标跟踪相关滤波自适应时空正则化多重阈值检测串级PID控制

软岩隧道钢拱架-锁脚锚管组合支护结构工作机理研究

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软岩隧道钢拱架-锁脚锚管组合支护结构工作机理研究

作者：孟令博石家庄铁道大学

学位级别：硕士

基于代数余子式的N-FINDR快速端元提取算法

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电子与信息学报 2015年第5期37卷 1128-1134页

作者：李琳孟令博孙康赵永超中国科学院电子学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

基于高光谱图像特征空间几何分布的端元提取方法通常可分为投影类算法和单形体体积最大类算法,通常前者精度不好,后者计算复杂度较高。该文提出一种基于代数余子式的快速N-FINDR端元提取算法(FCA),该算法融合了投影类算法速度快和单形... 详细信息

基于高光谱图像特征空间几何分布的端元提取方法通常可分为投影类算法和单形体体积最大类算法,通常前者精度不好,后者计算复杂度较高。该文提出一种基于代数余子式的快速N-FINDR端元提取算法(FCA),该算法融合了投影类算法速度快和单形体体积最大类算法精度高的优势,利用像元投影到端元矩阵元素的代数余子式构成的向量上的方法,寻找最大体积的单形体。此外,该算法在端元搜索方面较为灵活,每次迭代都可用纯度更高的像元代替已有端元,因此能保证用该端元确定的单形体,可以将特征空间中全部像元包含在内。仿真和实际高光谱数据实验结果表明,该文算法在精准提取出端元的同时,收敛速度非常快。

关键词：图像处理高光谱端元提取单形体体积最大代数余子式投影

光伏电站监测系统中载波通信技术的研究与应用

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光伏电站监测系统中载波通信技术的研究与应用

作者：孟令博福州大学

学位级别：硕士

随着传统能源的不断减少、环境污染的严重,人类对于可再生新能源的开发日趋迫切。光伏发电凭借其普遍、长久以及无污染等特点,已经成为人们关注的焦点。但由于光伏电站一般建在比较偏远的地区,且规模较大,信息采集、设备维护十分不便,... 详细信息

随着传统能源的不断减少、环境污染的严重,人类对于可再生新能源的开发日趋迫切。光伏发电凭借其普遍、长久以及无污染等特点,已经成为人们关注的焦点。但由于光伏电站一般建在比较偏远的地区,且规模较大,信息采集、设备维护十分不便,单独对其架设监测通信网络是一项十分巨大的工程,因此有必要建设一个成本低、易于维护且方便控制的光伏电站监测系统。本论文研制了一种通过电力载波技术实现现场通信的光伏电站监测系统。其中,现场采集控制设备与集中器之间利用电力线传输数据信息,并以LonWorks为标准制定通信协议,从而实现实时、可靠、有序的通信。电力载波通信技术最大特点就是不用布线,直接利用已有电力线即可实现通信,既节省了电站通信网络的建设投资,同时监测范围也覆盖了整个光伏电站,只要有电力线的地方就可以实现通信。LonWorks总线技术则是电力载波通信领域应用最广泛的现场总线技术之一,其使用了遵循ISO/OSI七层模型结构的LonTalk通信协议,实现了系统的开放性和互操作性。本论文的主要工作内容包括以下几个方面：(1)研究光伏发电技术以及光伏发电系统结构,分析需要采集的现场参数。(2)通过对多种通信方式以及总线技术的比较,选择电力载波通信以及LonWorks总线技术设计光伏电站现场监测通信系统。(3)分析光伏电站信道的传输特性,针对其时变、衰减以及噪声大的特性设计了一种基于时频分析中短时离散傅里叶变换(DSTFT)的2FSK调制解调系统,实现高可靠性的通信。(4)利用Microchip公司的PIC32MX系列芯片制作电力载波调制解调器,实现现场采集控制终端与集中器之间的通信。实现过程分为硬件和软件两个步骤,硬件主要包括发送电路、接收电路、耦合电路、调制解调芯片及其串行接口电路。软件则主要包括2FSK调制、解调以及串行接口驱动等部分,并编写了基于LonTalk七层结构的通信协议。(5)样机制作完成后,在实验室环境下对电力载波调制解调器的通信性能进行测试。测试结果表明,本设计可以满足电力线信道环境下通信需求。

关键词：光伏发电电力载波通信 LonWorks 短时离散傅里叶变换

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分数阶混沌系统的同步控制方法研究

分数阶混沌系统的同步控制方法研究

作者：孟令博南京理工大学

学位级别：硕士

混沌是一种特殊的非线性系统,近年来混沌已经引起了很多数学领域及控制领域的专家学者的广泛关注,对混沌的特性研究也越来越深入。混沌系统具有初值敏感性和长时问的不可预测性等特点,因此混沌在各领域具有广泛应用前景,尤其是在保密通... 详细信息

混沌是一种特殊的非线性系统,近年来混沌已经引起了很多数学领域及控制领域的专家学者的广泛关注,对混沌的特性研究也越来越深入。混沌系统具有初值敏感性和长时问的不可预测性等特点,因此混沌在各领域具有广泛应用前景,尤其是在保密通信方面。控制混沌成了混沌应用的关键,混沌同步控制是其中的重要研究内容之一。分数阶混沌系统有着比整数阶混沌更为复杂的动力学特性,其研究更具应用价值。本文主要研究分数阶混沌系统的动力学特性和同步控制方法,其研究对于分数阶混沌系统应用到数据加密、保密通信、雷达信号等方面具有重要意义。本文的主要工作如下： (1)简单介绍了混沌的发展起源、研究现状、混沌的定义及基本特征,综合陈述了各种同步概念和方法,总结了分数阶系统定义及其数值解法,并介绍了分数阶稳定性条件,为后面的理论分析奠定了基础。 (2)对分数阶Chen混沌系统和分数阶统一混沌系统的混沌特性分别进行了讨论和仿真研究,并设计同步控制器使得两个分数阶混沌系统实现了渐近稳定同步。 (3)基于整数阶Chen-Lee混沌系统,提出了分数阶Chen-Lee混沌系统,对其动力学特性进行了分析,并利用非线性反馈法设计同步控制器,使得驱动系统和响应系统实现了完全同步和广义混合同步。 (4)提出了一种新的分数阶混沌系统,对其混沌特性进行了深入分析,然后用Matlab软件对系统进行数值仿真验证,分别用主动控制同步法、状态观测器法以及非线性反馈同步法实现了对该系统的同步控制器设计。理论证明和仿真实验均验证了提出方法的正确性和有效性。

关键词：混沌系统分数阶系统混沌同步广义混合同步

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羊草Fe2+、Zn2+营养的生理基础研究

羊草Fe2+、Zn2+营养的生理基础研究

作者：孟令博内蒙古大学

学位级别：硕士

羊草,一种多年生禾本科赖草属植物;是欧亚大陆东部草甸草原及典型草原的重要建群种和放牧家畜主要野生饲草。羊草叶铁锌含量直接影响放牧家畜铁锌营养。目前,羊草铁锌依赖的生长规律和叶片Fe、Zn含量形成的规律未知。本论文对这两个问... 详细信息

羊草,一种多年生禾本科赖草属植物;是欧亚大陆东部草甸草原及典型草原的重要建群种和放牧家畜主要野生饲草。羊草叶铁锌含量直接影响放牧家畜铁锌营养。目前,羊草铁锌依赖的生长规律和叶片Fe、Zn含量形成的规律未知。本论文对这两个问题进行了系统研究,为从分子水平深入研究Fe、Zn在植物中生长发育过程中的作用提供基础,最终实现满足家畜的铁锌营养需求。主要通过培养基和水培两种方式对不同时期的羊草进行实验,相关结果如下:(1)高浓度Fe(20×)培养基显著抑制羊草幼苗根叶生长、根毛发育和全苗Ca、Zn、Mg、K元素的积累。增加培养基中Zn、Ca、Mg、K浓度,没有改变高浓度Fe对羊草幼苗生长的抑制作用。(2)缺Fe(0×)和高浓度Zn(20×)水培液显著抑制羊草成苗叶片生长和叶绿素含量;分别会促进羊草叶片中Zn、Mg、K和Ca、Mg、K元素的积累,同时均抑制Fe元素的积累。缺Fe(0×)水培液中增加Mg浓度,可以显著恢复缺Fe对羊草叶片生长的抑制,但没有改变叶绿素含量;高浓度Zn(20×)水培液中增加Fe浓度,可以恢复高浓度Zn对羊草生长的抑制作用。高浓度Fe(20×)水培液显著促进羊草成苗根叶的生长,同时抑制叶片中Ca、Zn、Mg元素的积累。(3)高浓度Fe(20×)培养基处理羊草幼苗48小时,根部过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、高铁还原酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶活性和丙二醛、脱氢抗坏血酸、还原性谷胱甘肽含量显著升高;同时烟酰胺合成酶与过氧化物酶基因表达量显著下调,植物类萌发素蛋白基因显著上调。缺Fe(0×)水培液处理羊草成苗48小时,叶片过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性和脱氢抗坏血酸、还原性谷胱甘肽含量显著升高;根部无色花青素双加氧酶基因和交替氧化酶基因分别显著下调和上调。(4)缺Fe(0×)、高浓度Zn(20×)水培液处理羊草成苗,随着处理时间的增加,羊草净光合速率、呼吸速率、Fv/Fm、PSI光下实际光合量子产量和电子传递速率、PSII的最大光化学量子产量、电子传递速率和光化学淬灭系数呈现出显著的下降趋势;PSI供体侧限制引起的耗散、PSII调节性能量耗散的量子产额、非光化学淬灭系数显著升高。

关键词：羊草铁锌光合荧光

楔横轧成形小断面收缩率轴类件热力耦合数值模拟

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中南大学学报（自然科学版） 2012年第1期43卷 118-123页

作者：刘文科张康生孟令博胡正寰北京科技大学机械工程学院北京100083

借助DEFORM-3D有限元软件针对小断面收缩率轴类件的楔横轧成形过程进行热力耦合数值模拟,分析轧件在成形过程中的温度变化规律;通过与常规断面收缩率轧件进行对比,得到小断面收缩率轧件的各向应力分布状态。模拟结果表明:小断面收缩率... 详细信息

借助DEFORM-3D有限元软件针对小断面收缩率轴类件的楔横轧成形过程进行热力耦合数值模拟,分析轧件在成形过程中的温度变化规律;通过与常规断面收缩率轧件进行对比,得到小断面收缩率轧件的各向应力分布状态。模拟结果表明:小断面收缩率轧件与轧辊接触表面的温度变化较为剧烈,而轧件内部中心位置附近温度无显著变化;由于轧制位置的不同,轧件各横截面间的温度变化有所差异,曲线的波动存在着相位差。此外,小断面收缩率轧件在接触变形区周围的横向和径向压应力较大而轴向压应力较小,导致其横截面容易出现椭圆化;其中心附近区域由于受到比常规断面收缩率轧件更大横向和轴向拉应力影响,因而更易产生疏松、裂缝等缺陷。进行轧制试验,验证了模拟结果的可靠性。

关键词：小断面收缩率楔横轧有限元法热力耦合温度

不同浓度Fe^(2+)与Zn^(2+)对羊草幼苗生长和生理特性的影响

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西北植物学报 2021年第10期41卷 1681-1690页

作者：孟令博赵曼亢燕祁智内蒙古大学生命科学学院/牧草与特色作物生物学教育部重点实验室呼和浩特010031

以羊草幼苗为研究对象,通过调整全营养培养基(CK,0.05 mmol/L Fe^(2+)、0.015 mmol/L Zn^(2+))中铁或者锌含量设置0、10倍、20倍Fe^(2+)(Zn^(2+))浓度处理Fe_(0)(Zn_(0))、Fe_(10)(Zn_(10))、Fe_(20)(Zn_(20)),以及在高铁培养基中单独添加0.15 mmol/L Zn^(2+)或同时添加10 mmol/L Ca^(2+)、5 mmol/L Mg^(2+)、20 mmol/L K^(+)处理,测定培养6 d后幼苗生长指标和矿质元素含量、以及高铁(Fe_(20))处理下幼苗根中抗氧化指标和相关基因表达量,探究不同浓度Fe^(2+)、Zn^(2+)对羊草幼苗生长、矿质元素吸收积累及抗氧化指标、基因表达的影响。结果表明:(1)缺锌(Zn0)显著抑制羊草幼苗鲜重的增加和Zn元素的积累,但促进Fe、Mg元素的积累;高浓度锌(Zn_(10)、Zn_(20))显著促进幼苗叶片生长和Zn元素的积累;缺铁(Fe0)显著抑制幼苗的根长、鲜重和Fe元素的积累,促进Mg、Zn元素的积累;高浓度铁(Fe_(10)、Fe_(20))显著抑制羊草幼苗根叶生长、根毛发育和Ca、Zn、Mg、K元素的积累。(2)增加Zn^(2+)和Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^(+)浓度无法恢复高铁胁迫对幼苗生长的抑制作用。(3)高浓度铁(Fe_(20))处理羊草幼苗48 h后,根部过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶活性和丙二醛、抗坏血酸、还原型谷胱甘肽含量显著升高;烟酰胺合成酶基因、过氧化物酶基因表达量显著下调,植物类萌发素蛋白基因表达量显著上调。研究发现,羊草幼苗生长发育和矿质元素积累对环境中Zn^(2+)浓度变化不敏感,却受到环境中高浓度Fe^(2+)的显著抑制,并造成严重的氧化胁迫伤害,这种伤害无法在添加Zn^(2+)或同时添加Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^(+)的条件下恢复。

关键词：羊草铁锌生理特性