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基于遗传算法的激光雷达点云半径滤波

激光技术 2024年

作者：赵哲周维龙龙欢周红梁登辉柳骏涛李小宝湖南工业大学轨道交通学院湖南工业大学电气与信息工程学院

点云降噪对激光雷达成像系统的精度至关重要。为了降低由接收器、多径效应、外部干扰和大气扰动引起的噪声，采用基于遗传算法的半径滤波进行降噪。该方法通过遗传算法优化了半径滤波的关键参数--过滤半径和近邻阈值。验证表明，在简单... 详细信息

点云降噪对激光雷达成像系统的精度至关重要。为了降低由接收器、多径效应、外部干扰和大气扰动引起的噪声，采用基于遗传算法的半径滤波进行降噪。该方法通过遗传算法优化了半径滤波的关键参数--过滤半径和近邻阈值。验证表明，在简单场景中，该算法保持了去噪精度和点保留率，同时略提高了噪声召回率；在复杂场景中，噪声召回率比传统的半径过滤提高了约 21%，比统计过滤提高了约 16%。该方法为为激光雷达数据处理提供了一种新颖有效的思路，对于提高激光雷达成像质量具有重要应用价值。

关键词：成像系统降噪遗传算法点云

二维硼结构中条带状空位长程有序分布的理论研究

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物理学报 2024年第9期73卷 216-222页

作者：徐诗涵何长春杨小宝华南理工大学物理与光电学院广州510640

在二维硼结构中,有序分布的高浓度空位可以增强其结构的稳定性,并对材料性能产生显著影响.根据最近的实验进展,本文重点关注二维硼结构中空位呈条带状分布的体系,提出有效模型系统研究结构稳定性随空位分布的变化.结合第一性原理计算结... 详细信息

在二维硼结构中,有序分布的高浓度空位可以增强其结构的稳定性,并对材料性能产生显著影响.根据最近的实验进展,本文重点关注二维硼结构中空位呈条带状分布的体系,提出有效模型系统研究结构稳定性随空位分布的变化.结合第一性原理计算结果,对空位不同近邻作用参数进行拟合,预测了不同空位浓度的稳定结构,发现在该体系中空位不同近邻存在竞争,导致长周期分布的趋势,揭示了不同近邻作用的相互竞争导致长周期结构稳定存在的关键机制.

关键词：二维硼结构长周期结构空位分布第一性原理计算

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三相LCL-LC型仅网侧反馈的改进时滞抑制

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现代电子技术 2024年第15期47卷 139-145页

作者：李小宝梁登辉周维龙周红龙欢柳骏涛湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲412000

LCL-LC电压源型逆变器仅网侧电流反馈的有源阻尼相比于电容电流反馈下的有源阻尼减少了检测元件的使用,能有效抑制LCL-LC逆变器产生的谐振峰。但由于数字电路里存在控制延时影响,因此电网阻抗的变化会引起谐振频率fr偏移,当fr处于采样频... 详细信息

LCL-LC电压源型逆变器仅网侧电流反馈的有源阻尼相比于电容电流反馈下的有源阻尼减少了检测元件的使用,能有效抑制LCL-LC逆变器产生的谐振峰。但由于数字电路里存在控制延时影响,因此电网阻抗的变化会引起谐振频率fr偏移,当fr处于采样频率fs的16附近时系统将会失稳。为了解决LCL-LC有源阻尼逆变器仅网侧反馈时控制延时对逆变器的影响,研究了在数字域下电网阻抗的变化对系统稳定性的影响,并提出了一种新的延时补偿方法,即在控制回路的前向通路中加入改进型延时补偿,将有源阻尼的等效正电阻从原有的fs 6扩展到0.4965fs,补偿后的有缘阻尼在fr发生偏移时由于等效正电阻的扩宽使得系统在fs 6附近不会失稳,从而极大地提升了系统的稳定性。仿真和实验验证了理论的正确性。

关键词： LCL-LC 有源阻尼逆变器时滞抑制谐振偏移延时补偿

串行声光调制的非保偏光链路外差算法实现光纤水听器低噪声稳定解调

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光学学报 2024年第14期 74-82页

作者：蔡冰涛肖力敏陈小宝复旦大学信息科学与工程学院光科学与工程系中国电子科技集团公司第二十三研究所

传统外差算法用于干涉型光纤水听器信号解调时，需要产生具有稳定频差的双脉冲光，常见的解决方案是在马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的两臂并行接入不同频率的声光调制器（AOM）。上述方案中，两台独立AOM的运行差异会引入额外噪声，而含有... 详细信息

传统外差算法用于干涉型光纤水听器信号解调时，需要产生具有稳定频差的双脉冲光，常见的解决方案是在马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的两臂并行接入不同频率的声光调制器（AOM）。上述方案中，两台独立AOM的运行差异会引入额外噪声，而含有AOM的保偏光链路体积大，难以有效隔振，抗环境干扰极差。基于此，引入迈克耳孙干涉仪（MI）光路先产生同频同偏振的前后光脉冲，再利用串行在输出光路上的后级AOM分时切换调制频率，使双脉冲光之间产生光频差。相比于传统方案，所提出的差频产生光路的频差由同一AOM产生，无分立器件性能差异的影响，同时更小体积的非保偏MI光路易进行抗振设计和封装，因此所提方案具有更强的抗干扰能力。实验结果表明：MI加串行声光调制的外差方案在10 Hz、100 Hz、1000 Hz 3个频点的解调噪声功率谱密度（PSD）分别低至■;8 h内，10 Hz频点的解调噪声起伏小于2 dB,100 Hz和1000 Hz两个频点的解调噪声起伏均低于1 dB，实现了光纤水听器低噪声高稳定解调，满足实际应用需求。

关键词：光纤光学差频光路声光调制器外差算法光纤水听器

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湿法炼铜浸出液萃取分离硫酸机理

化工进展 2024年第6期43卷 3410-3419页

作者：马海飞廖亚龙武敏贾小宝杨双宇昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093

针对湿法炼铜浸出液中游离硫酸含量高的问题,提取铜前需进行中和处理,不仅碱性试剂消耗量大、作业成本高,还会造成金属离子损失的问题。本文提出采用溶剂萃取回收硫酸的工艺,研究了三辛胺(TOA)-正辛醇体系选择性萃取分离硫酸过程的传质... 详细信息

针对湿法炼铜浸出液中游离硫酸含量高的问题,提取铜前需进行中和处理,不仅碱性试剂消耗量大、作业成本高,还会造成金属离子损失的问题。本文提出采用溶剂萃取回收硫酸的工艺,研究了三辛胺(TOA)-正辛醇体系选择性萃取分离硫酸过程的传质机理。结果表明,TOA萃取硫酸的过程中会发生水化作用而产生第三相,加入正辛醇后,因形成疏水性络合体(R_(3)NH)_(2)(A)_(0.3)(H_(2)O)_(1.7)SO_(4),避免了第三相的形成;在有机相构成为45%TOA+10%正辛醇+45%260#溶剂油、相比O∶A(有机相与水相之比)为1∶1、温度25℃、震荡速度200r/min、反应时间10min的条件下,硫酸单级萃取率达90.21%,三级逆流萃取率达99%以上,杂质离子Cu^(2+)、Fe^(2+)、Zn^(2+)的萃取率分别小于2.7%、2.2%、2.3%;萃取过程为放热反应,通过计算得萃取反应的ΔH为-14.9kJ/mol。

关键词：萃取分离综合回收湿法炼铜三辛胺

诃子水提物对高尿酸肾病大鼠的保护作用及机制研究

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中药药理与临床 2024年

作者：刘豪沈娟刘文彬金小宝广东药科大学基础医学院广东省生物活性药物研究重点实验室

目的：探究诃子水提物改善高尿酸肾病大鼠的作用及初步机制。方法：通过中药系统药理学分析平台（TCMSP）获取诃子活性成分及靶点信息，GeneCards数据库收集高尿酸肾病相关靶点。接着，利用STRING数据库进行蛋白互作（PPI）分析；运用Me... 详细信息

目的：探究诃子水提物改善高尿酸肾病大鼠的作用及初步机制。方法：通过中药系统药理学分析平台（TCMSP）获取诃子活性成分及靶点信息，GeneCards数据库收集高尿酸肾病相关靶点。接着，利用STRING数据库进行蛋白互作（PPI）分析；运用Metascape平台进行基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析；通过Cytoscape 3.7软件构建“诃子-活性成分-交集靶点-疾病”网络图。利用Autodock vina软件对诃子核心成分与关键靶点进行分子对接，并通过pkCSM数据库预测核心成分的ADMET性与类药性。采用氧嗪酸钾联合10%果糖诱导构建高尿酸肾病大鼠模型，通过对血清及尿液的肾功能指标检测及肾组织HE、PAS和Masson染色，以验证诃子水提物的保护作用。采用CCK8、RT-PCR及Western blot等方法验证诃子水提物及其核心成分对尿酸诱导的HK-2肾损伤细胞模型及关键靶点的作用。结果：收集获得7个诃子活性成分，成分靶点70个，高尿酸肾病相关靶点878个，药-病交集靶点22个。GO富集分析表明，诃子主要影响白细胞凋亡、对有机环状化合物的细胞反应、对肿瘤坏死因子的反应等生物过程；发挥与蛋白质特定结构域结合、参与凋亡信号通路的半胱氨酸型内肽酶活性、BH3结构域结合等分子功能；涉及膜微区、转录调节复合物、受体复合物等细胞组分，进而起到治疗高尿酸肾病的作用。KEGG富集分析表明，诃子治疗高尿酸肾病涉及的主要通路为P53信号通路、凋亡信号通路等。TP53、ESR1、CASP8、CASP9和CASP3是诃子治疗高尿酸肾病的关键靶点。此外，分子对接结果显示诃子核心成分与关键靶点具有良好的结合能力，且ADMET性与类药性分析表明核心成分均具有良好的成药性。动物实验表明，诃子水提物显著降低了高尿酸肾病大鼠血清尿酸(Serum uric acid，SUA)、肌酐（Serum creatinine，Scr）、尿素氮（Blood urea nitrogen，BUN）和24 h尿蛋白含量(P<0.05或P<0.01)，并改善了肾组织病理损伤。细胞实验表明，诃子水提物及其核心成分有效提高了尿酸诱导的HK-2细胞活力，改善了细胞状态。在分子水平上，诃子水提物显著下调了Casp8和Casp3的基因表达(P<0.01)，碎叶紫堇碱显著下调了Tp53的基因表达(P<0.01)，而硫酸奎尼丁显著下调了TP53、ESR1、CASP8、CASP9和CASP3的基因和蛋白表达(P<0.05或P<0.01)。结论：诃子水提物能够改善高尿酸肾病大鼠的肾损伤，其作用机制可能是基于其核心成分硫酸奎尼丁通过抗凋亡途径实现的。

关键词：诃子水提物高尿酸肾病网络药理学分子对接凋亡

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强化黄铜矿细菌浸出的研究进展

化工进展 2024年

作者：武敏廖亚龙贾小宝杨双宇昆明理工大学冶金与能源工程学院

细菌浸出法在黄铜矿浸出中具有低成本、低能耗、设备要求简单以及零排放等显著优势，契合现代工业可持续发展的需求。然而，实际应用过程存在钝化现象，导致浸出效率较低的突出问题。本文对黄铜矿细菌浸出过程的作用机理、钝化机制及强... 详细信息

细菌浸出法在黄铜矿浸出中具有低成本、低能耗、设备要求简单以及零排放等显著优势，契合现代工业可持续发展的需求。然而，实际应用过程存在钝化现象，导致浸出效率较低的突出问题。本文对黄铜矿细菌浸出过程的作用机理、钝化机制及强化方法进行了综述。分析表明，黄铜矿细菌浸出存在接触作用、非接触作用和协同作用三种反应方式，钝化现象形成机制缘于黄钾铁矾、硫单质和聚硫化物的产生；提高黄铜矿细菌浸出效率的强化方法有化学、物理及生物学的途径，包括调节氧化还原电位、添加金属阳离子、使用氯化物、混合培养细菌、物理场强化、表面活性剂、光照和碳质物质等方法，核心在于调控氧化还原电位，避免矿物表面钝化层的形成。分析和总结各类强化方法的优势和局限性，为开发新型环保、高效的黄铜矿细菌浸出技术提供了重要参考。

关键词：生物过程反应工程分离细菌浸出黄铜矿

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计及煤耗率的尖峰电价优化模型及灵敏度分析

系统工程理论与实践 2024年

作者：喻小宝董真余郑丹丹邓思维中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司规划研究院上海电力大学经济与管理学院

尖峰电价(Critical peak pricing， CPP)是通过需求侧管理实现发电侧节能减排的重要手段. 现有主流电价优化模型忽略了CPP对发电供给侧的影响，对尖峰日与非尖峰日时终端用电行为的差异性分析也存在不足. 本文通过研究CPP对供电侧机组... 详细信息

尖峰电价(Critical peak pricing， CPP)是通过需求侧管理实现发电侧节能减排的重要手段. 现有主流电价优化模型忽略了CPP对发电供给侧的影响，对尖峰日与非尖峰日时终端用电行为的差异性分析也存在不足. 本文通过研究CPP对供电侧机组运行的影响机制，挖掘终端用电行为的差异性，设计了针对不同时期的用电需求响应模型，综合考虑发电侧供电煤耗和终端用户满意度，构建CPP多目标优化模型，采用NSGA-II遗传算法进行求解. 基于3类场景分析用户需求响应模型参数的取值、终端满意度约束、电价费率限制三类指标对CPP定价、负荷改善情况以及机组煤耗减少量的灵敏性，验证了模型的有效性. 结果显示: 所提电价优化模型效果较好，并且用户响应斜率、终端满意度、电价费率限制对CPP定价、负荷改善情况以及机组煤耗减少量的影响较大.

关键词：尖峰电价供电煤耗电价费率灵敏度分析

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基于跨层次聚合网络的实时城市街景语义分割

光学精密工程 2024年第8期32卷 1212-1226页

作者：侯志强程敏婕马素刚屈敏杰杨小宝西安邮电大学计算机学院陕西西安710121 西安邮电大学陕西省网络数据分析与智能处理重点实验室陕西西安710121

随着自动驾驶技术的迅速发展,精确高效的场景理解显得尤为重要。城市街景语义分割旨在准确识别并分割出行人、障碍物、道路和标志物等要素,为自动驾驶技术提供必要的道路信息。然而,当前的语义分割算法在城市街景分割中仍然面临一些挑战... 详细信息

随着自动驾驶技术的迅速发展,精确高效的场景理解显得尤为重要。城市街景语义分割旨在准确识别并分割出行人、障碍物、道路和标志物等要素,为自动驾驶技术提供必要的道路信息。然而,当前的语义分割算法在城市街景分割中仍然面临一些挑战,主要表现为不同类别的像素区分不够清晰、对于复杂场景结构的理解不够精准以及对小尺度对象或大尺度结构的分割不准确等问题。为此,本文提出一种基于跨层次聚合网络的实时城市街景语义分割算法。首先,在编码器末端设计了结合跨层次聚合的金字塔池化模块,用于高效提取多尺度上下文信息;其次,在编码器和解码器之间设计了跨层次聚合模块,通过引入通道注意力机制增强信息的表征能力,逐级聚合编码器阶段的特征以充分实现特征复用;最后,在解码器阶段设计了多尺度融合模块,在通道维度聚合全局信息与局部信息,促进深层特征与浅层特征的融合。将所提算法在两个通用的城市街景数据集上进行了验证。在一张RTX3090显卡上(TensorRT测速环境),本文算法在Cityscapes测试集以294 FPS的实时性达到73.0%mIoU的准确性,在更高分辨率的图像上以164 FPS的实时性达到75.8%mIoU的准确性;在CamVid数据集以239 FPS的实时性达到74.8%mIoU的准确性。实验结果表明,本文算法在准确性与实时性之间取得了有效平衡,对比其他算法的语义分割性能具有显著提升,为实时城市街景语义分割领域带来了新的突破。

关键词：语义分割卷积神经网络城市街景编码器-解码器结构金字塔池化模块