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多传感器融合的SLAM算法在林业智能化的应用与改进

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东北林业大学学报 2025年第1期53卷 97-104页

作者：柳运昌韩军宇冯灵霄刘远航董蕊芳北京林业大学北京100083

同步定位与建图(SLAM)算法可实现机器人在未知环境下的定位,并对周围环境构建增量式地图,是机器人实现自主导航的基础。针对单一传感器(全球导航卫星系统(GNSS)、激光、相机等)的SLAM算法在林区环境存在定位精度低、构建的地图一致性较... 详细信息

同步定位与建图(SLAM)算法可实现机器人在未知环境下的定位,并对周围环境构建增量式地图,是机器人实现自主导航的基础。针对单一传感器(全球导航卫星系统(GNSS)、激光、相机等)的SLAM算法在林区环境存在定位精度低、构建的地图一致性较差的问题,提出了多传感器融合的SLAM算法在林业智能化的应用与改进。首先,联合使用激光雷达、单目相机、惯导对林区环境构建三维点云地图的同时对林业机器人进行实时定位;其次,提出以时间为约束的RS-T回环帧搜索法,进行候选回环帧搜索。结果表明:针对M2DGR数据集,RS-LVI-SAM算法与当前经典的SLAM算法对比,RS-LVI-SAM算法生成轨迹的均方根误差与标准差分别为0.09和0.04 m,定位精度最高;在林区场景中,RS-LVI-SAM算法建立的林区点云地图中侧柏的胸径与真实胸径的均方根误差与绝对平均误差分别为1.27、1.16 cm,建图效果最佳;生成的轨迹与真实轨迹的均方根误差与绝对平均误差分别为0.46、0.34 m,定位精度最高。因此,RS-LVI-SAM算法可以实现林区环境下的精准定位与林区点云地图构建,为机器人林区作业提供了技术支撑。

关键词：林业机器人同步定位与建图传感器激光雷达

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长江经济带新型城镇化与空气污染的脱钩分析

生态经济 2025年第1期41卷 140-148,194页

作者：詹成郭明晶周文潇陈嘉浩中国地质大学(武汉)经济管理学院湖北武汉430074

城市的快速发展带来了污染物的集中。为了协调经济发展与环境污染之间的关系,中国制定并实施了新型城镇化战略。但是,对新型城镇化与空气污染的具体关系的研究尚不充足,仍不清楚空气污染是否与新型城镇化脱钩。因此,基于2009—2021年长... 详细信息

城市的快速发展带来了污染物的集中。为了协调经济发展与环境污染之间的关系,中国制定并实施了新型城镇化战略。但是,对新型城镇化与空气污染的具体关系的研究尚不充足,仍不清楚空气污染是否与新型城镇化脱钩。因此,基于2009—2021年长江经济带108个城市的面板数据,构建了人口、经济、空间、社会和生态五个维度的新型城镇化评价指标体系。利用Tapio脱钩模型和追赶脱钩模型探讨了新型城镇化与PM_(2.5)浓度之间的脱钩关系和区域异质性。结果表明:(1)长江经济带PM_(2.5)浓度在2013年后持续减少。(2)新型城镇化的驱动力主要来自经济城镇化和社会城镇化。(3)PM_(2.5)浓度与新型城镇化之间长期保持脱钩状态,但在短期尺度内存在脱钩和负脱钩的交替现象。(4)大部分追赶城市对模范城市的追赶并不理想,地区间的不平衡现象还将长期持续。

关键词：新型城镇化空气质量 PM2.5 Tapio模型

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近62年我国极端高温事件的时空变化特征

高原气象 2025年第1期44卷 201-213页

作者：卢珊胡泽勇沈姣姣王百朋王能辉赵乾甲陕西省气象服务中心陕西西安710014 中国科学院西北生态环境资源研究院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 陕西省突发事件预警信息发布中心陕西西安710015 陕西秦盾防雷技术有限公司陕西西安710014

利用1961-2022年全国664个地面观测站的逐日最高气温资料,系统分析了全国和各分区极端高温事件及其起讫日期的时空分布及演变特征。结果表明,我国有近9成极端高温事件集中在夏季,其中出现在7月的极端高温事件占全年总数的39.3%。全国极... 详细信息

利用1961-2022年全国664个地面观测站的逐日最高气温资料,系统分析了全国和各分区极端高温事件及其起讫日期的时空分布及演变特征。结果表明,我国有近9成极端高温事件集中在夏季,其中出现在7月的极端高温事件占全年总数的39.3%。全国极端高温事件在近62年迅速增加,极端高温日数和高温极值在9成以上的站点监测到增加趋势。极端高温事件在高海拔地区的增加更为明显,青藏地区的极端高温日数每10年增加2.9天,高温极值增幅为0.34℃·(10a)^(-1)。极端高温事件开始日期和结束日期在全国大部分站点分别呈现出明显的提前和推迟趋势,受起讫日期的反向变化影响,极端高温事件持续期的增加趋势更为突出。西南地区是各分区中极端高温事件持续期增加最快的地区,其增加速度达10.8 d·(10a)^(-1)。长时间维持的连续性极端高温过程对人民生产生活造成严重威胁,进入21世纪以来,连续性极端高温过程在我国呈现出高发态势。华南和西南地区的连续性极端高温过程的增加较为明显,其中华南地区的连续性极端高温过程频次和累积日数每10年分别增加0.5次和2.5天,均为各分区中最高。

关键词：极端高温事件连续性极端高温过程起讫日期时空演变

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双添加剂协同提升钠离子电池循环稳定性

储能科学与技术 2025年

作者：刘德帅朱慧琴孙睿浩李蒙巩文豪李晓辉钱伟伟郑州中科新兴产业技术研究院河南省储能材料与过程重点实验室龙子湖新能源实验室氢能储能中心中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程国家重点实验室

电解液不仅影响离子传递过程，还参与电极/电解液界面膜的形成，对电池的循环稳定性起着重要作用，其中电解液添加剂是参与电极/电解液界面构筑的主要成分，相较于锂离子电池，钠离子电池电解液及其添加剂的研究仍存在许多问题。本文通... 详细信息

电解液不仅影响离子传递过程，还参与电极/电解液界面膜的形成，对电池的循环稳定性起着重要作用，其中电解液添加剂是参与电极/电解液界面构筑的主要成分，相较于锂离子电池，钠离子电池电解液及其添加剂的研究仍存在许多问题。本文通过对电解液添加剂氟代碳酸乙烯酯（FEC）和1，3-丙烷磺酸内酯（PS）深入研究，分析了不同添加剂组成的电解液对电池性能的影响。研究发现，含有FEC-PS双添加剂电解液的软包电池1 C循环600周后的容量保持率高达85.1%，其循环性能明显优于不使用任何添加剂或单独加FEC添加剂的电池，有效提升了NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2（NFM）||硬碳（HC）软包电池的循环性能。通过电极界面分析发现，FEC-PS双添加剂衍生的含有烷基磺酸钠(ROSO2Na)和氟化钠（NaF）的CEI/SEI膜，具有较高的机械强度和良好的柔韧性，极大提升了电极/电解液界面的稳定性，有效抑制了循环过程中NFM正极过渡金属溶出和HC负极析钠，同时缓解了软包电池产气的问题。本研究在软包电池的基础上调控添加剂组成，优化电极/电解液界面组分，改善了电池界面稳定性和循环性能，为开发高性能钠离子电池电解液提供了理论及技术支撑。

关键词：钠离子电池软包电池电解液添加剂电极/电解液界面

过膨胀循环发动机配气相位偏差对充气模型精度的影响

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汽车文摘 2025年第1期 29-35页

作者：张文韬冯朋朋郝伟徐宁宁周天鹏闫涛中国第一汽车股份有限公司研发总院长春130013

为提高过膨胀循环发动机充气模型精度,改善发动机性能及提高整车动态工况混合气控制,需精确控制发动机进气凸轮轴的相位。本文分析了进气凸轮轴的开启时刻与关闭时刻对充气模型的影响原理,从理论上分析了相位偏差对充气模型精度的影响,... 详细信息

为提高过膨胀循环发动机充气模型精度,改善发动机性能及提高整车动态工况混合气控制,需精确控制发动机进气凸轮轴的相位。本文分析了进气凸轮轴的开启时刻与关闭时刻对充气模型的影响原理,从理论上分析了相位偏差对充气模型精度的影响,并通过试验验证不同相位偏差对充气模型精度的影响情况,为满足充气模型的偏差不超过±5%的精度需求,进气相位偏差需要控制在±1.5℃A范围内。提出了通过控制装配机械相位精度及增加ECU相位偏差自学习模型的方式,修正进气相位偏差对充气模型的影响,经过试验验证了相位偏差控制的效果。

关键词：过膨胀循环相位偏差模型精度相位修正

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基于自适应骨干网络的自动驾驶场景下目标检测算法

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武汉理工大学学报(交通科学与工程版) 2025年

作者：张杰浩张阳辛东嵘福建理工大学交通运输学院福建理工大学土木工程学院

针对自动驾驶汽车在多种复杂路况下采集的全天候场景数据集所带来得特征差异，以及传统单一骨干网络和检测方法无法同时兼顾大小目标检测效果问题，提出了一种融合自适应骨干网络（Adaptive dynamic backbone network，ADBN）和YOLO检... 详细信息

针对自动驾驶汽车在多种复杂路况下采集的全天候场景数据集所带来得特征差异，以及传统单一骨干网络和检测方法无法同时兼顾大小目标检测效果问题，提出了一种融合自适应骨干网络（Adaptive dynamic backbone network，ADBN）和YOLO检测器的目标检测算法。该算法首先通过应用网格搜索法，确定适用于自适应全天候多场景的骨干网络的基础模块和超参数数值，从而构建出具备自适应能力的骨干网络结构。然后，在这一自适应骨干网络基础上引入金字塔结构，以有效提取多层次图像特征，并融合更丰富的高级语义信息，进一步增强网络的目标检测能力和鲁棒性。最后，提出改进的YOLO检测器，在多个特征图上进行图像识别，实现在复杂路况下多尺度目标的精准检测。实验结果表明，所提算法在KITTI数据集上有良好的性能，检测损失率仅为0.16比特，且检测速度达到了每秒17帧，突显了在实际场景中的准确性和高效性。

关键词：自动驾驶目标检测自适应骨干网络特征金字塔特征融合

融合文字区域特征的端子排局部相似图像拼接方法

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信息记录材料 2025年第01期 56-59+66页

作者：凌纯愉朱铭浩东南大学吴健雄学院

变电站屏柜端子排接线复杂，智能运维设备通过拍摄图像后进行识别达到巡检目的。由于变电站屏柜分布多，摄像头拍摄范围小等限制，拍摄图片不完整、数量多，故需合成一张可供识别的全景图像。传统的图像拼接算法无法对小范围摄像区域提... 详细信息

变电站屏柜端子排接线复杂，智能运维设备通过拍摄图像后进行识别达到巡检目的。由于变电站屏柜分布多，摄像头拍摄范围小等限制，拍摄图片不完整、数量多，故需合成一张可供识别的全景图像。传统的图像拼接算法无法对小范围摄像区域提取到足够多的特征点，且屏柜形状相似的端子排存在特征点错配、漏配现象。针对以上问题，本文提出一种改进的图像拼接算法，以相邻图像文字信息为依据筛选高质量文字区匹配特征点，同时基于尺度不变特征转换(scale invariant feature transform, SIFT)算法提取背景区匹配特征点，双特征点在确保不丢失电气信息的情况下，实现高效图像拼接。经验证，在变电站复杂的实际背景下，本文所提方法能够实现便于后续运维的拼接效果。

关键词：变电站端子排图像拼接特征点提取图像配准

滚动预报优化调度模式下水库防洪和发电效益分析

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水利水电技术(中英文) 2025年

作者：黎良辉曹志明万迪文何中政李邦浩兰芳南昌大学工程建设学院南昌大学鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室江西省峡江水利枢纽工程管理局

【目的】水库调度是目前水资源综合利用的重要非工程措施。近年来，随着水文预报技术水平的提升，结合水文预报开展水库优化调度日渐受到关注。然而水库滚动预报优化调度下防洪和发电效益影响机制尚不明晰。【方法】针对此问题，研究建... 详细信息

【目的】水库调度是目前水资源综合利用的重要非工程措施。近年来，随着水文预报技术水平的提升，结合水文预报开展水库优化调度日渐受到关注。然而水库滚动预报优化调度下防洪和发电效益影响机制尚不明晰。【方法】针对此问题，研究建立了水库防洪滚动预报优化调度模型，采用控制变量法分析了不同的洪水量级、预见期和汛期水位动态控制上限对水库防洪和发电效益的影响，以峡江水库为对象开展实例研究。【结果】结果表明：（1）水库洪水削峰率随汛期水位动态控制上限增加呈现逐渐减小的趋势；（2）水库发电量随着汛期水位动态控制上限的增高而增大，同时最大下泄流量也在增加；（3）洪水量级越大，水库调度达到最大削峰效果所需预见期逐渐减少；（4）考虑预报不确定性和确定性来水条件下的防洪滚动预报优化调度结果差别较小。【结论】综上所述，在水库防洪滚动预报优化调度模式下，洪水量级、预见期和汛期水位动态控制上限对水库防洪和发电效益影响存在规律，结合可靠的预报信息，提高水库汛限水位在风险可控的前提下能够提高发电效益。以50a一遇洪水为例，当预见期为72h时，汛期水位动态控制上限为43.5m与46m条件相比，平均削峰率仅仅提高0.46%(约104m3/s)，但平均发电量减少30.55%（约1555.57万kWh）。

关键词：滚动预报优化调度防洪调度发电调度洪水预见期汛限水位洪水预报流量数值模拟

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基于多任务门控网络的滚动轴承寿命预测方法

中国舰船研究 2025年

作者：宋浏阳郑传浩金烨林天骄韩长坤王华庆北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京化工大学高端压缩机及系统技术全国重点实验室

[目的]为实现船舶机械设备中轴承的剩余寿命预测，提出基于双向门控循环单元（BiGRU）、变分自编码器（VAE）和多门控专家混合层（MMoE）的多任务门控网络预测模型。[方法]首先，计算轴承信号时域特征以表征监测数据中的基本退化趋势；... 详细信息

[目的]为实现船舶机械设备中轴承的剩余寿命预测，提出基于双向门控循环单元（BiGRU）、变分自编码器（VAE）和多门控专家混合层（MMoE）的多任务门控网络预测模型。[方法]首先，计算轴承信号时域特征以表征监测数据中的基本退化趋势；然后，建立轴承健康状态（HS）评估和剩余使用寿命（RUL）预测子任务构成多任务门控网络预测模型，子任务中使用BiGRU和VAE提取时域特征趋势信号中的退化信息，再利用MMoE自适应分离子任务的差异特征。最后，在XJTU-SY轴承数据集上进行有效性验证。[结果]结果表明，与长短期记忆网络（LSTM）等经典时序数据预测模型相比，多任务门控网络预测模型的预测精度更高，误差指标MAE和RMSE分别提升62.5%和67.81%。[结论]所提方法可以实现轴承剩余寿命的预测，对船舶机械设备健康管理与智能运维具有一定的参考价值。

关键词：船舶设备剩余寿命预测轴承多任务门控网络预测模型