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海上激光雷达强度-空间联合滤波方法

中国激光 2023年第19期50卷 172-180页

作者：李正宇王鸿东魏圣哲楼建坤上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋智能装备与系统教育部重点实验室上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室上海200240

针对水面无人艇(USV)近距离海上实时目标检测时受海杂波影响严重的问题,结合海杂波空间分布特征和点云回波强度信息,提出了一种强度-空间联合过滤方法。该方法首先将点云按照距离做区域划分;接着对不同区域根据激光回波强度随距离的变... 详细信息

针对水面无人艇(USV)近距离海上实时目标检测时受海杂波影响严重的问题,结合海杂波空间分布特征和点云回波强度信息,提出了一种强度-空间联合过滤方法。该方法首先将点云按照距离做区域划分;接着对不同区域根据激光回波强度随距离的变化关系设置初始阈值,过滤原始点云低强度海杂波;然后对剩余的点云采取离群点滤波算法,过滤稀疏高强度海杂波,得到目标点云;最后提取离群点滤波中的空间离群点强度特征,对强度阈值滤波参数进行自适应修正。滤波方法在实船上进行了测试,实验结果表明相比于现有的全局激光回波强度阈值过滤方法,所提算法在性能上有明显提升,应用于聚类算法后其虚警率和漏警率分别平均降低了4.34%和10.47%,可以为无人艇航行避碰提供有力支撑。

关键词：遥感三维激光雷达水面无人艇海杂波离群点点云强度

数据驱动的可调螺距桨船舶油耗模型及航速优化

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中国造船 2023年第2期64卷 226-239页

作者：姚凤翔王鸿东张海华王检耀楼建坤上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学海洋智能装备与系统教育部重点实验室上海200240 中国船舶科学研究中心上海分部上海200011

船舶油耗预测是实现船舶航速优化的基础。基于可调螺距桨船舶的历史航行数据,结合极限学习机(ELM)算法,开展数据驱动的船舶油耗预测模型研究。结合可调螺距桨螺距可调的特性,提出基于螺距调节的航速优化方法。以船舶燃油消耗量最小为优... 详细信息

船舶油耗预测是实现船舶航速优化的基础。基于可调螺距桨船舶的历史航行数据,结合极限学习机(ELM)算法,开展数据驱动的船舶油耗预测模型研究。结合可调螺距桨螺距可调的特性,提出基于螺距调节的航速优化方法。以船舶燃油消耗量最小为优化目标,各时段内桨的螺距为优化变量构建船舶航速优化模型,并用改进粒子群算法求解。仿真结果表明:经螺距优化后,船舶单次航程的燃油消耗量减少约3%,进一步验证了通过螺距优化实现船舶节能航行的可行性。

关键词：数据驱动油耗模型可调螺距桨船舶航速优化改进粒子群算法

基于广义交并比的无人艇激光与视觉目标关联算法

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船舶工程 2023年第3期45卷 120-127页

作者：周嘉华王鸿东魏圣哲楼建坤上海交通大学海洋智能装备与系统教育部重点实验室上海200240

针对采用异源传感器关联水面小尺度目标时易出现的漏匹配和误匹配问题,考虑到传统的距离和交并比(Io U)等相关系数对方位偏差较大的目标的相关性度量能力不足,提出一种基于广义交并比(GIo U)和匈牙利算法的水面多目标关联算法。通过实... 详细信息

针对采用异源传感器关联水面小尺度目标时易出现的漏匹配和误匹配问题,考虑到传统的距离和交并比(Io U)等相关系数对方位偏差较大的目标的相关性度量能力不足,提出一种基于广义交并比(GIo U)和匈牙利算法的水面多目标关联算法。通过实船试验,比较基于不同相关系数的目标关联结果。试验结果表明:GIo U能克服Io U需目标区域相交的度量限制,能有效匹配小尺度目标;相比距离和Io U相关系数,GIo U能取得更高的目标关联平均准确率和平均召回率(分别达到95.97%和96.24%),能有效降低漏匹配率和误匹配率,具有较高的工程应用价值。

关键词：广义交并比匈牙利算法无人艇目标关联

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基于分割法的抛物面固面天线热变形抑制

中国空间科学技术（中英文） 2024年第2期44卷 59-67页

作者：楼春钢李昊潘殿坤宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室宁波315211 上海卫星工程研究所上海201109

为满足未来高分辨率微波遥感航天器对于大口径高形面精度的空间可展开天线的需求,提出了一种能有效降低偏馈固面天线在轨因热变形造成形面误差的新方法,即分割法。采用5 m口径的偏馈固面抛物面天线,分析了天线热变形对其电性能尤其是主... 详细信息

为满足未来高分辨率微波遥感航天器对于大口径高形面精度的空间可展开天线的需求,提出了一种能有效降低偏馈固面天线在轨因热变形造成形面误差的新方法,即分割法。采用5 m口径的偏馈固面抛物面天线,分析了天线热变形对其电性能尤其是主波束效率的影响。对连续固面天线六点支撑下不同支撑位置对其热变形的影响进行了研究。在温差为200℃的均匀温度场下,分析了不同形状单胞的形面误差,随后确认采用正六边形作为分割单胞并对其形面误差与尺寸的关系进行了研究。研究了分割单胞的尺寸及排布方式对天线的形面误差及电性能的影响,并验证了分割单胞之间的缝隙对天线电性能的影响,最终确定分割方案。结果显示,分割后天线形面误差从500μm降低至5μm,主波束效率下降值从6.72%下降至1.77%。

关键词：空间可展开天线高形面精度热变形分割法主波束效率

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提升规划展示馆宣教效用的若干探讨——以上海城市规划展示馆为例

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上海城市规划 2024年第3期3卷 128-133页

作者：楼建春上海城市规划展示馆

面向公众的、有效的规划宣教,需要将相关规划的理念、专业数据图表等转译成公众能感知理解的形式。围绕上海城市规划展示馆“上海2035”展项,总结展示方法,分析20年来的公众人数情况;从公众旅游、参观、考察、学习和参与规划的角度,分... 详细信息

面向公众的、有效的规划宣教,需要将相关规划的理念、专业数据图表等转译成公众能感知理解的形式。围绕上海城市规划展示馆“上海2035”展项,总结展示方法,分析20年来的公众人数情况;从公众旅游、参观、考察、学习和参与规划的角度,分析展示效果;强调从不同的规划层次呈现规划内容,激发公众兴趣,引导思考和促进参与。从展示技术创新和应用角度,归纳传统展示与现代技术结合,专业与艺术相融合等展示方法。通过探讨规划概念与个案的关系、规划内容与临展的关系、科普内容与引导公众参与的关系,以及全城区展示与数字沙盘的关系,为展陈更新及其他城市的规划展示提供有益参考。

关键词：规划展示公众宣教 “上海2035” 展示技术

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米字型靠尺遍历离散点云检测隧道初支平整度

铁道工程学报 2024年第3期41卷 86-90,99页

作者：梁策徐世东程云建郭寅虎王君楼朱庆朱军西南交通大学成都611756 中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081 西南石油大学成都610500 西成铁路客运专线陕西有限责任公司西安710043 京昆高速铁路西昆有限公司重庆400020

研究目的:为便捷、快速地开展隧道初支平整度检测,基于三维激光扫描的离散点云数据,提出运用米字型靠尺模拟人工检测的初支平整度全局检测方法,并对主要实现过程中的隧道设计轮廓嵌入、点云数据展开、米字型靠尺遍历、测站平整度计算、... 详细信息

研究目的:为便捷、快速地开展隧道初支平整度检测,基于三维激光扫描的离散点云数据,提出运用米字型靠尺模拟人工检测的初支平整度全局检测方法,并对主要实现过程中的隧道设计轮廓嵌入、点云数据展开、米字型靠尺遍历、测站平整度计算、网格平整度评价等技术进行说明。研究结论:(1)本文方法直接基于离散点云进行模拟人工检测,不需要构建拟合曲面,能保持特征点云的位置不失真;(2)基于投影展开后的点云成果数据,可以从纵、横、斜向同步进行平整度检测,相比人工只能从纵向检测,该方法检测覆盖更全面,更贴近工程实际;(3)在桑园隧道应用本文方法进行初支平整度检测,检测结果的精度可以媲美人工检测,验证了本文方法的有效性,可为铁路隧道施工中的初支平整度质量检测提供实践参考。

关键词：铁路隧道检测方法模型试验平整度激光点云

离散Boltzmann方程的求解:基于有限体积法

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物理学报 2024年第11期73卷 70-79页

作者：孙佳坤林传栋苏咸利谭志城陈亚楼明平剑中山大学中法核工程与技术学院珠海519082 清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 新加坡国立大学机械工程系新加坡119260

近十年来,离散Boltzmann方法在复杂非平衡流体系统领域的应用取得了显著的进展,这种方法已逐步成为描述和预测流体系统行为的重要手段.该方法的控制方程是一套简单统一的离散Boltzmann方程,其离散格式的选取对于数值模拟的计算精度和稳... 详细信息

近十年来,离散Boltzmann方法在复杂非平衡流体系统领域的应用取得了显著的进展,这种方法已逐步成为描述和预测流体系统行为的重要手段.该方法的控制方程是一套简单统一的离散Boltzmann方程,其离散格式的选取对于数值模拟的计算精度和稳定性有着直接影响.为了提高数值模拟的可靠性,本文引入有限体积法用于求解离散Boltzmann方程.有限体积法是一种常用的数值计算方法,具有守恒性强、精度高等特点,可用于有效处理高速可压缩流体的数值计算问题.本文采用MUSCL格式进行重构,并引入了通量限制器以提高数值计算的稳定性.最后,对基于有限体积的离散Boltzmann方法进行了验证,数值算例包括冲击波、Lax激波管以及声波.结果表明,该方法能够准确刻画冲击波、稀疏波、声波,以及物质界面的演化,同时确保系统的质量、动量和能量守恒,还可以准确测量流体系统的流体力学和热力学非平衡效应.

关键词：离散Boltzmann方法有限体积法非平衡效应可压缩流