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图卷积神经网络在点云语义分割中的研究综述

计算机工程与应用 2022年第24期58卷 29-46页

作者：张蕊孟晓曼曾志远金玮武益超华北水利水电大学信息工程学院郑州450046

点云数据蕴含丰富的空间信息,可以通过激光雷达、3D传感器等设备大量采集,被广泛应用于自动驾驶、虚拟现实、城市规划和3D重建等领域。点云语义分割作为3D场景理解、识别和各种应用的基础而受到广泛关注。但不规则的点云数据无法直接作... 详细信息

点云数据蕴含丰富的空间信息,可以通过激光雷达、3D传感器等设备大量采集,被广泛应用于自动驾驶、虚拟现实、城市规划和3D重建等领域。点云语义分割作为3D场景理解、识别和各种应用的基础而受到广泛关注。但不规则的点云数据无法直接作为传统卷积神经网络的输入,而图卷积神经网络可以利用图卷积算子直接对点云数据进行特征提取,使得图卷积神经网络已逐步成为点云语义分割领域的一个重要研究方向。基于此,对图卷积神经网络在3D点云语义分割应用中的研究进展进行综述,根据图卷积的类型对基于图卷积神经网络的点云语义分割方法进行分类,按照不同类别对比分析主流方法的模型架构及其特点,描述几个相关点云语义分割领域常用的公共数据集和评价指标,对点云语义分割方法进行总结和展望。

关键词：语义分割 3D点云图卷积神经网络深度学习

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深度学习在图像分类中的应用综述

现代信息科技 2022年第16期6卷 29-31,35页

作者：金玮孟晓曼武益超华北水利水电大学河南郑州450046

近年来,深度学习在计算机视觉领域得到了广泛的应用,卷积神经网络也是这个领域中较为重要的研究方向之一。卷积神经网络在图像分类、目标检测等领域的应用前景非常可观。然而,卷积神经网络依然存在着过拟合、梯度消失等问题。鉴于此,文... 详细信息

近年来,深度学习在计算机视觉领域得到了广泛的应用,卷积神经网络也是这个领域中较为重要的研究方向之一。卷积神经网络在图像分类、目标检测等领域的应用前景非常可观。然而,卷积神经网络依然存在着过拟合、梯度消失等问题。鉴于此,文章首先介绍了卷积神经网络的发展历程以及经典的网络模型。其次具体分析了各种卷积神经网络的结构和优缺点,并针对以上问题给出了相应的解决方法。最后分析了卷积神经网络在图像分类领域的不足并展望了未来的发展方向。

关键词：深度学习卷积神经网络图像分类计算机视觉过拟合

2021年春季和秋季中国沿海定鞭藻群落时空分布特征研究

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2021年春季和秋季中国沿海定鞭藻群落时空分布特征研究

作者：武存超烟台大学

学位级别：硕士

定鞭藻是海洋微型和微微型真核浮游生物的重要组成部分,广泛分布在各大海洋中。它们是重要的初级生产者,在海洋生态系统中发挥着关键作用。由于个体微小,传统研究中定鞭藻常被忽略。本研究选用定鞭藻特异性引物,通过基于18S r DNA V4区... 详细信息

定鞭藻是海洋微型和微微型真核浮游生物的重要组成部分,广泛分布在各大海洋中。它们是重要的初级生产者,在海洋生态系统中发挥着关键作用。由于个体微小,传统研究中定鞭藻常被忽略。本研究选用定鞭藻特异性引物,通过基于18S r DNA V4区序列扩增子序列变异（amplicon sequence variants,ASVs）宏条形码技术,调查研究了定鞭藻在中国沿海不同海域（渤海、北黄海、南黄海、东海）春季和秋季的生物多样性和时空分布特征,并深入探讨不同定鞭藻类群对环境因子的响应。根据结果构建了定鞭藻物种共现网络,并通过网络拓扑性质分析了春秋两季共现网络的稳定性。主要结论如下:1.定鞭藻群落结构组成及时空差异春季和秋季分别获得623个和3756个定鞭藻ASVs,分别属于8个目和30个系统发育群。根据PR数据库和NCBI的NT数据库进行物种注释,金色藻属（Chrysochromulina）是调查海域第一优势属,无论是丰富度还是序列相对丰度均为最高。春季优势类群以金色藻属为主、其次HAP 2-3-4-5支系、棕囊藻属（Phaeocystis）和三毛金藻属（Prymnesium）,秋季优势类群为金色藻属、棕囊藻属和艾密里藻属（Emiliania）/桥石藻属（Gephyrocapsa）,其中艾密里藻属/桥石藻属序列相对丰度比例显著增加并成为优势属。根据克鲁斯卡尔-沃利斯检验分析表明秋季α多样性高于春季,具有显著差异,并且不同海域间α多样性也具有显著差异。非度量多维排列和置换多元方差分析表明,定鞭藻群落在中国沿海存在显著空间差异和季节差异（P<0.05）。2.定鞭藻优势类群分布特征定鞭藻优势种群分布呈显著的空间分布特征。总体来讲,春季定鞭藻主要分布在山东半岛和东海外海海域,其中赫氏艾密里藻/大洋桥石藻（Emiliania huxleyi/Gephyrocapsa oceanica）、球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）主要分布在南黄海的西南部沿岸、黄海与东海的交接处;HAP2分支主要分布在山东半岛沿岸海域。秋季定鞭藻高丰度出现在南黄海及东海东南部海域,其中简单金色藻（Chrysochromulina simplex）在南黄海中东部附近海域相对丰度较高。球形棕囊藻主要分布在渤海中部、山东南部沿海、长江口和温州附近海域,而赫氏艾密里藻/大洋桥石藻在南黄海中部和东海外海海域相对丰度较高。3.定鞭藻对环境因子的响应中国沿海海域环境因子呈现显著空间变化和季节波动,与部分定鞭藻优势类群具有显著相关性。典范对应分析（CCA）和BIOENV分析表明温度是影响春季和秋季定鞭藻群落结构组成最重要的环境因子。Spearman相关性分析和Mantel test分析表明,春季,球形棕囊藻序列丰度与磷酸盐和铵盐浓度呈现显著正相关,与温度呈现显著负相关（P<0.01）。HAP2分支和波切棕囊藻（***）序列丰度与温度、盐度和硅酸盐浓度均呈现显著负相关（P<0.01）。秋季,球形棕囊藻序列丰度与磷酸盐和硅酸盐浓度呈现显著正相关（P<0.01）。不同环境因子对定鞭藻物种的影响具有时空差异性。定鞭藻物种共现网络分析显示,秋季网络结构比春季更复杂,具有更高的总连接度、平均加权度、平均聚类系数和网络直径等数据,网络间的连接更加紧密,网络稳定性更低。无论是春季网络还是秋季网络,关键物种均为球形棕囊藻、简单金色藻、赫氏艾密里藻/大洋桥石藻和***等。

关键词：定鞭藻种类多样性季节变化地理分布中国沿海

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基于多波束训练的毫米波信道混合预编码方法

北京邮电大学学报 2024年第1期47卷 13-18页

作者：聂益芳何希平唐亮贵李余杨军超重庆工商大学人工智能学院重庆400067

无线毫米波通信具有大量可用带宽,为了降低系统成本和功耗,又支持多个数据流传输,提出了一种采用多波束训练和迭代更新的方式设计无线毫米波信道混合预编码器的方法。为了最大化频谱效率,所提方法首先采用多波束训练的方式估计信道主要... 详细信息

无线毫米波通信具有大量可用带宽,为了降低系统成本和功耗,又支持多个数据流传输,提出了一种采用多波束训练和迭代更新的方式设计无线毫米波信道混合预编码器的方法。为了最大化频谱效率,所提方法首先采用多波束训练的方式估计信道主要来波角度并形成备选波束集合;其次,采用迭代更新的方式优化设计射频域模拟预编码器;根据已经确立的等效信道,建立频谱效率满足一定限制条件下的凸优化数学模型并进行求解,从而确立最优的等效信道和数字基带预编码器。数值仿真与实验结果表明,在用户信道相似度较高的情况下,所提方法具有比现有混合预编码方法更优的频谱效率。

关键词：无线毫米波信道混合预编码迭代多波束训练等效信道优化设计

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SCG信号处理与应用研究进展

传感技术学报 2024年第6期37卷 923-940页

作者：王超超胡钧益蒋治国张先超嘉兴大学信息网络与智能研究院浙江嘉兴314001 嘉兴大学信息科学与工程学院浙江嘉兴314001 嘉兴大学浙江省医学电子与数字健康重点实验室浙江嘉兴314001 嘉兴大学生命健康智能感知浙江省工程研究中心浙江嘉兴314001

心血管疾病是严重影响人类生命健康的因素之一。如何利用各类检测方法对人体心血管进行早期健康评估和疾病诊断是有效保障人民生命健康的有效手段。其中,由人体心脏跳动引起的胸腔震动信号(Seismocardiography,SCG)可用于描述细粒度的... 详细信息

心血管疾病是严重影响人类生命健康的因素之一。如何利用各类检测方法对人体心血管进行早期健康评估和疾病诊断是有效保障人民生命健康的有效手段。其中,由人体心脏跳动引起的胸腔震动信号(Seismocardiography,SCG)可用于描述细粒度的心脏活动信息,包括心脏瓣膜的打开、关闭等,有助于对冠心病、心肌梗死、心脏出血等心血管疾病的检测和诊断。并且,得益于多种轻型传感器和非接触式传感器的研发,可以实现对人体SCG信号长期、日常化的监测。近年来,科研人员对SCG信号的研究越来越具体,SCG信号的获取方式、信号降噪算法、特征提取以及临床应用等研究内容都取得了一定的突破。将从以上几方面对近年来SCG信号领域的研究情况进行总结和展望。

关键词：心震图 MEMS 加速度传感器陀螺仪 FMCW雷达心血管

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GNSS频移法测定重力位研究进展与展望

武汉大学学报(信息科学版) 2024年

作者：武矿超申文斌李立弘武汉大学测绘学院时频地测中心武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室

精确测定重力位是大地测量学的基本任务之一。近年来发展起来的利用高精度时频信号测定重力位(时频测位)方法，在大地测量学和地球物理学领域引起了广泛关注。该方法基于广义相对论原理，利用高精度原子钟和高精度时频传递技术实现重力... 详细信息

精确测定重力位是大地测量学的基本任务之一。近年来发展起来的利用高精度时频信号测定重力位(时频测位)方法，在大地测量学和地球物理学领域引起了广泛关注。该方法基于广义相对论原理，利用高精度原子钟和高精度时频传递技术实现重力位及海拔高的直接测量。其中，GNSS时频传递技术具有精度高、全天候、组网灵活、经济便利等优势，在发展中逐渐形成了 GNSS频移法测定重力位的研究分支。首先介绍了时频测位的基本原理并归纳分析了厘米级精度时频测位的数学模型，随后结合 GNSS 共视(common view，CV)技术和 GNSS 精密单点定位 (precisepointpositioning，PPP)技术总结了利用 GNSS频移法测定重力位的研究进展，接下来深入分析了该领域中亟待解决的难题，最后就 GNSS 频移法的未来发展进行讨论，希望为今后深入开展 GNSS 频移法测定重力位及相关研究提供借鉴。

关键词：重力位测定重力频移原子钟 GNSS时频传递全球高程基准统一

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西北印度洋中尺度涡对鸢乌贼时空分布的影响

中国水产科学 2024年第4期31卷 454-464页

作者：付迎悦武孝慈金鹏超余为上海海洋大学海洋生物资源与管理学院国家远洋渔业工程技术研究中心大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室农业农村部大洋渔业开发重点实验室农业农村部大洋渔业资源环境科学观测实验站

鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)是具有重要经济价值的头足类之一,在西北印度洋海域蕴藏有丰富的资源量,该海域受季风的影响中尺度涡分布广泛,但对栖息于该海域鸢乌贼的影响尚不清晰。本研究基于角动量涡旋检测与追踪算法获得的涡... 详细信息

鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)是具有重要经济价值的头足类之一,在西北印度洋海域蕴藏有丰富的资源量,该海域受季风的影响中尺度涡分布广泛,但对栖息于该海域鸢乌贼的影响尚不清晰。本研究基于角动量涡旋检测与追踪算法获得的涡旋追踪数据集匹配渔业数据,统计了西北印度洋中尺度涡的时空分布,分析了不同类型涡旋和鸢乌贼资源丰度和分布的关系,并结合广义加性模型解析了中尺度涡基本特征量与鸢乌贼资源分布之间的关联。结果表明,西北印度洋中尺度涡发生的高频海域在北部区域,且存在明显的月间和年际变化。振幅、相对涡度大的中尺度涡内更容易聚集高的鸢乌贼资源丰度。气旋涡内部区域和外围区域的鸢乌贼资源丰度均优于反气旋涡,且这种差异于涡旋内部区域更加明显。研究表明,西北印度洋中尺度涡会影响鸢乌贼的资源分布,需要进一步结合环境因子探究其影响机制。

关键词：中尺度涡鸢乌贼资源丰度和分布西北印度洋

基于颗粒流的倾斜厚煤层坚硬顶板运动失稳规律及水力弱化参数研究

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岩石力学与工程学报 2024年第S01期43卷 3428-3438页

作者：梁运培李其罡黄旭超武兆鹏陈亮瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室重庆400037 重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室重庆400044 重庆大学资源与安全学院重庆400044 中国煤炭科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

为了探究倾斜厚煤层坚硬顶板的运动失稳规律,基于PFC^(2D)离散元颗粒流分析软件建立倾斜厚煤层采动覆岩的数值模型,并针对倾斜厚煤层坚硬顶板大面积悬露问题进行水力弱化方案设计,分析不同压裂参数对倾斜厚煤层坚硬顶板水力弱化效果的影... 详细信息

为了探究倾斜厚煤层坚硬顶板的运动失稳规律,基于PFC^(2D)离散元颗粒流分析软件建立倾斜厚煤层采动覆岩的数值模型,并针对倾斜厚煤层坚硬顶板大面积悬露问题进行水力弱化方案设计,分析不同压裂参数对倾斜厚煤层坚硬顶板水力弱化效果的影响,并提出一种水力弱化参数优选方法。研究表明:倾斜厚煤层的坚硬顶板初次来压以一种“堤坝体”的岩块结构破断,采空区上覆岩层垂向应力表现出非对称特征,在纵向上随工作面推进呈阶梯状垮落;针对倾斜厚煤层大面积悬露提出4种不同压裂角度,3种不同压裂高度的水力弱化方案,结果表明压裂角度为“直角”,压裂高度为基本顶厚度一半的弱化方案可以达到预期弱化效果,坚硬顶板水力弱化影响区域来压强度整体降低,来压峰值压力降低约42%,来压步距降低约52%;综合考虑施工难度和成本,基于弱化程度和压裂角度、高度之间的关系,对倾斜厚煤层坚硬顶板水力弱化参数进行优化,提出一种倾斜厚煤层坚硬顶板非充分定向水力弱化参数的优选方法,于1E201工作面进行工业性试验并取得了良好的顶板弱化效果。

关键词：采矿工程倾斜厚煤层坚硬顶板颗粒流水力压裂弱化参数

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基于改进型自抗扰控制的复合翼无人机旋翼控制系统设计与试验

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农业机械学报 2024年第6期55卷 68-79页

作者：李世超王富贵汪善武常天星魏雅川航天时代飞鹏有限公司昆山215300

针对多旋翼无人机在飞行过程中容易受到各种外部扰动的影响,以复合翼无人机的旋翼控制系统为研究对象,设计了一种自抗扰控制系统。首先,建立了多旋翼无人机系统运动学模型和动力学模型;其次,对自抗扰控制算法的特点展开研究,结合无人机... 详细信息

针对多旋翼无人机在飞行过程中容易受到各种外部扰动的影响,以复合翼无人机的旋翼控制系统为研究对象,设计了一种自抗扰控制系统。首先,建立了多旋翼无人机系统运动学模型和动力学模型;其次,对自抗扰控制算法的特点展开研究,结合无人机模型分别设计了位置和姿态控制器。并改进了扩张状态观测器,引入了更精确的动力学模型,提升了扰动观测速度和估计精度,同时,降低了扩张状态观测器的阶数,提升了控制器调参简易性;再次,依据六自由度力和力矩的平衡方程,对本文研究对象搭建了控制分配模型。最终,采用Matlab/Simulink完成仿真模型设计和参数调节,对控制目标分别加入了内部重力扰动和外部风力扰动,仿真结果表明本文设计的控制器不仅可以很好地估计出系统内外扰动并进行补偿,而且具有极强的抗干扰性,可以保证无人机从初始点快速且平稳到达目标位置,并保持稳定悬停,姿态控制稳态误差在0.05°以内。

关键词：复合翼无人机旋翼控制系统自抗扰控制跟踪微分器扩张状态观测器

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