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基于YOLOv5的多场景目标检测方法研究与应用

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基于YOLOv5的多场景目标检测方法研究与应用

作者：王怀济东莞理工学院

学位级别：硕士

目标检测是计算机视觉的研究方向之一,在航空、工业和自然场景中基于深度学习的目标检测技术发展日益成熟。在这些场景中,基于深度学习的目标检测方法可能面临着图像背景复杂、目标大长宽比、目标长宽比变化剧烈和目标分布不均匀等问题... 详细信息

目标检测是计算机视觉的研究方向之一,在航空、工业和自然场景中基于深度学习的目标检测技术发展日益成熟。在这些场景中,基于深度学习的目标检测方法可能面临着图像背景复杂、目标大长宽比、目标长宽比变化剧烈和目标分布不均匀等问题使目标检测的性能降低。为解决上述问题,本文基于现有的前沿目标检测方法YOLOv5,对目标检测方法展开研究,主要有以下工作:(1)提出了旋转目标检测方法YOLOv5-CBCA。设计了融合卷积通道注意力的网络模型,增强传达给特征金字塔顶层与底层的语义和定位特征;优化YOLOv5的目标框回归函数,自适应生成宽高回归范围;设计包含覆盖面积、中心点距离、宽高比和角度损失的目标框损失函数,展现出损失函数的完备性,符合损失函数的基本条件。为了验证本文提出方法的有效性,在遥感图像UCAS-AOD数据集、HRSC2016数据集和工业场景QR数据集上进行了实验。实验结果表明,以m AP和FPS为评价指标时本文的方法相对近年来一些代表性的方法在性能上有一定的提升,方法可有效实现对工业场景的二维码定位。(2)提出了基于k-means改进锚框生成算法的目标检测方法。设计了基于间隙的锚框聚类算法,聚类后增加聚类簇之间间距,使锚框在回归预测目标框时不相互干扰,预测范围覆盖更多的目标,尤其是分布在边缘数量较少的目标。设计了基于区域的锚框聚类算法,在第一次聚类时细化聚类簇以达到局部最优,以局部最优的结果进行二次聚类使聚类的结果更接近全局分布,锚框更关注在全局上对所有目标的预测。为了验证本文提出方法的有效性,将提出的基于k-means改进的锚框生成算法引入本文的目标检测方法中,在遥感图像UCAS-AOD数据集、自然场景COCO数据集和工业场景QR数据集上进行了实验。实验结果表明,以m AP和FPS为评价指标时本文的方法相对近年来一些代表性的方法在性能上有一定的提升,方法可有效应用于多场景目标检测中。(3)设计并实现了基于YOLOv5的目标检测系统。为了验证上述方法的实用性,制作了工业二维码数据集QR和疲劳驾驶数据集TIRED,在NVIDIA Jetson nano开发板上设计并实现了工业二维码检测系统和疲劳驾驶检测系统,实现对工业二维码和对驾驶员状态的检测。

关键词：目标检测多场景通道注意力锚框生成算法

高温前后再生砖骨料地聚物混凝土受压本构模型

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复合材料学报 2024年第6期41卷 3143-3153页

作者：王怀亮欧睿广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

再生砖骨料地聚物混凝土(RBGC)是一种极具潜力的可持续建筑材料,但高温前后RBGC性能的相关研究较少。本文首先探究了胶凝材料用量和粗骨料类型对地聚物混凝土轴压本构模型的影响,发现随着胶凝材料的增加,RBGC抗压强度、劈拉强度、弹性... 详细信息

再生砖骨料地聚物混凝土(RBGC)是一种极具潜力的可持续建筑材料,但高温前后RBGC性能的相关研究较少。本文首先探究了胶凝材料用量和粗骨料类型对地聚物混凝土轴压本构模型的影响,发现随着胶凝材料的增加,RBGC抗压强度、劈拉强度、弹性模量和峰值压应变的变化幅度均小于普通骨料地聚物混凝土(NAGC),RBGC的应力-应变曲线上升段线性段更长,下降段应力下降速度更快。其次研究了高温后RBGC和NAGC的力学性能,800℃时,RBGC强度和刚度损失分别比NAGC小22.1%和18.3%,发现RBGC表现出更好的耐高温性能,两种混凝土力学性能指标的计算应采用不同的模型。这是由于砖骨料温度膨胀系数接近地聚物砂浆,且高温下RBGC内部温度梯度小。最后,通过修正下降段形状参数,确定了高温前后RBGC和NAGC的应力-应变关系模型,模型与试验结果吻合较好。

关键词：再生砖骨料地聚物混凝土高温应力-应变曲线本构模型

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新质生产力、城乡公共服务均等化与共同富裕

统计与决策 2024年第10期40卷 28-33页

作者：王怀月华东师范大学公共管理学院上海200062

新质生产力作为引领市场经济变革的关键引擎,在扎实推进共同富裕方面具有重要作用。文章从理论视角系统梳理新质生产力对共同富裕的影响及城乡公共服务均等化的调节效应,并选取中国31个省份2005—2022年的数据进行实证检验。研究结果表... 详细信息

新质生产力作为引领市场经济变革的关键引擎,在扎实推进共同富裕方面具有重要作用。文章从理论视角系统梳理新质生产力对共同富裕的影响及城乡公共服务均等化的调节效应,并选取中国31个省份2005—2022年的数据进行实证检验。研究结果表明:提升新质生产力水平可扎实推进共同富裕,该结果在经过增加关键变量、剔除特殊样本与处理内生性问题之后仍然成立。调节效应分析结果显示,城乡公共服务均等化在新质生产力与共同富裕之间发挥显著的正向调节作用,且此调节效应在东部地区及经济发展进入新常态之后更明显。

关键词：新质生产力数字技术城乡公共服务均等化资源配置共同富裕

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真理标准问题大讨论研究的回顾与思考

当代中国史研究 2024年第3期31卷 28-40,M0003,M0004页

作者：王怀乐当代中国研究所当代中国研究所当代中国政治与行政制度史研究中心 100009

真理标准问题大讨论是新中国史上具有里程碑意义的历史事件。学界对这场大讨论给予了高度关注,在讨论分期、过程、人物与评价等方面形成了丰富的研究成果,既比较系统地描述了大讨论的始末缘由,总结了大讨论的重要意义与深刻启示,又为今... 详细信息

真理标准问题大讨论是新中国史上具有里程碑意义的历史事件。学界对这场大讨论给予了高度关注,在讨论分期、过程、人物与评价等方面形成了丰富的研究成果,既比较系统地描述了大讨论的始末缘由,总结了大讨论的重要意义与深刻启示,又为今后研究奠定了良好基础。从整体上看,已有研究呈现“头重脚轻,始详末略”;“强干弱枝,央地不均”;“亲历者说得多,局外人讲得少”等特点。今后,一方面要深掘历史,加强对大讨论后半程的研究,不断拓展研究视野,引入政治学、新闻传播学等学科视角,深化对大讨论的立体认识;另一方面要超越讨论本身,深入研究大讨论成因所折射出的重大理论问题。

关键词：真理标准问题大讨论中共十一届三中全会理论工作务虚会补课

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“虚”“拟”与“虚拟”之比较:两种艺术观

中国文学批评 2024年第3期 94-104,190,191页

作者：王怀义武汉大学文学院武汉430072

在中西美学和艺术语境中,“虚拟”(fiction)均属于摹仿思想的衍生问题。在中国古代,虽有“虚拟”一词,但“虚”“拟”本身为两个相互关联而又彼此独立的词语。除《周易》和老庄哲学之奠基外,中国美学和艺术“虚实相生”“以虚求真”的... 详细信息

在中西美学和艺术语境中,“虚拟”(fiction)均属于摹仿思想的衍生问题。在中国古代,虽有“虚拟”一词,但“虚”“拟”本身为两个相互关联而又彼此独立的词语。除《周易》和老庄哲学之奠基外,中国美学和艺术“虚实相生”“以虚求真”的思想观念还可能来自更为古老而久远的圣山崇拜。“虚”不是虚假存在,而是充满神性的真实空间,这是中国艺术由实入虚、借虚境以达真理的根本所在。“拟”也不是带有否定意义的虚构或虚拟,而是一种通过拟与万物之理、宇宙之道相契合的创造行为。在西方,柏拉图和亚里士多德关于诗(艺术)与真理关系的不同论述形成两种不同的虚拟观和艺术真理观,直到歌德时期,虚拟才获得正面积极的意义和价值被固定下来。中西虚拟观的比较,可为我们全面、深入认识中西艺术和美学观念的异同提供启示。

关键词：虚拟募仿准拟拟像真理

社会资本对老年群体消费结构优化的影响——基于中国家庭追踪调查数据

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商业经济研究 2024年第18期 76-79页

作者：王怀月华东师范大学公共管理学院上海200062

本文基于中国家庭追踪调查数据为研究基础,综合运用基准模型和中介效应模型实证分析社会资本对老年群体消费结构优化的影响效应及作用机制。研究发现:首先,社会资本对老年群体消费结构优化起到显著促进作用;其次,分解消费结构类型维度来... 详细信息

本文基于中国家庭追踪调查数据为研究基础,综合运用基准模型和中介效应模型实证分析社会资本对老年群体消费结构优化的影响效应及作用机制。研究发现:首先,社会资本对老年群体消费结构优化起到显著促进作用;其次,分解消费结构类型维度来看,社会资本对文教娱乐消费的影响效应最大。分解社会资本影响来看,社会网络的影响效应最大;再次,社会资本可以通过提升收入水平,进而对老年群体消费结构优化起到显著促进作用;此外,进一步探究发现,社会资本对女性和城镇老年群体消费结构优化的影响更为显著。

关键词：社会资本老年群体消费结构优化收入水平社会网络

基于LUCC的渭河流域生态系统碳储量动态变化及脆弱性分析

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水土保持研究 2024年第6期 252-260+270页

作者：王怀毅李忠魁中国林业科学研究院林业科技信息研究所

[目的]探究土地利用/覆被变化（LUCC）对陆地生态系统碳储量的影响机制，为有效开展国土空间规划和生态保护修复提供理论依据。[方法]以渭河流域为研究对象，利用InVEST模型定量评估了1980—2020年陆地生态系统碳储量时空演变特征及分... 详细信息

[目的]探究土地利用/覆被变化（LUCC）对陆地生态系统碳储量的影响机制，为有效开展国土空间规划和生态保护修复提供理论依据。[方法]以渭河流域为研究对象，利用InVEST模型定量评估了1980—2020年陆地生态系统碳储量时空演变特征及分布格局，分析土地利用变化对区域碳储量的影响，并结合PI指数探讨了流域生态系统碳储量脆弱性。[结果]（1） 1980—2020年渭河流域土地利用类型以耕地、林地和草地为主，三大地类的面积占到流域总面积的95%左右。土地利用转移以耕地转为建设用地居多，约为1 734.93 km2;（2） 1980—2020年渭河流域碳储量总体呈现波动式下降趋势，累计减少3.876 4×106t,耕地转为建设用地是导致减少的主要因素。空间分布上总体呈现“南高北低”的分布特征；（3）耕地、林地和草地是渭河流域生态系统碳储量的主要来源，2020年贡献率分别为38.91%,27.60%和30.00%,其他3类土地类型的总贡献率不足4%。（4） 1980—1990年渭河流域土地利用变化对碳储量为正向影响，其他时段均为负向影响，下游地区生态系统碳储量更为脆弱。[结论]近40年间渭河流域碳储量随土地利用呈现波动式变化，林地增加将对区域碳汇能力产生正向影响，未来国土空间规划中应注重建设用地与林地、草地等生态用地的合理配置。

关键词： LUCC 渭河流域碳储量动态变化脆弱性 InVEST模型

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雪地车驱动步行轮仿生研究

雪地车驱动步行轮仿生研究

作者：王怀梁吉林大学

学位级别：硕士

随着北京冬奥会的圆满落幕,冰雪运动逐渐成为了公众瞩目的焦点,人们的活动范围也不断地向雪地环境延伸。雪地车作为关键的移动装备,在冰雪运动基地的建设和维护中发挥着重要的作用,同时也为广大冰雪运动爱好者提供了独特的运动体验。然... 详细信息

随着北京冬奥会的圆满落幕,冰雪运动逐渐成为了公众瞩目的焦点,人们的活动范围也不断地向雪地环境延伸。雪地车作为关键的移动装备,在冰雪运动基地的建设和维护中发挥着重要的作用,同时也为广大冰雪运动爱好者提供了独特的运动体验。然而,现有的雪地车仍存在沉陷量大、通过性差等问题。作为雪地车的核心组成部件,行走机构的形态结构和功能会直接影响车辆在雪地中的通过性。驯鹿作为一种擅长长距离迁徙的极地动物,在雪地上具有优异的通过性。鉴于此,本文以驯鹿足为仿生原型,采用工程仿生技术,设计了一种适应于雪地面的仿生步行轮。首先,对驯鹿足部的形貌特征进行了研究,并利用离散元仿真对驯鹿足触雪过程进行了数值模拟,分析了雪颗粒在压力作用下的力场和足印变化情况。仿真结果表明,驯鹿足部与雪地面发生接触后,蹄外缘和蹄尖处出现了应力集中现象。在压力的作用下,蹄边缘和蹄尖能快速切入雪中并将雪颗粒挤压到两侧,蹄边缘对雪颗粒产生的剪切作用有效地限制了驯鹿足在雪中的滑移,使足部在雪地中具有更好的抓地力。同时,内凹形状的蹄底对其下方雪颗粒的移动产生了限制,说明其形态结构具有较好的固雪能力。此外,对足部的部分特征通过数学方式进行了量化分析,提取了足底和蹄尖的轮廓曲线,并通过多项式拟合得到了曲线方程,为后续的足部结构设计提供了方法和依据。其次,通过搭建驯鹿外场试验,采用高速摄像系统获取了驯鹿后足标记点的运动学视频,利用Simi Motion对足部的运动学数据进行了处理和分析,研究了后足的步态参数、足底与地面间的倾斜角α以及标记点位移的变化规律。在低速行走时,驯鹿左右后足呈交叉状态,用于提高自身承载能力,而在高速奔跑时出现了悬空状态。在整个触地期间内,倾斜角α在不同速度下均随时间的增加呈现由大变小、趋于稳定后迅速增大的变化趋势。在触地初期,蹄尖及其边缘区域率先以一定的角度与地面接触,有利于蹄尖部位快速扎入沙土中而不会造成较大的沉陷。从蹄尖和踝关节的位移变化可以看出,蹄尖在运动过程中有明显的制动效果,而踝关节在离地前出现了回弹现象。在整个触地期内,蹄尖和蹄边缘部位以一定角度入土,随后整个足部绕蹄尖旋转,与地面完全接触后趋于稳定,在离地时刻仍绕蹄尖旋转出沙。这种方式可使沙土的剪切力提高,同时有效的防止足部产生后滑现象。然后,基于驯鹿足的形貌结构及在松软地面的运动规律,采用工程仿生技术,设计了一种适用于雪地面的仿生步行轮,并根据仿生步行轮的腿足结构设计了固定式仿生步行轮和矩形足面步行轮作为对比轮。选用高韧性树脂材料进行了3D打印,并完成了步行轮的组装。最后,在轮-壤作用关系试验台铺设了雪路面试验环境,以沉陷量、挂钩牵引力和驱动扭矩作为试验指标,对自适应仿生步行轮和两种对比步行轮进行了通过性测试,对无挂钩牵引力条件下步行轮的沉陷特性和滑转条件下步行轮的牵引通过性能进行了研究。在滑转条件下,施加60 N的法向载荷时,自适应仿生步行轮相比固定式仿生步行轮的挂钩牵引力和驱动扭矩分别提高了22.9%和15.8%,比矩形轮面提高了61.1%。在相同扭矩或挂钩牵引力下,仿生步行轮的滑转率更小,说明仿生轮面在雪地面上具有良好的附着能力,有助于节省能量消耗。同时,仿生步行轮的沉陷量最小,有利于减小足部在深雪中的行走阻力。本研究对雪地车的驱动行走机构设计提供了重要参考价值和借鉴意义,同时对冬季雪地旅游、娱乐以及应急救援等领域的应用具有重要意义。

关键词：驯鹿足形貌结构雪地车仿生步行轮通过性

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基于失稳模式自适应捕捉的暂态稳定评估方法

电力系统保护与控制 2024年第18期52卷 35-44页

作者：张诗熠王怀远李剑卢国强新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学) 福建福州350108 国网青海省电力公司青海西宁810001

在电力系统暂态稳定评估(transientstabilityassessment, TSA)问题中,普通机器学习算法数据挖掘能力的有限性阻碍了TSA模型评估精度的进一步提高。针对此问题,以电力系统数据的不同失稳模式为切入点,提出了基于失稳模式自适应捕捉的TSA... 详细信息

在电力系统暂态稳定评估(transientstabilityassessment, TSA)问题中,普通机器学习算法数据挖掘能力的有限性阻碍了TSA模型评估精度的进一步提高。针对此问题,以电力系统数据的不同失稳模式为切入点,提出了基于失稳模式自适应捕捉的TSA方法,构建了由多个子评估模型和一个失稳模式判别模型组成的自适应判稳组合模型。首先,根据失稳模式的不同对原始数据集进行分类,分别训练多个针对不同失稳模式的子评估模型。然后,利用失稳模式判别模型输出的权重值对子评估模型进行集成,自适应完成对输入数据失稳模式的捕捉。最后,在IEEE39节点系统和华东电网系统中进行测试验证。仿真结果表明,所提方法在降低不稳定样本漏报率的同时进一步提高了模型评估精度,验证了该方法的有效性。

关键词：深度学习暂态稳定评估失稳模式集成学习自适应评估

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