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基于眼部特征的疲劳驾驶检测技术研究

基于眼部特征的疲劳驾驶检测技术研究

作者：甄轶佳沈阳工业大学

学位级别：硕士

疲劳驾驶已经成为引发交通事故的主要原因之一,如何能够及时有效地检测出驾驶员的疲劳状态,以减少由疲劳驾驶引起的交通事故的发生,成为世界各国交通部门的研究热点。尽管目前已有一些简单的疲劳驾驶检测方法,但是非接触式的、实时的疲... 详细信息

疲劳驾驶已经成为引发交通事故的主要原因之一,如何能够及时有效地检测出驾驶员的疲劳状态,以减少由疲劳驾驶引起的交通事故的发生,成为世界各国交通部门的研究热点。尽管目前已有一些简单的疲劳驾驶检测方法,但是非接触式的、实时的疲劳驾驶检测方法至今在国内外尚未得到很好的解决。本文通过研究国内外疲劳检测方法的原理,并对现有的检测系统进行分析和对比,详细分析了各种检测方法的关键技术和难点,改进了基于驾驶员的眼部特征的疲劳驾驶检测方法,综合了眼皮运动参数PERCOLS和AECS以及视线参数GAZEDIS和PERSAC对疲劳程度进行判别。在准确定位人眼的前提下,提出了利用长宽比表示眼睛睁开程度的方法,提取眼皮运动参数,并引入点霍夫变换确定虹膜中心,借助虹膜中心与眼睛边缘之间的位置关系表示视线参数。为了提高系统的效率,在连续几帧准确定位人眼之后,以颜色直方图为特征值,结合Kalman滤波和Mean Shift算法对人眼进行跟踪,以减少在整幅图像中寻找人眼所耗费的时间。本文采用VC++6.0开发驾驶员疲劳检测的相关算法,以全长为十分钟的不同光照角度下的模拟驾驶图像为实验对象,对相关算法进行了验证,规范驾驶的准确率达到98%,头部的转动会导致识别率下降到89%。实验结果表明,该方法能够较准确识别被检测人的疲劳状态,并且能够满足实时性的要求,相对于使用单个眼部特征的检测结果更准确可靠。

关键词：疲劳检测肤色模型人眼特征人眼跟踪

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杜甫巴蜀田园诗意象研究及其图像化呈现

杜甫巴蜀田园诗意象研究及其图像化呈现

作者：甄沛佳四川师范大学

学位级别：硕士

随着当下科学技术的飞速发展,人们生活的各方面都被人为设计过的图像给填满了。因为直观易懂的图像更容易被接受和传播,所以读取图像开始成为公众感知和了解事物的重要方式,读图时代已经来临了,这使得以语言文字为媒介的文学特别是更为... 详细信息

随着当下科学技术的飞速发展,人们生活的各方面都被人为设计过的图像给填满了。因为直观易懂的图像更容易被接受和传播,所以读取图像开始成为公众感知和了解事物的重要方式,读图时代已经来临了,这使得以语言文字为媒介的文学特别是更为晦涩的传统文学遭受到了极大的冲击,有着难以被理解、接受和传播的现状。正是基于这样的现状,本课题以文字的图像化作为研究角度,将杜甫巴蜀田园诗作为研究对象,分析研究诗中的意象,将意象转换为视觉元素进行重构组合,成为符合现代审美的图像,达到杜甫巴蜀田园诗易于被理解、接受、传播的目的。本文研究的创新性在于以全新的诗书画相结合的视觉形式呈现出杜甫巴蜀田园诗。本文共以下几个方面去分析研究:其一,论述了杜甫所处的时代背景、生活经历以及写诗的心路历程,了解杜甫巴蜀时期所做田园诗的特殊性和艺术性。其二,分别就杜甫巴蜀田园诗中出现的题材意象、色彩意象、风格意象三种类型进行分析总结,为设计提供相关的视觉元素。其三,对杜甫巴蜀田园诗进行图像化设计,并选择不同的载体进行呈现。希望通过本文的研究,对传统文学如何在当下读图时代中发展、传播提供不同的解决方法。

关键词：杜甫巴蜀田园诗意象图像化

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化学学习中直觉思维的研究

化学学习中直觉思维的研究

作者：甄佳斌山东师范大学

学位级别：硕士

直觉思维是学生学习必要的思维方式,但是在当前教学实践中并没有受到足够的重视,反而被认为是不利于学生学习的。然而,当前越来越多的研究展示了直觉思维对学生学习的重要性,同样在学科核心素养的培养过程中发挥着不可或缺的作用。本研... 详细信息

直觉思维是学生学习必要的思维方式,但是在当前教学实践中并没有受到足够的重视,反而被认为是不利于学生学习的。然而,当前越来越多的研究展示了直觉思维对学生学习的重要性,同样在学科核心素养的培养过程中发挥着不可或缺的作用。本研究对学生的直觉思维进行研究,探索学生的直觉思维对化学学习产生的作用。采用关键词聚类分析法对近十年来直觉思维的研究文献进行分析,综合分析后发现国外对直觉思维的内涵、作用、发生机制进行了大量的研究,而国内对直觉思维的培养方法在各学科领域开展了一些研究。通过梳理国内外这些文献,界定了直觉思维的内涵和特征。在这些文献的观点基础上,以哲学中的直觉观念和心理学领域的无意识理论为理论基础,结合化学学科的特点和学生学习的心理特征,构建了直觉思维在化学学习中作用的研究框架,分别为直觉思维在化学概念理解中的作用、直觉思维在化学问题解决中的作用、直觉思维在化学创造力中的作用。之后设计了化学学习中直觉思维的调查工具《中学生化学学习直觉思维测试题》。调查工具由三大部分构成,分别测查学生直觉思维对化学概念理解、问题解决、创造力三方面的作用,题型包括二段式选择题和开放题两种。经过专家效度检验和对98名学生进行初测之后,修正完善了调查工具。使用这一调查工具对山东省4个地区的1302名中学生展开调查。研究结果显示:(1)直觉思维对学生概念理解的作用体现在:直觉思维通过整体性有利于学生对化学概念的理解。凭借正确的直觉经验能够不经过分析为概念理解提供一定的支持;但在直觉思维内部的错误经验,也对学生概念理解产生了较大的消极作用,有时学生会仅根据直觉的观察做出判断。(2)直觉思维对问题解决的作用体现在:直觉思维对学生问题解决过程中的问题表征具有非常重要的作用。当直觉思维给学生呈现的是符合学生问题表征的信息时,学生就能瞬间实现问题解决,为之后的问题解决提供帮助;但当直觉思维首先呈现的表征方式和表征角度不符合学生的认知时,就会对问题解决造成阻碍,无法进行顿悟。(3)直觉思维对化学创造力的作用体现在:学生受直觉思维的影响得出的创造性答案类型分别包括有独创性与化学相关;有较低独创性与化学相关;有独创性与化学不相关;无独创性与化学相关。学生受直觉思维影响得出具有较低独创性与化学相关的答案在学生中占比最高,占比最低为有独创性与化学无关的类型。并发现直觉思维能够利用随机性及发散的特点帮助学生进行创造性活动,在学生的创造力发展中起到积极作用。但同时脱离学科界限产生的和化学无关、天马行空的想法对化学创造力的发展产生了消极作用。结合研究结果,对教学提供了相应的建议:(1)转变错误直觉经验,为概念理解提供支持(2)发挥直觉思维整体性作用,排除信息干扰(3)顺应学生直觉经验,引发顿悟(4)允许直觉思维的发散和试探,进行及时的观察和引导。

关键词：直觉概念理解问题解决创造力

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双馈感应风力发电机低电压穿越控制策略研究

双馈感应风力发电机低电压穿越控制策略研究

作者：甄佳宁天津大学

学位级别：硕士

随着并网风电机组容量的不断增大，电网发生故障时机组对电网的影响也越来越大，这就要求风力发电机具备电压穿越的能力。本文主要对电网电压跌落时双馈感应电机的暂态特性进行了研究和分析，提出了一种低电压穿越控制策略。首先介... 详细信息

随着并网风电机组容量的不断增大，电网发生故障时机组对电网的影响也越来越大，这就要求风力发电机具备电压穿越的能力。本文主要对电网电压跌落时双馈感应电机的暂态特性进行了研究和分析，提出了一种低电压穿越控制策略。首先介绍了双馈感应风力发电系统的基本结构和工作原理。在深刻理解基于双馈感应电机的特性基础上，建立了三相静止坐标系和两相同步旋转坐标系下的双馈感应电机数学模型，介绍了基于定子磁链定向的矢量控制，实现了转子电压以及有功功率和无功功率的解耦控制。其次研究了双馈感应风力发电机在电网发生电压跌落故障期间的暂态特性，应用空间矢量法对双馈感应电机进行分析，得到了双馈感应电机的基本电磁关系。详细分析了双馈感应电机在电网电压发生跌落期间定子磁链和转子磁链的变化过程，并在此基础上指出了双馈感应电机在故障期间出现转子过电压和过电流的原因，为研究双馈感应电机的低电压穿越控制策略提供了理论基础。研究了双馈感应电机的精细数学模型。此数学模型考虑了定子励磁电流在故障期间的变化，能够更准确地描述双馈感应电机的暂态特性。在此精细模型的基础上，采用定子磁链定向的矢量控制方法，提出了双馈感应电机的低电压穿越控制策略。最后利用MATLAB/Simulink建立了双馈感应电机的仿真模型，对双馈感应电机在采用传统控制策略和采用低电压穿越控制策略下的特性进行仿真，仿真结果表明，与采用传统的控制策略相比，采用低电压穿越控制策略能有效地抑制转子过电流，证明了此控制策略的可行性。

关键词：风力发电双馈感应发电机低电压穿越电压跌落控制策略

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基于多时相遥感的长春湿地动态变化研究

基于多时相遥感的长春湿地动态变化研究

作者：甄佳宁吉林大学

学位级别：硕士

湿地(Wetlands)是水陆相互作用形成的独特景观生态系统,与人类的生存、繁衍、发展息息相关。城市湿地作为一个特殊的城市生态系统,具有增加城市水面积、维护生物多样性、改善水环境、调节城市气候、增加旅游资源等重要作用,是城市中不... 详细信息

湿地(Wetlands)是水陆相互作用形成的独特景观生态系统,与人类的生存、繁衍、发展息息相关。城市湿地作为一个特殊的城市生态系统,具有增加城市水面积、维护生物多样性、改善水环境、调节城市气候、增加旅游资源等重要作用,是城市中不可代替的重要资源。由于城市规模的扩大、污染排放,大量自然城市湿地逐渐消失或丧失其生态属性。研究湿地的动态变化,能够为政府部门的湿地系统规划、管理与保护提供科学依据。本论文研究的主要目的是利用遥感和地理信息系统技术查明并分析长春(包括长春市区、双阳区、九台区、榆树市、德惠市、农安县)1988-2014年26年来湿地面积、类型、分布、变化与原因。主要研究内容包括长春土地利用类型分类、湿地信息提取和湿地变化与原因的统计分析。论文采用的数据有:中国科学院对地观测与数字地球科学中心提供的TM(1988年)、ETM(2000年)OLI(2014年)遥感影像、1:25万基础地理数据、气象数据、人口统计数据和社会经济数据等。在方法上,本文先对遥感影像进行几何校正、图像镶嵌、图像裁剪、辐射定标等图像预处理。在充分考虑研究区域内湿地类型的特征以及分布特点的基础上,根据湿地分类原则,参考《湿地公约》分类系统、有关的湿地的定义,结合长春的实际情况,建立了既符合我国的湿地分类要求,又适合与本研究区域内湿地特征的湿地分类系统。将长春土地利用类型共划分成6个一级类和7个二级湿地类型。采用水体指数与阈值分割的方法提取研究区水体信息,采用监督分类与人工解译相结合的方法,依据图像增强后的影像,建立解译标志,选取训练样本,进行监督分类。并利用Majority分析方法对长春土地利用类型进行分类后处理工作。利用ENVI软件提供的基于混淆矩阵的精度评价方法,对最终经过人工目视解译的分类结果进行精度评定。最后利用Arc GIS软件对数据进行综合处理,形成长春土地利用现状图和长春城市湿地信息现状图。根据监测结果,利用地理空间分析技术统计分析长春城市湿地变化,并总结分析长春城市湿地变化特征和原因。论文的主要成果有:(1)针对TM影像、ETM+影像和OLI影像,采取不同的水体指数和阈值分割法提取水体信息,分类结果表明,水体信息的分类精度很高。可见,采取这种方法对水体信息提取是有效的。(2)对于其他土地利用类型,本研究采用人机交互的半自动化方式即监督分类与人工解译结合的方式,提取土地利用类型信息,三期数据的分类结果的总精度分别为89.45%、91.97%和94.45%。(3)对水体信息的提取和其他土地利用类型的分类表明,虽然遥感本身具有实时、动态的优势,但在分类过程中,研究者的先验知识,对研究区域实际情况的掌握程度,对软件操作的熟练程度以及对分类算法的理解程度均对分类结果产生影响。(4)初步查明了长春(1988-2000年和2000-2014年)湿地类型、面积、分布、变化和原因。得到长春城市湿地的变化特征:1近26年来长春城市湿地面积总体呈减少趋势,尤其是2000-2014年间湿地减少更为显著;2从长春湿地构成看,水田所占比重最大,湖泊、坑塘所占比重较小;3近25年来,长春湿地中只有水田和内陆湿地呈增加的趋势,其余均呈减少趋势;4波罗湖面积严重萎缩,研究区内自然湿地减少很多。(5)分析了长春湿地变化的原因及驱动力因子,湿地减少的原因有两种:自然因素和人为因素,特别是人为因素更应为重视。

关键词：多时相遥感城市湿地动态变化水体指数阈值分割

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基于单帧图像的多人场景三维人体姿态估计

基于单帧图像的多人场景三维人体姿态估计

作者：甄佳楠浙江大学

学位级别：硕士

近年来,由于基于单帧图像的三维人体姿态估计技术在增强现实、人机交互、视频分析等领域的广泛应用,其相关研究呈现出日益增长的趋势。本文旨在利用深度学习方法解决由单帧彩色图像同时估计多人的绝对三维姿态的问题,与当前绝大部分只... 详细信息

近年来,由于基于单帧图像的三维人体姿态估计技术在增强现实、人机交互、视频分析等领域的广泛应用,其相关研究呈现出日益增长的趋势。本文旨在利用深度学习方法解决由单帧彩色图像同时估计多人的绝对三维姿态的问题,与当前绝大部分只关注单人相对三维人体姿态估计的研究不同,本文估计的多人场景绝对三维人体姿态不仅包括了相对三维人体姿态,还包括人体在相机坐标系下的绝对三维位置,即定义的人体关键点在相机坐标系下的绝对三维坐标值。本文的主要研究成果包括:1.提出了一种新的自底向上的多人三维姿态估计方法,它可以一次性地直接预测多人的二维姿态、绝对三维位置和姿态。设计了一个多任务迭代式的全卷积网络结构来同时回归根节点深度图、二维人体关键点热度图、骨骼向量场和骨骼相对深度图,根据关键点匹配算法对每个个体进行分组,然后利用网络估计的根节点深度和骨骼相对深度将二维人体关键点升维至三维。2.提出了一种微型网络来补全和优化三维人体姿态估计结果,并提出了一种新的基于深度信息的人体关键点匹配算法来解决原本的二维关键点匹配中存在的歧义性问题。通过消融实验证明了所提出的方法的有效性。3.展示了深度估计任务可以为人体姿态估计任务带来进一步的提升,并且实现了基于单帧彩色图像的深度估计任务从数据采集到网络训练的全部流程,还提出了随机向量损失函数来提升人体之间的深度层次关系。实验证明本文提出的多人场景绝对三维人体姿态估计方法在性能上超越当前已有研究成果,并且具有良好的泛化能力。

关键词：深度学习多人三维人体姿态估计人体深度估计单帧彩色图像相机距离

无人机遥感与XGBoost的红树林物种分类

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遥感学报 2021年第3期25卷 737-752页

作者：徐逸甄佳宁蒋侠朋王俊杰深圳大学土木与交通工程学院深圳518060 深圳大学自然资源部大湾区地理环境监测重点实验室&广东省城市空间信息工程重点实验室深圳518060 特温特大学地理信息科学与地球观测学院恩斯赫德7514 AE 深圳大学生命与海洋科学学院深圳518060

无人机遥感数据会衍生大量的光谱、纹理与结构特征,如何提取优势特征是提高红树林物种分类效率和精度的关键问题。针对深圳福田红树林自然保护区缓冲区获取的无人机高光谱影像和Li DAR点云数据,本研究旨在利用极端梯度提升算法(XGBoost)... 详细信息

无人机遥感数据会衍生大量的光谱、纹理与结构特征,如何提取优势特征是提高红树林物种分类效率和精度的关键问题。针对深圳福田红树林自然保护区缓冲区获取的无人机高光谱影像和Li DAR点云数据,本研究旨在利用极端梯度提升算法(XGBoost)的"特征重要性"属性筛选出适合红树林物种分类的8类优势特征:基于无人机高光谱影像的单一特征(光谱波段、植被指数和纹理特征:F1—F3)及其融合特征(F4)、基于Li DAR点云的单一特征(高度和强度特征:F5和F6)及其融合特征(F7)、高光谱影像与Li DAR点云的融合特征(F8);基于以上优势特征构建8个XGBoost分类模型。结果表明:综合物种分类精度及其制图结果,基于F8特征的模型分类性能最佳(总体精度为96.41%,莫兰指数为0.5520);基于单一数据源融合特征(总体精度,F4:96.74%;F7:90.64%)的分类性能优于基于单一特征(总体精度,F1—F3:90.31%、92.20%和91.96%;F5和F6:87.66%和81.99%);基于融合特征(F4、F7和F8)和纹理特征(F3)分类图的莫兰指数比基于单一特征(F1、F2、F5和F6)的更大。本文论证了无人机遥感数据和XGBoost方法在基于像元的红树林物种精准分类上具备可行性,可为红树林生态系统健康、保护与恢复的立体监测提供科学依据和技术支撑。

关键词：遥感红树林树种分类无人机高光谱影像 LiDAR点云 XGBoost

锶纳米羟基磷灰石原花青素复合涂膜对牙本质小管的封闭作用

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第三军医大学学报 2017年第7期39卷 622-627页

作者：甄佳秀杨正艳左静周智重庆医科大学附属口腔医院预防口腔科重庆401147 重庆医科大学附属口腔医院口腔疾病与生物医学重庆市重点实验室重庆市高校市级口腔生物医学工程重点实验室重庆401147

目的检测自主合成的锶纳米羟基磷灰石原花青素(strontium-substituted-hydroxyapatite varnish,SrHAP-PA)复合涂膜对牙本质小管的封闭作用。方法首先构建牙本质敏感体外研究模型,并在模拟人口腔环境的条件下检测SrHAP-PA复合涂膜对牙本... 详细信息

目的检测自主合成的锶纳米羟基磷灰石原花青素(strontium-substituted-hydroxyapatite varnish,SrHAP-PA)复合涂膜对牙本质小管的封闭作用。方法首先构建牙本质敏感体外研究模型,并在模拟人口腔环境的条件下检测SrHAP-PA复合涂膜对牙本质小管的封闭作用,用扫描电镜观察循环结束后各组牙本质小管的封闭情况,X线能谱分析牙本质表面元素变化,记录各组傅里叶红外光谱,并用激光共聚焦扫描显微镜观察药品进入牙本质小管情况。结果成功构建了体外牙本质敏感的模型,并且在扫描电子显微镜下观察到SrHAP-PA复合涂膜能有效地封闭牙本质小管,X线能谱分析检测发现SrHAP-PA复合涂膜促进矿化物的形成,激光共聚焦扫描显微镜观察到该涂膜能快速进入到牙本质小管中,且能保存较长时间。结论以SrHAP-PA复合物为有效成分的涂膜材料能有效封闭牙本质小管。

关键词：原花青素渗透型丙烯酸树脂涂膜牙本质过敏锶纳米羟基磷灰石

耦合WorldView-2和珠海一号影像的红树林物种分布

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遥感学报 2022年第6期26卷 1155-1168页

作者：高常军蒋侠朋甄佳宁王俊杰邬国锋广东省林业科学研究院广东省森林培育与保护利用重点实验室广州510520 自然资源部大湾区地理环境监测重点实验室深圳518060 深圳大学生命与海洋科学学院深圳518060

红树林物种遥感分类受影像分辨率、波段信息、分类策略、影像特征选择方法等因素影响。现有的红树林物种遥感分类研究大多关注于分类精度的比较,较少报道商业高分与国产高光谱卫星的结合在物种分类的应用。基于湛江高桥红树林保护区的高... 详细信息

红树林物种遥感分类受影像分辨率、波段信息、分类策略、影像特征选择方法等因素影响。现有的红树林物种遥感分类研究大多关注于分类精度的比较,较少报道商业高分与国产高光谱卫星的结合在物种分类的应用。基于湛江高桥红树林保护区的高分(WorldView-2)和高光谱(珠海一号)卫星影像,本文旨在利用随机森林分类方法,比较不同特征选择算法(极端梯度提升(XGBoost)、极端随机树(ERT)、连续投影算法(SPA))和不同空间分辨率(WorldView-2影像从0.5 m的分辨率重采样为1 m、2 m、4 m、8 m、10 m)对红树林物种分类精度的影响,并耦合WorldView-2与珠海一号影像研究红树林物种空间分布格局及影响因素。每种空间分辨率的WorldView-2影像提取248个特征(52个光谱特征及196个纹理特征),珠海一号影像提取117个光谱特征。结果表明,XGBoost方法优于ERT和SPA,在影像特征选择中具有巨大优势;与其他空间分辨率相比,2 m分辨率的WorldView-2影像具有更高的分类精度;耦合WorldView-2和珠海一号影像的分类精度(分辨率:2 m,总体精度:88.98%,kappa系数:0.846)高于单一的WorldView-2影像(分辨率:2 m,总体精度:83.47%,kappa系数:0.768)和珠海一号影像(分辨率:10 m,总体精度:78.50%,kappa系数:0.703);另外,林窗、高程、离岸距离一定程度上影响红树林物种分布格局。本文表明WorldView-2与珠海一号高光谱影像的结合在景观及区域尺度上精确提取红树林物种信息具有巨大潜力,有利于红树林生物多样性保护及科学管理。

关键词：遥感红树林 WorldView-2影像珠海一号影像物种分类极端梯度提升极端随机树连续投影算法