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复杂天气下基于激光雷达的道路检测——以雨雪天气为例

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复杂天气下基于激光雷达的道路检测——以雨雪天气为例

作者：耿洋洋西安工业大学

学位级别：硕士

激光雷达作为辅助驾驶系统中一种重要道路探测传感器,其具有高精度以及信息丰富等优点,用以检测、识别物体,提供驾驶环境信息。激光雷达属于主动式传感器,不依赖外界条件获取信息,具备昼夜工作能力。由于目前所使用的905nm、1550nm波段... 详细信息

激光雷达作为辅助驾驶系统中一种重要道路探测传感器,其具有高精度以及信息丰富等优点,用以检测、识别物体,提供驾驶环境信息。激光雷达属于主动式传感器,不依赖外界条件获取信息,具备昼夜工作能力。由于目前所使用的905nm、1550nm波段受到天气干扰,雨滴、雪花、烟雾对激光光束带来衰减,阻碍激光回传,导致激光雷系统探测性能受到影响、探测精度降低。故研究复杂天气下激光雷达的道路检测,增加点云图像清晰度,对于增加驾驶安全性具有重要意义。本文研究了不同天气情况下基于激光雷达的道路检测。分别进行雨雪两种天气环境中激光雷达目标成像实验,将雨雪对激光散射情况进行理论分析。根据激光在不同环境中衰减模型,得到激光雷达最远探测距离并通过实践验证,对点云数据的分析将目标物准确聚类并分割。主要研究内容如下:(1)对激光雷达的检测机制和相关影响因素进行了分析。以激光雷达基础理念出发,雷达探测机理及影响因素分析研究。从激光雷达的基本概念入手,介绍了激光雷达的组成、分类、结构与探测机理等方面,分析激光雷达工作原理,得到激光雷达的探测功率方程,并研究激光在大气传输过程中的衰减模型,结合Mie散射等理论,最后具体得出激光雷达探测距离性能与衰减系数的函数表达式。同时基于此搭建实验平台,获取不同天气条件下激光雷达点云数据,与理论模型进行对比,在各天气情况下,仿真探测距离与实验数据最大探测距离之间相对误差在2%-9%之间。可以看出,激光雷达实际衰减与理论模型计算结果一致,证明了理论模型的合理性。(2)激光点云的目标检测处理研究。由于原点云中含有大量的噪声信息,所以先进行了原始点云的预处理。考虑被检测目标均在激光雷达安装位置的较远处且激光雷达安装具有一定的高度,因此设定激光雷达安装原点0.5m至激光雷达最大探测距离内的数据为实验有效数据,则激光雷达0.5m内的数据认定为与后续工作无关数据,直接舍弃。由于采样场景均为雨雪等复杂且广阔的场景,故原始点云数据中心包含一定数量的远离目标物体的离群点,本文基于统计离群点滤波方法来进一步滤除掉大量的离群点。而后采用布料模拟法划分地面点与非地面点,在降低后续处理计算复杂度的同时,有利于后续局部特征的提取和后续的目标聚类检测。实验结果证明在雨雪天气环境下,经过处理,可以消除掉一部分由天气带来的影响。最终各个采样场景中的动态以及静态目标均有效的按照其外形特征被成功区分。

关键词：激光雷达大气衰减点云滤波目标检测

基于差异距离反馈的多执行体裁决算法与调度算法

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计算机应用研究 2022年第5期39卷 1437-1443页

作者：余飞刘可耿洋洋魏强信息工程大学郑州450001

针对现有多执行体裁决算法和调度算法主要将执行体受攻击的次数作为可信度的参考依据,难以区分每次攻击行为的恶意程度,也难以应对执行体输出为数值且允许存在误差的应用场景的问题,以电力系统状态估计异常检测作为应用场景,提出根据归... 详细信息

针对现有多执行体裁决算法和调度算法主要将执行体受攻击的次数作为可信度的参考依据,难以区分每次攻击行为的恶意程度,也难以应对执行体输出为数值且允许存在误差的应用场景的问题,以电力系统状态估计异常检测作为应用场景,提出根据归一化的执行体输出差异距离调整其可信度的裁决算法,以及基于运行时长、可信度和切换开销等构造收益函数的调度算法。仿真实验结果表明,相比同等权重的裁决算法和随机切换的调度算法,所提算法在系统执行开销基本相同的情况下,可以将系统平均失效率降低43.8%,能够有效地提升工业网络防护设备的防御能力。

关键词：内生安全裁决算法调度算法工业控制系统异常检测

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基于工控私有协议逆向的黑盒模糊测试方法

计算机科学 2023年第4期50卷 323-332页

作者：杨亚辉麻荣宽耿洋洋魏强贾岩郑州大学网络空间安全学院郑州450001 信息工程大学网络空间安全学院郑州450001 南开大学网络空间安全学院天津300110

工控私有协议的广泛应用给工业控制系统的安全运行带来了很大挑战。由于工控私有协议规范的闭源性,传统的模糊测试工具难以高效地生成测试用例,限制了采用私有工业控制协议的工控设备的模糊测试效率。针对此问题,提出了一种基于私有工... 详细信息

工控私有协议的广泛应用给工业控制系统的安全运行带来了很大挑战。由于工控私有协议规范的闭源性,传统的模糊测试工具难以高效地生成测试用例,限制了采用私有工业控制协议的工控设备的模糊测试效率。针对此问题,提出了一种基于私有工控协议逆向的黑盒模糊测试方法。首先,在流量捕获的基础上,采用改进的多序列比对算法与字段划分算法得到协议字段结构;然后,通过定义一系列启发式规则对协议中的常量字段、序列号字段、长度字段、功能码字段进行识别,进而推断协议格式;最后,根据时序及功能码字段构建协议状态机。在模糊测试过程中,根据逆向推断的协议格式,采用多种变异策略生成测试用例,并利用构建的协议状态机指导模糊测试工具与被测设备的深度交互。基于上述方法设计实现了ICPPfuzz工具,并利用真实设备中的3种工控协议(Modbus/TCP,UMAS,S7comm)对ICPPfuzz协议逆向分析能力及模糊测试能力进行了评估。实验结果表明,在协议逆向方面,该工具的字段划分、语义识别和协议状态机构建能力明显强于Netzob;在模糊测试方面,该工具在相同时间内生成的有效测试用例数量为Boofuzz的1.25倍,测试用例的质量以及漏洞发现能力也都优于Boofuzz;同时,在对Modicon TM200/221系列PLC进行测试时,成功发现3个拒绝服务漏洞,证明了该工具的有效性。

关键词：工控安全私有协议序列比对协议逆向工程模糊测试

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乡村美产业兴农民富 001

乡村美产业兴农民富

陇东报

作者：耿洋洋

西峰区属于“插花型”贫困片区，是全省17个脱贫攻坚主战场之一。党的十八大以来，西峰区坚持把脱贫攻坚作为首要政治任务和第一民生工程来抓，2013年开始，紧紧围绕“两不愁三保障”标准，紧扣“六个精准”“五个一批”要求，创新“534... 详细信息

西峰区属于“插花型”贫困片区，是全省17个脱贫攻坚主战场之一。党的十八大以来，西峰区坚持把脱贫攻坚作为首要政治任务和第一民生工程来抓，2013年开始，紧紧围绕“两不愁三保障”标准，紧扣“六个精准”“五个一批”要求，创新“5341”工作标杆，因需制宜、精准施策、持续?

关键词：普罗旺斯西峰区

西峰区 “互联网+智慧医疗”守护老年人健康 001

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西峰区 “互联网+智慧医疗”守护老年人健康

陇东报

作者：耿洋洋

本报讯（记者耿洋洋）1月5日，西峰区安定路街道社区卫生服务中心医疗组组长李红霖一边问诊，一边根据电脑内的人工智能辅助诊疗系统提示，录入主诉、现病史等基础信息，结合系统弹出的AI辅诊参考及治疗建议，为患者进行病情诊断。 ... 详细信息

本报讯（记者耿洋洋）1月5日，西峰区安定路街道社区卫生服务中心医疗组组长李红霖一边问诊，一边根据电脑内的人工智能辅助诊疗系统提示，录入主诉、现病史等基础信息，结合系统弹出的AI辅诊参考及治疗建议，为患者进行病情诊断。 “我们把不同病人的主诉、现病史保存成模板

关键词：西峰区外呼系统智能语音智慧医疗老年人健康管理率

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社会组织进社区便民服务惠民生 001

社会组织进社区便民服务惠民生

陇东报

作者：耿洋洋李常叶

今年以来，西峰区以推进社会组织党组织全覆盖为目标，探索建立“三社联动”便民服务机制，推行“社区+社会组织+社工”模式，发挥社会组织党组织的政治核心作用，助力党组织建设与社会组织发展互促互融，引导社会组织积极参与城乡社区... 详细信息

今年以来，西峰区以推进社会组织党组织全覆盖为目标，探索建立“三社联动”便民服务机制，推行“社区+社会组织+社工”模式，发挥社会组织党组织的政治核心作用，助力党组织建设与社会组织发展互促互融，引导社会组织积极参与城乡社区治理。“双找一推”提升城乡居民幸福?

关键词：便民服务独居老人西峰区

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托起明天的太阳 003

托起明天的太阳

陇东报

作者：耿洋洋李长叶

青少年是祖国的未来、民族的希望。今年以来，西峰区坚持“党建带关建”，聚合各方力量，创新服务载体，秉持贴心、爱心、诚心、精心、倾心“五心”服务理念，用情用力，精准服务，推动全区关心下一代工作提质增效。发挥“五老”优势 ...

青少年是祖国的未来、民族的希望。今年以来，西峰区坚持“党建带关建”，聚合各方力量，创新服务载体，秉持贴心、爱心、诚心、精心、倾心“五心”服务理念，用情用力，精准服务，推动全区关心下一代工作提质增效。发挥“五老”优势推进青少年思想道德建设西峰区创新“?

关键词：

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雨雪天气对激光雷达性能的影响分析研究

电子设计工程 2022年第20期30卷 97-102,107页

作者：耿洋洋马元魁张建生西安工业大学陕西西安710021

激光信号在大气传输过程中,极易受到雨雪等天气的影响。该文主要研究雨雪对激光传输的衰减特性。基于Mie散射理论,对M-P和Joss雨滴模型进行Matlab仿真,分析激光在雨雪中传输的关系,得到激光随降雨量、降雪量衰减的变化规律,进一步得到... 详细信息

激光信号在大气传输过程中,极易受到雨雪等天气的影响。该文主要研究雨雪对激光传输的衰减特性。基于Mie散射理论,对M-P和Joss雨滴模型进行Matlab仿真,分析激光在雨雪中传输的关系,得到激光随降雨量、降雪量衰减的变化规律,进一步得到激光雷达最大探测距离随降雨量、降雪量变换的关系。

关键词：激光雷达 Mie散射 Matlab仿真衰减

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基于状态转换的PLC程序模型构建方法

计算机应用 2017年第12期37卷 3574-3580页

作者：常天佑魏强耿洋洋信息工程大学郑州450001 数学工程与先进计算国家重点实验室郑州450001

针对可编程逻辑控制器(PLC)程序在进行Nu SMV模型检测时需要手工对程序进行建模,不仅浪费人力且容易出错的问题,提出一种基于状态转移的PLC程序模型自动化构建方法。该方法首先分析结构化文本(ST)语言特性并解析ST程序为抽象语法树;其次... 详细信息

针对可编程逻辑控制器(PLC)程序在进行Nu SMV模型检测时需要手工对程序进行建模,不仅浪费人力且容易出错的问题,提出一种基于状态转移的PLC程序模型自动化构建方法。该方法首先分析结构化文本(ST)语言特性并解析ST程序为抽象语法树;其次,在抽象语法树基础上,根据不同的文法结构进行控制流分析生成控制流图;然后,通过数据流分析得到程序依赖图;最后,根据程序依赖图生成Nu SMV的输入模型。实验结果表明,所提方法实现了ST程序到Nu SMV输入模型的自动化构建,并且构建的Nu SMV输入模型既保留了ST程序的原有特性又符合Nu SMV模型检测工具输入的规范,与传统手工模型构建方法相比,提高了模型生成的效率和准确率。

关键词：工业控制系统安全模型检测 NuSMV 程序分析模型构建