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基于PointNet++的岩体结构面点云数据自动提取方法

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基于PointNet++的岩体结构面点云数据自动提取方法

作者：叶承南昌大学

学位级别：硕士

岩质边坡的结构面影响着边坡稳定性,为了对边坡稳定性的准确全面的分析,需要精准地获取岩质结构面信息,目前三维激光虽然能够准确地获取目标岩质边坡表面的三维坐标信息并生成相应的点云数据,而从数据量庞大的边坡点云数据中高效且简便... 详细信息

岩质边坡的结构面影响着边坡稳定性,为了对边坡稳定性的准确全面的分析,需要精准地获取岩质结构面信息,目前三维激光虽然能够准确地获取目标岩质边坡表面的三维坐标信息并生成相应的点云数据,而从数据量庞大的边坡点云数据中高效且简便地获取岩质结构面点云数据是具有挑战性的。而在深度学习领域,三维点云语义分割作为场景解析的核心技术,已经逐渐成为增强现实、智能工厂和无人驾驶等多个领域的关注焦点,但是与此同时三维点云语义分割在岩土工程领域的应用较少。本文将岩土工程和深度学习相结合,基于相关点云的深度学习算法,实现了从岩质边坡点云数据中自动提取边坡结构面点云数据,主要研究内容如下:(1)本文对传统的岩体结构信息采集方法和基于点云数据的岩体结构信息采集技术的研究进行了总结和归纳,并详细介绍了这两种技术的基本原理和技术特点。在此基础上提出一种基于深度学习算法的岩体结构面点云数据自动提取方法的技术思路。此外,还讨论了三维激光雷达获取岩体结构点云数据信息的方法所具有的技术优势。(2)介绍了点云数据深度学习的相关理论概念。简述了神经网络的各个组件的功能,以及神经网络在处理点云数据任务时,由点云数据特征所造成的挑战。本文详细介绍和比较了几种常用的深度学习框架,以及两种直接对点云数据处理的深度学习算法。根据点云数据的特征和研究需求,选择了Py Torch作为本研究的深度学习框架,以及PointNet++算法作为本研究的深度学习算法。(3)配置设备硬件,搭建实验环境,并调整训练参数,利用相关评价指标,通过比较PointNet++与其他几种具有代表性的点云分割算法在S3DIS点云数据集表现的分割性能,验证了PointNet++算法在点云分割任务上的优越性。(4)针对现有岩石结构面点云数据缺少公开数据集的问题,基于位于美国科罗拉多州奥雷的真实岩质边坡点云数据,使用Cloud Compare对岩质边坡的结构面点云进行标注,进而得到所需的岩质边坡的结构面点云数据集,用以进行PointNet++算法的模型训练。(5)基于美国科罗拉多州奥雷真实岩质边坡制作的点云数据集,使用PointNet++算法实现对岩体点云的结构面点云数据的自动提取,根据提取的点云数据计算结构面产状,将结果与Riquelme的论文产状数据结果进行对比,验证算法的可行性,最后实地采集江西省南昌市新建区的天河矿坑公园的岩质边坡点云数据,同样使用PointNet++算法实现了对该岩质边坡结构面点云数据的自动识别,验证算法模型在不同岩质边坡点云数据上执行语义分割任务时具有一定的泛化能力。

关键词：深度学习神经网络 PointNet++ 岩质边坡点云采集结构面识别产状计算

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含冷管的大体积混凝土水化热控制措施研究

混凝土 2024年第4期 77-82页

作者：贾毅黄子秋李琪韦朝宽柳其钱昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500 云南省抗震工程技术研究中心云南昆明650500

影响大体积混凝土承台水化热温度的因素有很多,其中影响较为明显的有冷却水管的直径、材质以及冷却水的入流温度、流速等。为了探究这些因素的对水化热的实际影响,以虎箐丫口特大桥为工程背景,通过有限元模型计算来探究各项因素对该桥... 详细信息

影响大体积混凝土承台水化热温度的因素有很多,其中影响较为明显的有冷却水管的直径、材质以及冷却水的入流温度、流速等。为了探究这些因素的对水化热的实际影响,以虎箐丫口特大桥为工程背景,通过有限元模型计算来探究各项因素对该桥承台的影响,结果表明:冷却水管的直径及冷却水的入流温度对水化热影响较大,且呈正相关,但为了考虑其经济性及可行性,选择0.03 m直径及20℃入流温度最佳。冷却水流速、冷却水管的材质及布置方式虽然对水化热温度的影响较小,但选择合理的方案可有助于减小承台内部的温度梯度。研究结果对预应力混凝土刚构桥承台的水化热温控方案具有指导意义。

关键词：大体积混凝土水化热冷却水管

光电催化产氢体系电极表面离子浓度与氢气浓度光纤在线检测方法研究

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光电催化产氢体系电极表面离子浓度与氢气浓度光纤在线检测方法研...

作者：李锦承重庆理工大学

学位级别：硕士

太阳能光电化学利用太阳能作为净能量输入通过光电化学反应制氢,具有绿色环保、无污染、操作简便的优点,是当前极具前景的清洁能源生产技术。目前对产氢电极的产氢性能的研究仍停留在整体性能的检测上,在局部微观粒子层面上产氢机理研... 详细信息

太阳能光电化学利用太阳能作为净能量输入通过光电化学反应制氢,具有绿色环保、无污染、操作简便的优点,是当前极具前景的清洁能源生产技术。目前对产氢电极的产氢性能的研究仍停留在整体性能的检测上,在局部微观粒子层面上产氢机理研究极其缺乏,未见关于产氢电极表面离子浓度对电极产氢性能的影响研究文献报道。基于此,本文提出了一种光电催化（PEC）产氢体系电极表面离子浓度与氢气浓度光纤在线检测的新方法,该方法实现光电催化产氢体系内电极表面离子浓度、氢气浓度、温度实时在线分布检测。本文首先构建了光电催化产氢体系的阳极为Bi VO电极,阴极为CuO电极;其次研制了光纤布拉格光栅氢气传感器（H-FBG）对氢气进行检测,并采用表面等离子共振倾斜光纤布拉格光栅（SPR-TFBG）传感器,光纤布拉格光栅温度传感器（T-FBG）和多模石英光纤光强传感器分别对电极表面离子浓度、温度和光强进行检测;最后搭建了光电催化产氢光纤传感器测量系统,对光电催化产氢体系阴极表面离子浓度、氢气浓度与温度及其分布进行了原位在线检测,为解释光电催化（水分解）中产氢的机理及规律提供重要支撑。本文主要研究内容包括以下3个方面:（1）光电催化产氢光纤传感器测量系统的构建:采用SPR-TFBG、H-FBG和T-FBG传感器分别对光电催化产氢体系阴极表面离子浓度、氢气浓度及温度进行检测;其中,SPR-TFBG传感器表面镀有厚度约50 nm的金膜,便于在电解液中有效激发SPR,用于阴极表面离子浓度检测;H-FBG传感器镀有厚度约100 nm的钯膜,钯膜具有吸附氢的功能,用于氢气浓度检测;T-FBG传感器直接采用裸光纤Bragg光栅构建;SPR-TFBG、H-FBG和T-FBG对阴极表面离子浓度、氢气浓度及温度检测的灵敏度分别为0.86 d B mol cm、7.5 pm/%和10.25 pm/°C。（2）光纤传感器原位实时获取偏压下PEC阴极表面离子浓度与产气浓度:利用搭建的光电催化产氢光纤传感器测量系统在偏压PEC产氢体系中在线测量阴极表面离子浓度和产气浓度,探索偏压条件下光照对阴极表面离子浓度和产气浓度的影响,研究偏压下PEC阴极表面离子浓度与产气浓度之间的关系,分析偏压PEC产氢速率变化。结果显示,偏压条件下阴极表面离子浓度和产气浓度在充足光照条件下系统运行1200 s达到了6.16 mol/cm和42.2%,偏压条件下阴极表面离子浓度和产气浓度呈正比变化。继续分析PEC产氢体系的产氢速率后发现,系统运行600 s后,仅施加偏压时产氢速率表现为持续下降,施加恒定偏压单/双侧光照时产氢速率表现为趋于相对平稳。为探究变化原因进一步研究了PEC产氢体系内电流变化情况,发现系统运行600 s后仅施加偏压时电流为持续下降,施加恒定偏压单/双侧光照时电流随时间逐渐趋向平稳,因此表明电解池内的离子迁移速率变化影响产氢速率。（3）光纤传感器原位实时获取无偏压下PEC阴极表面离子浓度与产气浓度:通过不施加外置偏压并将阳极和阴极串联的方式,形成无偏压PEC产氢体系,利用搭建的光电催化产氢光纤传感器测量系统在无偏压PEC产氢体系中在线测量阴极表面离子浓度和产气浓度,探索无偏压条件下光照对阴极表面离子浓度和产气浓度的影响,研究无偏压下PEC阴极表面离子浓度与产气浓度之间的关系,分析无偏压PEC产氢速率变化。结果显示,无偏压条件下阴极表面离子浓度和产气浓度在充分光照条件下达到了2.9 mol/cm和32%,无偏压条件下阴极表面离子浓度和产气浓度呈正比变化。进一步研究PEC产氢体系内产氢速率变化,发现产氢速率在系统运行600 s后趋于稳定,结合偏压下PEC产氢体系内的产氢速率变化情况,可以得出结论,提供光照有利于稳定PEC产氢性能。将光照对偏压和无偏压PEC产氢体系的影响数据进行对比分析后,发现提供一定的外置偏压可以有效帮助光照不充分的无偏压PEC产氢体系大幅提升性能。

关键词： PEC 表面离子浓度氢气浓度 SPR TFBG

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基于梯度搜索与进化机制的多目标混合算法

北京航空航天大学学报 2024年第6期50卷 1940-1951页

作者：诸才承唐智礼赵鑫曹凡南京航空航天大学航空学院南京210016

多目标进化算法(MOEA)因其良好的全局探索能力备受关注,但其在最优值附近的局部搜索能力却相对较弱,且对于具有大规模决策变量的优化问题,MOEA所需的种群数量与迭代次数都十分庞大,优化效率较低。基于梯度的优化算法能够很好地克服这些... 详细信息

多目标进化算法(MOEA)因其良好的全局探索能力备受关注,但其在最优值附近的局部搜索能力却相对较弱,且对于具有大规模决策变量的优化问题,MOEA所需的种群数量与迭代次数都十分庞大,优化效率较低。基于梯度的优化算法能够很好地克服这些问题,但梯度搜索算法很难应用于多目标问题(MOPs)。在加权平均梯度的基础上引入随机权函数,发展多目标梯度算子,将其与基于参考点的第三代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)结合,发展了多目标梯度优化算法(MOGBA)和多目标混合进化算法(HMOEA)。HMOEA在保留NSGA-Ⅲ良好的全局探索能力的同时,极大地增强了局部搜索能力。数值实验表明:HMOEA对于各种Pareto阵面都具有优秀的捕获能力,与典型的多目标算法相比效率提升了5~10倍。进一步将HMOEA应用于RAE2822翼型的多目标气动优化问题中,得到了理想的Pareto前沿,表明HMOEA是一种高效的优化算法,在气动优化设计中具有潜在的应用价值。

关键词：多目标优化混合算法进化算法梯度方法气动优化

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基于灰度矩原理的精密工件检测研究

基于灰度矩原理的精密工件检测研究

作者：刘嘉承长春理工大学

学位级别：硕士

脑小血管疾病患者灰白质功能网络改变的磁共振成像研究

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脑小血管疾病患者灰白质功能网络改变的磁共振成像研究

作者：金承南昌大学

学位级别：硕士

网球运动员下肢双侧力亏损与冲刺、变向能力的相关性研究

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网球运动员下肢双侧力亏损与冲刺、变向能力的相关性研究

作者：张嘉承广州体育学院

学位级别：硕士

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当代中国民主的构建逻辑再阐释

领导科学 2024年第4期 4-8页

作者：梁承碧闽南师范大学法学院

立足于民主构建实践的现实进程来考察当代中国民主的构建逻辑,可以发现:当代中国的民主构建须遵循“基于整合,适于治理”的原则。事实上,这一原则贯穿于整合性民主构建、治理型民主构建及全过程民主构建诸环节。这三个环节各有功能侧重... 详细信息

立足于民主构建实践的现实进程来考察当代中国民主的构建逻辑,可以发现:当代中国的民主构建须遵循“基于整合,适于治理”的原则。事实上,这一原则贯穿于整合性民主构建、治理型民主构建及全过程民主构建诸环节。这三个环节各有功能侧重,但又并非完全独立,前者为基础且为后者的构成因素。由此可知,当代中国的民主构建实际上是一个具有紧密内在关联的累积性进程。基于对这一累积性进程的阐释,关于全过程人民民主之性质内涵的解读也得以深化:全过程人民民主是立足于中国共产党领导下的政治整合、着眼于实现国家的良政善治且事实上高扬人民主体性的社会主义民主模式。

关键词：中国民主党的领导整合性民主治理型民主全过程人民民主

发扬“伊儒会通”传统实现我国伊斯兰教健康传承

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中国宗教 2024年第3期 48-49页

作者：敏承喜甘肃省伊斯兰教协会

“伊儒会通”是我国伊斯兰教吸收儒家传统思想来阐释伊斯兰教思想观点,使其与儒家学说互相契合的主要方式,彰显了中华文明的包容性和伊斯兰教的和平观,决定了中华文明与伊斯兰教世界能够长期友好交流以及我国各宗教信仰多元并存的和谐格... 详细信息

“伊儒会通”是我国伊斯兰教吸收儒家传统思想来阐释伊斯兰教思想观点,使其与儒家学说互相契合的主要方式,彰显了中华文明的包容性和伊斯兰教的和平观,决定了中华文明与伊斯兰教世界能够长期友好交流以及我国各宗教信仰多元并存的和谐格局,实现了我国伊斯兰教在漫长的历史进程中不断传承,为新时代伊斯兰教中国化提供了宝贵经验。

关键词：儒家传统思想伊斯兰教中国化伊儒和平观儒家学说宗教信仰多元并存中华文明