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基于改进YOLOv5的隧道围岩沉降自动识别与实时测量技术研究

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现代隧道技术 2023年第5期60卷 58-66页

作者：郝翊杰李刚沈丹邓有为刘怡阳长安大学电子与控制工程学院西安710064 长安大学能源与电气工程学院西安710064 长安大学西安710064

针对隧道内部环境复杂,施工期间对围岩沉降监测较为困难的问题,提出了一种基于改进YOLOv5的隧道围岩沉降自动识别与测量算法。在隧道施工关键位置安装观测靶标,利用工业相机实时拍摄靶标,进而采用目标检测模型自动识别靶标,通过计算靶... 详细信息

针对隧道内部环境复杂,施工期间对围岩沉降监测较为困难的问题,提出了一种基于改进YOLOv5的隧道围岩沉降自动识别与测量算法。在隧道施工关键位置安装观测靶标,利用工业相机实时拍摄靶标,进而采用目标检测模型自动识别靶标,通过计算靶标沉降间接测量围岩沉降值,并基于YOLOv5s网络模型,引入ECA-Net通道注意力机制,使网络在通道方面关注待检测靶标,避免通道降维操作,以增强对目标的感知能力。采用改进的α-IoU目标回归损失函数,使得模型总体上对图像特征的学习能力和目标检测精度都有所提升。试验结果表明,改进目标检测模型在工业相机拍摄靶标数据集下的识别精度与召回率分别达到了98.5%和98.4%,检测精度较高。分析误差可知,在拍摄距离0~10 m的情况下,绝对误差在6 mm以内,当距离待测靶标15~25 m远时,绝对误差在15 mm以内,误差较小。

关键词：隧道围岩监控量测目标检测深度学习注意力机制

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基于最小化新息协方差的修正SRCKF算法

北京航空航天大学学报 2023年第1期49卷 138-144页

作者：杨永建甘轶李春辉邓有为肖冰松彭芳西北工业大学电子信息学院西安710072 空军工程大学航空工程学院西安710038

目标跟踪过程中的模型误差会使得平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)性能下降,滤波精度降低;自适应滤波中的修正卡尔曼滤波(AKF)算法可以有效解决这一问题,但是难以应用到非线性滤波中。为了克服模型误差带来的不利影响,同时,进一步提高修正... 详细信息

目标跟踪过程中的模型误差会使得平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)性能下降,滤波精度降低;自适应滤波中的修正卡尔曼滤波(AKF)算法可以有效解决这一问题,但是难以应用到非线性滤波中。为了克服模型误差带来的不利影响,同时,进一步提高修正思想的应用范围,在SRCKF的基础上,基于最小化新息协方差准则推导了修正系数的向量形式,提出修正SRCKF(ASRCKF)算法。所提算法通过利用后期的测量数据,增加对测量值的信任度,从而达到对目标模型误差进行补偿的目的。仿真结果表明:与SRCKF和强跟踪SRCKF算法相比,所提ASRCKF算法能有效抑制模型误差,有着更优的滤波性能。

关键词：修正卡尔曼滤波运动模型误差平方根容积卡尔曼滤波新息协方差修正系数

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民用建筑设计中建筑防火技术的应用

城市建设理论研究(电子版) 2023年第1期 93-95页

作者：邓有为广东科能建筑设计有限公司

随着我国社会经济的不断向前发展，民用建筑数量也在不断上涨，民用建筑设计工作过程中对于建筑使用安全性给予了高度关注和重视，特别是建筑消防安全问题一直是民用建筑使用过程当中,首要需要控制的安全问题之一。基于此，本文首先针... 详细信息

随着我国社会经济的不断向前发展，民用建筑数量也在不断上涨，民用建筑设计工作过程中对于建筑使用安全性给予了高度关注和重视，特别是建筑消防安全问题一直是民用建筑使用过程当中,首要需要控制的安全问题之一。基于此，本文首先针对防火设计工作，在民用建筑设计工作当中的重要作用进行阐述，提出现阶段民用建筑防火设计工作中存在的相关问题，同时对建筑防火技术的相关应用策略进行深入探索，有效保证建筑整体的防火性能，为人们创造出更加安全和舒适的居住环境，同时推动我国建筑事业不断朝着更高目标和方向上发展。

关键词：民用建筑消防安全防火设计应用

融合PCA-LPP与DBSCAN的道路交通事故分类及风险等级预测方法

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交通信息与安全 2023年第4期41卷 44-54页

作者：辛怡李刚邓有为张生鹏周盼刘怡阳长安大学电子与控制工程学院西安710064 长安大学能源与电气工程学院西安710064

道路交通事故是全球范围内造成大量人员伤亡和财产损失的重大问题之一,通过对道路交通事故进行分类和风险等级预测,能够锁定高风险车辆,以减小事故的发生和人员伤亡的概率。交通事故往往由环境、天气、道路条件、路段设施等多维特征相... 详细信息

道路交通事故是全球范围内造成大量人员伤亡和财产损失的重大问题之一,通过对道路交通事故进行分类和风险等级预测,能够锁定高风险车辆,以减小事故的发生和人员伤亡的概率。交通事故往往由环境、天气、道路条件、路段设施等多维特征相互作用形成,现有的事故影响分析方法缺乏对交通事故数据的综合研究。为此本文提出1种交通事故分类模型,在传统PCA算法的基础上通过衡量各等级数据间的相似性对数据集进行二次降维,采用改进后降维算法PCA-LPP处理大规模交通事故数据集;利用DBSCAN算法对事故数据划分风险区域,根据迭代训练出的各等级空间对模拟车辆环境进行风险划分。试验结果表明:在大规模交通数据降至不同维度的对比实验中,证明PCA-LPP算法使降维后的特征与样本的类别相关程度更高;同时,利用基于密度的DBSCAN聚类算法处理复杂且伴有偶发性的交通事故数据时,算法的纯度为0.942 9、兰德指数为0.946 2,互信息指数为0.678 4,与K-means、谱聚类等传统算法结果相比,DBSCAN算法的各项评估指标均高于其他算法,从分类效果图发现该模型减少了噪声数据的影响;最后,通过消融实验验证了带有二次降维的PCA-LPP算法的各项评估指标均为最高。其预测结果的混淆矩阵显示该模型对各风险等级的精确率分别为85.77%、70.78%、80.65%,验证了模型的有效性与实用性。

关键词：交通安全事故等级分类风险预测 PCA-LPP算法 DBSCAN算法机器学习

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隧道围岩沉降自适应实时识别及测量

电子测量与仪器学报 2023年第2期37卷 236-243页

作者：邓有为李刚辛怡张生鹏郝翊杰长安大学电子与控制工程学院西安710064 长安大学能源与电气工程学院西安710064

针对传统隧道围岩沉降监测方法鲁棒性较差、难以及时有效的监测隧道围岩沉降值的问题,提出将坐标注意力结合目标检测算法的隧道围岩沉降自适应识别测量算法。利用工业相机拍摄不同环境靶标图像建立数据集,训练具有坐标注意力的目标检测... 详细信息

针对传统隧道围岩沉降监测方法鲁棒性较差、难以及时有效的监测隧道围岩沉降值的问题,提出将坐标注意力结合目标检测算法的隧道围岩沉降自适应识别测量算法。利用工业相机拍摄不同环境靶标图像建立数据集,训练具有坐标注意力的目标检测模型,在测试集中验证模型预测精度为97.9%。使用图像中靶标的数字以及LED灯点的像素坐标标定测量算法模型并计算沉降值。结果表明在25 m范围内测量误差小于1 cm,在10 m范围内的靶标测量误差小于5 mm。

关键词：隧道围岩沉降监测目标检测注意力机制

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S层波段多普勒雷达表层流信息提取方法研究

S层波段多普勒雷达表层流信息提取方法研究

作者：邓有为武汉大学

学位级别：硕士

表层流是海洋中重要的运动现象,了解和掌握表层流的运动规律,将有助于研究海洋表层流的形成、成长、传播以及衰退等机制,也对近岸区域的水产业、运输业以及排污等意义重大。目前已经有许多的表层流探测设备,其中,微波多普勒雷达具有时... 详细信息

表层流是海洋中重要的运动现象,了解和掌握表层流的运动规律,将有助于研究海洋表层流的形成、成长、传播以及衰退等机制,也对近岸区域的水产业、运输业以及排污等意义重大。目前已经有许多的表层流探测设备,其中,微波多普勒雷达具有时空分辨率高、抗干扰性能好、全天候工作、体积小等优点,应用前景良好。本文基于武汉大学无线电海洋遥感实验室独立研发的S波段多普勒雷达为平台,针对海洋表层流信息提取方法进行了研究,扩展S波段多普勒雷达的探测功能。S波段多普勒雷达发射的电磁波与海表面的毛细波产生布拉格散射,而小尺度的毛细波受大尺度重力波的调制作用,携带着重力波的特征信息。基于重力波频率与波数的耗散关系,可以提取表层流信息。目前基于微波多普勒雷达表层流信息提取的研究有双频测流技术和速度序列时间平均的方法,对于岸基单站S波段多普勒雷达提取表层流的研究,本文根据重力波频率与波数的耗散关系,通过对雷达测量的二维径向速度序列进行处理,提取表层流信息。论文首先介绍了 S波段多普勒雷达的表层流信息提取算法:通过对雷达测量的二维径向速度序列进行二维傅里叶变换得到频率波数谱,计算得到功率谱后,提出带通滤波结合自适应阈值的方法选择离散的待拟合数据点,依据重力波频率与波数的耗散关系,基于加权最小二乘原则可以拟合得到重力波耗散关系曲线,从而提取径向流速值。通过雷达六根天线数据提取的六个径向流速值,可以合成矢量流,得到流速和流向信息。然后基于表层流提取算法,进行了仿真分析,基于仿真数据验证了算法的正确性。通过已知的海浪谱模型,并且将表层流因素考虑进去,可以仿真得到加入表层流信息的二维径向速度。基于仿真数据,采用单天线径向流速提取算法与合成矢量流的方法,计算得到的结果与理论值的误差很小,仿真结果表明算法正确。最后通过对S波段多普勒雷达实测的数据进行处理,来提取表层流信息。针对实测数据中存在奇异点的问题,通过分析时空二维多普勒谱参数的特征,提出先时间后空间去除奇异点的数据预处理方法,其中空间采用滑窗自适应门限检测奇异点。数据预处理后,由单天线实测数据可以提取径向流速值,利用提取的六天线径向流速值可以合成矢量流。结合遮浪岛和朱家尖的实测数据,采用多点数据分析和全天数据分析,结果表明算法具有可行性。

关键词： S波段多普勒雷达二维径向速度表层流耗散关系最小二乘拟合

基于MSC.Patran的汽车前门检具结构优化设计研究

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基于MSC.Patran的汽车前门检具结构优化设计研究

作者：邓有为长春工业大学

学位级别：硕士

车身覆盖件质量与整车质量直接相关,车身覆盖件的检测精度要求越来越高。作为专门性检验工具,检具具有快捷、精确等特点,适合检验大批次的机械产品,但检具的检测精度亟待提高。在检具的设计、制造与使用过程中均会造成相应的精度误差,... 详细信息

车身覆盖件质量与整车质量直接相关,车身覆盖件的检测精度要求越来越高。作为专门性检验工具,检具具有快捷、精确等特点,适合检验大批次的机械产品,但检具的检测精度亟待提高。在检具的设计、制造与使用过程中均会造成相应的精度误差,减小设计所造成的检具精度影响对提高检具的检测精度有重大意义。汽车检具主要由检测元件、定位元件、夹紧机构、底板、辅助部件等构成。汽车车门具有独特的装配位置,其检具精度的提高是行业研究的重点。为了提高车门检具的检测精度,保证产品检测的准确性,本文以某汽车前门为例,进行了以下几方面的研究：1、进行汽车零部件检具的模块化设计研究,从检具的各个模块系统地阐述了设计原理与设计标准,总结了检具设计基本规范,列举了汽车检具设计的相关实例,并详细研究了汽车前门检具的设计过程。2、车身检具具有重力变形,重力变形对检具的检测精度具有较大影响。本文针对汽车前门检具的重力变形,建立了汽车前门检具重力变形有限元模型,通过有限元分析软件MSC.Patran对汽车前门及检具主体进行了重力变形分析,并从底板优化、增加支座数量等方面对检具结构进行优化,减小检具重力变形相对变形。3、温度变化所造成的热变形是影响检具精度的一个重要因素。本文针对汽车前门检具的热变形,论述了热变形的理论基础,建立了汽车前门检具热变形有限元模型,通过有限元分析软件MSC.Patran对汽车检具主体在5℃-35℃进行了热变形分析,并通过设置伸缩缝等方法对检具结构进行优化,减小检具热变形相对变形。4、研究了有限元技术与机械优化设计方法结合的优化方法,论述了有限元分析及机械优化方法的理论基础,提出了基于有限元技术的降低汽车前门检具重力变形及热变形的结构优化方法,能够有效降低其重力变形相对变形及热变形相对变形。本文将有限元技术与机械优化设计方法相结合,通过底板优化、增加支座以及设置伸缩缝等结构优化方法,有效降低了检具使用的重力相对变形及热变形,提高了检具的精度。

关键词：检具精度重力变形热变形 MSC.Patran 结构优化

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军队院校专业导论课程设计分析

中国现代教育装备 2023年第21期 149-152页

作者：肖冰松王瑞邓有为空军工程大学陕西西安710038

根据新时代对职业军官融合培养的需求,对军队院校技术密集型兵种专业导论课程进行了系统设计。首先,分析了军队院校学员对专业的了解现状。其次,从军事人才培养需求和院校学员的强烈愿望两个方面论述了开设专业导论课程的必要性。最后,... 详细信息

根据新时代对职业军官融合培养的需求,对军队院校技术密集型兵种专业导论课程进行了系统设计。首先,分析了军队院校学员对专业的了解现状。其次,从军事人才培养需求和院校学员的强烈愿望两个方面论述了开设专业导论课程的必要性。最后,从教学目标、教学内容、教学方案三个方面对专业导论课程进行了详细设计。

关键词：专业导论军队院校生长军官融合培养课程设计

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物种生灭算法

系统工程与电子技术 2018年第4期40卷 941-947页

作者：杨永建禚真福黄柏儒樊晓光邓有为王彪空军工程大学航空工程学院中国人民解放军95974部队

根据生物进化史中已被发现的物种大爆发和大灭绝现象,提出了智能优化算法——物种生灭算法,并对寻优机制进行了详细的描述。该算法借鉴了物种灾变进化理论的思想,通过对物种执行大爆发和大灭绝操作实现寻优,通过引入主支转移和新老物种... 详细信息

根据生物进化史中已被发现的物种大爆发和大灭绝现象,提出了智能优化算法——物种生灭算法,并对寻优机制进行了详细的描述。该算法借鉴了物种灾变进化理论的思想,通过对物种执行大爆发和大灭绝操作实现寻优,通过引入主支转移和新老物种的衍生能力收缩等策略,达到平衡算法全局寻优能力与局部寻优能力的目的。仿真结果表明该算法具有实现简单、收敛速度快、运行效率高、寻优精度好等优点。

关键词：生物进化史智能优化算法物种生灭算法寻优机制