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激光雷达与视觉融合的三维重建算法研究

激光雷达与视觉融合的三维重建算法研究

作者：廉星宇太原科技大学

学位级别：硕士

三维重建技术在自动泊车、智慧城市、文物保护、工业等领域广泛应用。激光雷达和相机是常用的传感器,激光雷达测距精准但缺少纹理信息,而视觉图像富含语义信息但易受光照强度影响。二者融合可弥补各自不足,为各领域提供更可靠的解决方... 详细信息

三维重建技术在自动泊车、智慧城市、文物保护、工业等领域广泛应用。激光雷达和相机是常用的传感器,激光雷达测距精准但缺少纹理信息,而视觉图像富含语义信息但易受光照强度影响。二者融合可弥补各自不足,为各领域提供更可靠的解决方案。本文研究了激光雷达与视觉融合的三维重建方法,并分别对其中的激光雷达三维重建点云配准方法、多视图三维重建方法、激光视觉融合的三维重建方法进行优化与改进。同时,在公开数据集上进行验证与评估,并在室外车位环境进行实验。具体工作如下:(1)针对激光雷达三维重建中点云配准方法存在的误差大和收敛慢的问题,提出一种融合曲率信息的3D-SIFT点云配准方法。首先,将高斯曲率作为权重引入3D-SIFT算法中,增强特征点对曲率变化的敏感性。其次,使用自适应半径的FPFH方法初步估算初始变换参数。最后,使用自适应距离阈值截断比例法改进ICP算法,自适应地识别并剔除噪声点和误匹配点,加快收敛速度。通过在公开点云数据集上进行实验,与基于3D-SIFT的点云配准算法相比,平均精度提高了44.07%,配准时间提高了20.11%。(2)针对基线网络CasMVSNet方法存在弱纹理区域重建效果模糊和点云边界过于平滑问题,提出基于金字塔Transformer的多视图三维重建方法。首先,引入金字塔视觉Transformer架构,并提出多尺度特征融合模块,增强了特征表达能力并改善弱纹理区域匹配模糊问题。其次,设计Ghost-3D U-Net架构,有效地减少模型参数量。最后,提出边缘强调模块EEM,引入参考图像的边缘信息。在DTU数据集上,本文方法比CasMVSNet的准确度误差降低了2.15%,完整度误差降低了35.06%,整体性误差降低了20%。在Tanks&Temples数据集的评价指标Mean上,本文算法达到最高。使用本文算法在室外车位环境进行三维重建,验证了在现实场景中的有效性。(3)针对激光与视觉融合三维重建存在标定效率低和重建误差大的问题,在联合标定、位姿融合、回环检测等方面进行改进。采用自动多视图标定法对激光雷达和相机进行联合标定,提高标定效率;利用无迹卡尔曼滤波进行激光与视觉的位姿融合;引入激光和视觉相结合的增量式回环检测,减小误差累积。在室外车位环境进行重建实验,与单一传感器重建结果对比,具有更多的纹理信息,且不易受光照强度影响,在鲁棒性和完整性方面更具优势。

关键词：三维重建激光雷达多视图立体匹配 Transformer 多传感器融合

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论音乐剧《芝加哥》中罗克茜一角的人物塑造

论音乐剧《芝加哥》中罗克茜一角的人物塑造

作者：种星宇上海音乐学院

学位级别：硕士

音乐剧《芝加哥》是1975年基于记者莫林·达拉斯·沃特金斯的同名戏剧改编而来。音乐剧《芝加哥》既是对当时社会风貌的深刻反思,也是对20世纪20年代芝加哥爵士时代的艺术复兴的一次伟大尝试。在整个音乐剧中打造的诸多鲜明角色中“罗... 详细信息

音乐剧《芝加哥》是1975年基于记者莫林·达拉斯·沃特金斯的同名戏剧改编而来。音乐剧《芝加哥》既是对当时社会风貌的深刻反思,也是对20世纪20年代芝加哥爵士时代的艺术复兴的一次伟大尝试。在整个音乐剧中打造的诸多鲜明角色中“罗克茜”是其中代表。本论文通过对罗克茜一角的深入分析,探讨音乐剧《芝加哥》如何通过这一角色的塑造,对1920年代的美国社会进行评论,并反映出那个时代女性的社会地位和人生抉择。通过分析罗克茜的性格特点、肢体语言、声音塑造以及她在剧中的唱段,揭示这一角色如何成为对当时社会风貌的一种艺术映射,以及她的故事如何与今天的观众产生共鸣,引发对名声、正义和个人价值观的深刻思考。

关键词：音乐剧《芝加哥》角色塑造罗克茜唱段分析

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电磁扰动异常的多参量同步性研究

电磁扰动异常的多参量同步性研究

作者：尚星宇防灾科技学院

学位级别：硕士

目前对地震前兆异常的电磁研究主要利用单参量数据展开,由于电磁关联性,本研究拟采用“张衡一号”卫星(以下简称ZH-1)电磁观测数据,将研究内容定位于卫星地磁观测和电离层观测扰动异常的同步性及与地震前兆异常的关系上。论文采用ZH-1卫... 详细信息

目前对地震前兆异常的电磁研究主要利用单参量数据展开,由于电磁关联性,本研究拟采用“张衡一号”卫星(以下简称ZH-1)电磁观测数据,将研究内容定位于卫星地磁观测和电离层观测扰动异常的同步性及与地震前兆异常的关系上。论文采用ZH-1卫星2019全年朗缪尔探针观测(LAP)的电离层电子密度原位观测数据以及高精度磁强计(HPM)观测的矢量磁场X、Y、Z三分量观测数据,主要展开了以下工作:(1)基于卫星观测数据的扰动异常检测提取方法研究,寻找同时适用于两种观测数据的扰动异常提取方法,分别对滑动标准差法、滑动四分位距法和DBSCAN密度聚类算法等方法展开试验,并对三种方法进行对比筛选,确定计算扰动异常的统一计算方法——滑动标准差法;(2)利用统一算法对2019年全年电离层数据和地磁数据进行大规模扰动异常计算提取,并构建异常检测结果数据库;(3)对2019年地磁及电离层的扰动异常检测结果展开在时间和空间尺度上的联合对比分析,研究两类观测数据扰动异常的同步性;(4)结合2019年7级以上震例对地震前后电子密度和地磁的扰动异常在大尺度时间范围内的变化进行了同步性分析。得到研究结果如下:(1)在研究LAP载荷和HPM载荷的异常扰动检测方法的基础上,总结了不同扰动异常检测方法的优势和劣势,最后提出了可以大规模检验的滑动标准差扰动异常检测方法。该方法操作简单计算量小且方便提取出异常扰动幅度,适用于大规模卫星轨道观测数据的扰动异常检测。(2)利用滑动标准差法对2019年全年约一万条升降轨道的HPM载荷的矢量磁场X、Y、Z三分量数据和LAP载荷的Ne电子密度数据,研究了扰动异常在时间和空间上的同步性,发现两种观测数据的异常检测结果在时空同步性方面表现不明显。(3)经过统计大尺度时间范围内2019年全球7级以上震例发现,HPM参量和LAP参量在震前以及震后很难观察到同步性变化。(4)对2019年的数据分析结果表明:电离层的电子密度与地磁场的扰动异常在空间和时间上并未表现出明显的同步性变化。分析结果的原因,这是由于电离层非常容易受各种因素影响,更易于出现不同尺度的异常,相对而言地磁观测比较稳定。同时,2019年太阳活动水平较弱,太阳黑子喷发和磁暴等事件较少,由此导致的电离层和地磁场扰动变化较少;但太阳活动较弱时夜间电离层不规则结构出现的非常频繁,导致电离层扰动事件频繁发生。利用多参量方法进行地震前兆异常的研究是目前研究热点和趋势,但研究结果表明:并非任意多参量的组合都可以出现异常的同步现象。因此,在选择展开研究的研究对象时需要注意参量的选择和匹配问题。论文主要创新点如下:(1)在扰动异常提取方法选取方面进行了有益的尝试。致力于寻找能够同时满足两个参量扰动异常提取的统一方法,通过使用一种方法,避免因处理手段不同而导致的趋势差异,使得提取结果更具说服力和可靠性。(2)在对数据研究对象的选择方面,没有根据事先选定的地震事件进行空间和时间的局限,而是利用全部数据检测结果与地震事件的对应关系寻找可能的地震前兆,是一次有益的正向尝试。

关键词：电磁扰动电子密度地磁场同步性分析

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大功率高频变压器绝缘问题研究综述

中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3306-3326,I0032页

作者：尚星宇庞磊卜钦浩吴治诚张乔根电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

高频变压器是电力电子变换系统中负责电气隔离和电压变换的关键器件。大功率高频变压器紧凑化的结构使其复合绝缘或浇注绝缘承受严苛的电、热和机械应力,给绝缘设计带来很大挑战。该文首先回顾了高频变压器的应用背景和结构形式,然后分... 详细信息

高频变压器是电力电子变换系统中负责电气隔离和电压变换的关键器件。大功率高频变压器紧凑化的结构使其复合绝缘或浇注绝缘承受严苛的电、热和机械应力,给绝缘设计带来很大挑战。该文首先回顾了高频变压器的应用背景和结构形式,然后分析了高频变压器主绝缘和纵绝缘承受的电压应力,指出变压器局部介电损耗的问题,从优化设计的角度表明了功率密度与绝缘可靠性之间的矛盾,并阐明了高频变压器绝缘承受机械应力。提取了近年来高频变压器样机的绝缘设计中常用的绝缘材料、绝缘形式、绝缘等级,分析了绝缘设计对变压器体积、电场分布及寄生参数等的影响,提出绝缘设计流程的改进方向。高频电压下聚合物绝缘的介电损耗、局部放电和空间电荷特性是目前相关研究的关注重点,而这些因素之间通常互相耦合。分析归纳了高频方波波形参数和温度等条件对局部放电、绝缘寿命、空间电荷和电树枝发展规律的影响,指出研究领域的空白。最后,对高频变压器应力特点、绝缘设计和绝缘问题研究现状进行了总结。

关键词：高频变压器高频电压多应力电介质绝缘绝缘设计

基于球柱状电流变工具的工件表面形貌演化机理研究

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机械工程学报 2024年第9期60卷 364-373页

作者：董晓星诸铁宇鲁聪达金明生嘉兴学院信息科学与工程学院嘉兴314001 浙江工业大学机械工程学院杭州310023 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室杭州310023

在电流变液体特性基础上,开发一种球柱状电流变抛光工具,研究加工工件表面形貌演化机理。基于Preston方程和赫兹弹性接触摩擦理论,建立球柱状电流变工具的材料去除深度模型与工件表面轮廓演化模型。定点加工实验显示,工件表面轮廓线与... 详细信息

在电流变液体特性基础上,开发一种球柱状电流变抛光工具,研究加工工件表面形貌演化机理。基于Preston方程和赫兹弹性接触摩擦理论,建立球柱状电流变工具的材料去除深度模型与工件表面轮廓演化模型。定点加工实验显示,工件表面轮廓线与理论预测下的轮廓线相近,换算成深度材料去除速率,最大偏差值为55nm/min。行进加工实验显示,理论计算轮廓在宽度和深度方向上与实际加工区域的测量尺寸接近,表面粗糙度从加工前Ra 78 nm下降至加工后Ra 14 nm。抛光效率随电压或转速的增大而增大,且工件表面粗糙度的稳定值取决于磨粒粒径,越小粒径磨粒的切削刃越小,最终得到的表面粗糙度更低。随加工间距的增大,加工后工件轮廓逐渐由“U”型向“W”型转变,该转变过程受电压与转速参数影响,电压占主导地位,转速次之。本文通过对球柱状电流变加工表面形貌演化机理的分析,为电流变面型修整提供了理论依据。

关键词：电流变抛光微加工轮廓线电场辅助

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鄂尔多斯盆地槐树庄长7油层地质储量评价

延安大学学报（自然科学版） 2020年第4期39卷 41-44页

作者：安鑫胜师学耀刘伟白光辉庄岩闻星宇延长油田股份有限公司勘探开发技术研究中心陕西延安716000

延长组长7层系对鄂尔多斯盆地石油勘探具有极其重要的意义。本文以直罗油田槐树庄为研究对象,通过分析化验及测井等资料,并利用容积法对该地区长7地质储量进行了评价,得出其地质储量为388.14×10^4 t,可为槐树庄区地质的勘探开发提供一... 详细信息

延长组长7层系对鄂尔多斯盆地石油勘探具有极其重要的意义。本文以直罗油田槐树庄为研究对象,通过分析化验及测井等资料,并利用容积法对该地区长7地质储量进行了评价,得出其地质储量为388.14×10^4 t,可为槐树庄区地质的勘探开发提供一定的参考价值。

关键词：鄂尔多斯盆地槐树庄区长7油层容积法地质储量

大跨斜拉桥节段预制钢-UHPC组合桥面结构受力性能研究

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桥梁建设 2024年第5期54卷 102-109页

作者：谭星宇方志李修坤廖原丁望星湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 湖北交通投资集团有限公司湖北武汉430050 湖北省交通规划设计院股份有限公司湖北武汉430051

为充分利用UHPC的超高抗压、抗拉强度,促进斜拉桥主梁结构轻量化,提出一种适用于大跨斜拉桥、UHPC层参与主梁体系恒载受力的节段预制正交异性钢-UHPC组合桥面结构,该结构通过低型面槽口型开孔板(PBL)剪力键群实现钢-UHPC界面剪力连接。... 详细信息

为充分利用UHPC的超高抗压、抗拉强度,促进斜拉桥主梁结构轻量化,提出一种适用于大跨斜拉桥、UHPC层参与主梁体系恒载受力的节段预制正交异性钢-UHPC组合桥面结构,该结构通过低型面槽口型开孔板(PBL)剪力键群实现钢-UHPC界面剪力连接。以丹江口水库特大桥为背景,通过有限元法对提出的组合桥面结构在全桥和主梁节段中的静力性能及其影响因素进行分析,并评估所提出的钢-UHPC界面剪力连接构造的抗剪安全性。结果表明:节段预制正交异性钢-UHPC组合桥面结构由UHPC层受拉、正交异性钢桥面板受压控制设计,UHPC层作为主体结构的一部分,可有效降低正交异性钢桥面板在第一体系中的应力水平;就降低UHPC层受拉、正交异性钢桥面板受压应力水平而言,适当加厚UHPC层和U肋、设置次横隔板,比加厚钢面板和横隔板更为有效;运营阶段作用效应标准组合下,UHPC层和正交异性钢桥面板最大应力可达到相应应力限值的68%~98%和38%~86%,其既满足相关设计要求,又能取得较好的材料性能利用率;低型面槽口型PBL剪力键群的横、纵向抗剪安全系数分别达到了12.3和4.0,所提出的钢-UHPC界面剪力连接构造的抗剪性能满足设计要求。

关键词：斜拉桥组合桥面结构 UHPC 节段预制开孔板剪力键静力性能影响参数有限元法

玲珑：一个小规模的高质量中文预训练语言模型

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计算机研究与发展 2024年

作者：李东闻钟震宇孙羽菲申峻宇马子智于川越张玉志南开大学软件学院信创海河实验室

近年来，大规模的、基于自回归的中文预训练语言模型在各种自然语言处理任务上表现出优异性能.然而，高昂的计算成本以及基于中文词切分数据给中文预训练语言模型实际应用带来了巨大挑战.此外，大多基于自回归的模型只能使用单向前文信... 详细信息

近年来，大规模的、基于自回归的中文预训练语言模型在各种自然语言处理任务上表现出优异性能.然而，高昂的计算成本以及基于中文词切分数据给中文预训练语言模型实际应用带来了巨大挑战.此外，大多基于自回归的模型只能使用单向前文信息，可能会导致模型在上下文敏感任务上的性能有所下降.为了解决以上问题，提出并训练了一个高质量的小型中文预训练语言模型——玲珑.该模型仅有3.17亿个参数，较小的规模使得玲珑十分容易部署和应用.使用基于汉字的策略对训练语料进行切分，可以有效减轻未知标记和分词错误带来的负面影响，增强了玲珑在下游任务上的性能.此外，通过对每条训练数据的输入顺序进行逆序处理，训练了一个反向玲珑模型.将玲珑与其反向版本相结合，可以实现在下游任务中使用双向信息.多种自然语言处理下游任务上的实验结果表明，玲珑具有不错的处理下游任务的能力.在6个数据集上玲珑超越了相近规模模型的性能，在5个数据集上超越了大模型的性能.

关键词：中文预训练语言模型小规模基于汉字的模型反向模型双向信息

2016—2022年太湖胥口湾水质变化及对水温、水位的响应

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生态与农村环境学报 2024年第4期40卷 469-477页

作者：朱伟尤星宇段志鹏吕艺侯豪河海大学环境学院江苏南京210098 河海大学土木与交通学院江苏南京210098

明确太湖胥口湾水质特征及对环境变化的响应有利于维系区域水资源安全。研究追踪2016—2022年胥口湾水质变化趋势,分析了水质指标对水温和水位的响应。结果显示,胥口湾水质环境总体稳定,且总氮(TN)、氨氮(NH_(3)-N)、总磷(TP)浓度和COD_... 详细信息

明确太湖胥口湾水质特征及对环境变化的响应有利于维系区域水资源安全。研究追踪2016—2022年胥口湾水质变化趋势,分析了水质指标对水温和水位的响应。结果显示,胥口湾水质环境总体稳定,且总氮(TN)、氨氮(NH_(3)-N)、总磷(TP)浓度和COD_(Mn)均呈下降趋势。但胥口湾水温年均值呈现快速上升趋势,上升幅度大于0.086℃·a^(-1),对该区域生态稳定性形成威胁。冗余分析显示,虽然水温和水位对胥口湾水质环境波动的贡献率低于5%,但水温变化显著影响了水质环境(P30℃)较为敏感,而高水位(>3.8 m)显著影响了NH_(3)-N、TN、TP和叶绿素a浓度。总体而言,胥口湾水环境总体稳定趋好,但受水位尤其是水温影响较大。研究结果可为极端天气下水质管理提供借鉴。

关键词：太湖胥口湾极端天气高水温高水位