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一种基于射频信号倒频谱的民用无人机识别和分类方法

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2021年第4期38卷 597-606页

作者：管祥民马健翔张维东中国民航管理干部学院民航通用航空运行重点实验室北京100102 浙江建德通用航空研究院浙江省通用航空运行技术研究重点实验室建德311612 北京航空航天大学成都创新研究院成都611930 北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

由于监管不利,由小型无人机引起的扰航及空域非法入侵等事故对公共安全造成了不良影响。为了解决此问题,本文使用反向传播神经网络算法、支持向量机算法和K近邻算法对位于禁飞区边缘的无人机的下行信号倒频谱进行识别和分类。在户外实... 详细信息

由于监管不利,由小型无人机引起的扰航及空域非法入侵等事故对公共安全造成了不良影响。为了解决此问题,本文使用反向传播神经网络算法、支持向量机算法和K近邻算法对位于禁飞区边缘的无人机的下行信号倒频谱进行识别和分类。在户外实地实验中收集了电磁静默环境下5种不同民用无人机的下行信号,并对这些信号进行了倒频谱分析。结果显示,本文提出的工作流和实现方法在非合作无人机的识别和分类方面取得了较好的效果,尤其在无人机识别方面,3种机器学习算法的平均准确率均可提升至近90%。

关键词：无人机识别射频信号倒频谱机器学习

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单交叉路口智能交通信息系统研究与设计

单交叉路口智能交通信息系统研究与设计

作者：马健翔西安工业大学

学位级别：硕士

随着城市化的发展,机动车数量得到了快速的增长,使得城市道路交通日趋拥挤,而拥堵现象主要发生在道路交叉口。因此,单交叉口的交通信号管理对道路交通的有效运行有着举足轻重的作用。论文结合实际的道路交通状况,将基于机器视觉的交通... 详细信息

随着城市化的发展,机动车数量得到了快速的增长,使得城市道路交通日趋拥挤,而拥堵现象主要发生在道路交叉口。因此,单交叉口的交通信号管理对道路交通的有效运行有着举足轻重的作用。论文结合实际的道路交通状况,将基于机器视觉的交通参数采集技术和模糊神经网络控制算法应用于交通管理系统中,形成的智能交通信息系统可以根据实时的路口交通流信息对各个方向的交通信号灯进行智能化的管理,引导车辆有效通行。论文首先对智能交通信息系统进行需求分析,根据实际的功能需求进行系统整体方案设计,对系统中的关键技术进行介绍,重点对智能交通信息系统中的交通参数采集技术和模糊神经网络算法进行研究。为了获取道路口交通参数信息,将采用OpenCV机器视觉技术对路口车辆排队长度,车流量及车速三个交通参数进行检测.:车辆排队长度检测主要是对车道图像进行车辆运动检测和存在检测确定车辆队列队尾位置,将车道停车线作为车辆排队队首位置,然后采用摄像机标定技术实现纵向像素距离到实际三维空间的转换。车流量及车速检测是通过在图像中的停车线和人行横道之间设置虚拟线圈,虚拟线圈内运用高斯混合模型建立背景,背景差分法对运动车辆进行检测,最终根据虚拟线圈内的状态来获得车流量信息以及对车辆速度进行检测。在获取准确的交通参数采集的基础上,将模糊控制算法应用于道路交叉口交通信号控制系统中。通过研究分析发现算法主观性较强,因此将在模糊控制系统基础上融入具有自学习功能的神经网络算法,形成以模糊神经网络为核心的智能交通信息系统。将采集到的交通参数作为模糊神经网络算法的输入参数,根据实际采集到的样本数据进行训练自动生成控制规则,由输入的交通参数进行模糊推理获得待通行相位的交通控制策略。为了验证算法的有效性,在不同交通流状况下对定时控制、模糊控制及模糊神经网络三种控制方法进行性能仿真,以车辆平均延误作为技术指标。通过方案设计和算法研究,最后完成系统的硬件平台搭建及软件设计。课题选用嵌入式工控机作为系统的主控制器,通过路口网络摄像头采集路口视频流,然后进行处理获取待通行相位的三个交通参数,应用模糊神经网络算法对交通参数进行处理,得到待通行相位的绿灯时长;通过LoRa无线通信模块将包含通行相位和绿灯时长的控制策略帧数据传递给交通灯控制模块;ARM处理器对传递的帧数据进行解析,最终实现对交通灯模块的亮灭以及配时的管理。论文研究的智能交通信息系统从机器视觉的多交通参数检测、交通信号灯控制策略、交通灯模块配时校验等方面进行功能测试,测试结果和实验数据表明,系统能够实现对单交叉路口的交通信号灯进行智能管理,对交通路口的信号配时进行了优化,达到了预期的研究目标。

关键词：单交叉路口智能交通机器视觉模糊神经网络 LoRa ARM

PFWD快速检测评价沥青路面压实质量的应用研究

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PFWD快速检测评价沥青路面压实质量的应用研究

作者：马健翔长沙理工大学

学位级别：硕士

为解决现有沥青路面压实质量检测技术效率低、代表性差及对结构层有破损等问题,依托安徽省合肥市瑶海区道路建设工程,开展PFWD快速检测评价沥青路面压实质量的应用研究,以期为沥青路面施工过程中快速无损检测评价结构层的压实质量和承... 详细信息

为解决现有沥青路面压实质量检测技术效率低、代表性差及对结构层有破损等问题,依托安徽省合肥市瑶海区道路建设工程,开展PFWD快速检测评价沥青路面压实质量的应用研究,以期为沥青路面施工过程中快速无损检测评价结构层的压实质量和承载能力提供科学依据。1)通过分析PFWD设备的性能参数、工作原理及可靠性,提出了相应的检测技术规程和数据处理方法,同时其荷载传感器和位移传感器稳定性高,可用于沥青路面施工现场质量监控和验收。根据PFWD动力和静力反算方法的对比,结果显示,与静力反算相比,动力反算方法在反算模量的同时可以反算出密度,具有其他检测方法所不具备的优势。2)原材料性能检验表明,沥青和粗细集料等性能指标均满足技术要求,可以用来制备沥青混合料。通过室内马歇尔试验确定了沥青混合料的标准密度,并用于控制其压实特性。同时,采用PFWD进行了室内测试,得到了反算模量和密度,通过对模量反算结果的尺寸和温度修正,结合沥青混合料试件的压实度建立了二者之间的幂函数关系,可为现场沥青面层压实质量控制提供指导。3)结合现场施工,采用PFWD对沥青路面各结构层的压实质量进行了快速检测评价,分析了不同温度下的沥青面层及不同龄期下的水泥稳定碎石基层的动力反算结果,从而得到相应修正的PFWD反算模量与压实度之间的幂函数关系,据此提出了沥青面层及半刚性基层施工过程中的模量控制标准。结果表明,PFWD模量可用于快速检测评价沥青路面的压实质量。4)通过对瑶海区相城路沥青面层分别进行PFWD与BB的对比检测,分析了二者之间的相关性,建立了模量与弯沉之间的经验公式,从而提出了基于PFWD模量的质量验收标准。经依托工程应用,验证了 PFWD快速检测评价技术在沥青路面施工验收中的适用性和可靠性。总之,本文的研究为沥青路面压实质量的快速检测评价技术提供了借鉴,具有良好的理论和实际意义及工程应用价值。

关键词：便携式落锤弯沉仪(PFWD) 沥青路面压实质量快速检测动力反算模量压实度弯沉

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低空目标电磁散射特性建模技术研究

低空目标电磁散射特性建模技术研究

作者：马健翔电子科技大学

学位级别：硕士

低空目标与所在环境之间有较强的耦合作用,其散射特性同目标在自由空间中时相比有较大变化,且由于多径效应的影响,目标的回波信号有可能被杂波信号掩盖,这将严重影响雷达对低空目标的探测能力。因此有必要对低空目标与环境进行复合建模... 详细信息

低空目标与所在环境之间有较强的耦合作用,其散射特性同目标在自由空间中时相比有较大变化,且由于多径效应的影响,目标的回波信号有可能被杂波信号掩盖,这将严重影响雷达对低空目标的探测能力。因此有必要对低空目标与环境进行复合建模以研究其散射特性以及研究对抗多径效应的方法。基于此本文做了如下工作:本文首先介绍了随机粗糙面及其上方目标复合散射的研究进展和研究方法,介绍了布儒斯特效应的研究进展,按照解析方法、数值方法及高频近似方法的分类对电磁散射分析方法进行了介绍分析,介绍了场景建模部分随机粗糙面的基本原理以及生成步骤。然后,通过对射线追踪、场强追踪和散射场计算三个部分的详细阐述,介绍了高频近似方法中弹跳射线法的基本原理,并在此基础上加入了Kd-tree加速技术和PO积分计算方法,提高了弹跳射线法的计算速度。并使用弹跳射线法对一些目标、目标与环境共同组成的复合目标的散射场进行了研究分析,把“四路径”模型与弹跳射线法中的射线追踪部分相结合,通过对射线管弹射路径的分类,实现了对“四路径”模型中各条路径的分析,利用“四路径”模型对复合目标进行分析,探究不同入射频率、不同环境参数条件下每条路径对散射场的影响,研究分析了低空目标与环境之间耦合作用的具体发生机制。最后,应用广义布儒斯特效应来对抗多径干扰,在平行极化波入射平直表面问题的基础上探究了布儒斯特角与空间介质参数的关系,再拓展研究了粗糙面的布儒斯特效应以及粗糙面与上方目标组成的复合目标的广义布儒斯特效应,得到了降低多径效应影响的入射角度。

关键词：低空目标电磁散射射线法布儒斯特角随机粗糙面四路径

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物体级别的深度次序推理研究

物体级别的深度次序推理研究

作者：马健翔北京邮电大学

学位级别：硕士

在计算机视觉领域中,图像的深度次序推理是一个基本而具有挑战性的问题,它描述了图像区域间的层次关系,是图像分析和理解的重要基础,可用于处理很多高层视觉任务,例如图像和视频编码、自动驾驶、运动分析与跟踪、三维场景重建等。本文... 详细信息

在计算机视觉领域中,图像的深度次序推理是一个基本而具有挑战性的问题,它描述了图像区域间的层次关系,是图像分析和理解的重要基础,可用于处理很多高层视觉任务,例如图像和视频编码、自动驾驶、运动分析与跟踪、三维场景重建等。本文受深度次序推理的研究现状启发,模仿人类视觉机制,提出一种物体级别的深度次序推理方法,在有效推测图像区域的层次关系同时,保证了较低的算法复杂度。本文的主要研究工作分为三个部分:遮挡边缘检测、物体推荐和深度次序推理。(1)遮挡边缘检测。本文从边缘样本的产生(图像分割和特征提取)、特征选择、样本重构和分类器学习这四个主要方面阐述整个遮挡边缘学习的过程。尤其重点在于设计有监督的稀疏回归方式进行更合理的特征选择以及基于Huber函数和稀疏编码的理论重构基样本。再利用基于核函数的岭回归模型进行训练学习。最后,在D-order数据集和NYU2数据集上进行定量和定性的实验验证和评价。(2)物体推荐。本文将物体的表面线索引入物体推荐,这在现有方法中很少涉及。基于滑动窗口机制,每个采样得到的窗口根据事先检测好的遮挡边缘响应计算窗口似物性得分,去衡量当前窗口包含物体的可能性,并通过边缘响应融合以及自适应性的归一化标准提升遮挡边缘响应的可靠性,使得候选窗口分数排名更合理。最后,在PASCAL VOC 2007和MS COCO 2014数据集上进行对比实验和评价。(3)深度次序推理。本文从局部线索出发,定义一种三重描述符,将有效的角点和凹凸性线索作为整体共同判断局部层次关系,再从全局角度引入带权的有向图模型对局部推理结果进行一致性修正。最后,同样在D-order数据集和NYU2数据集上进行实验评测。本文最终目的的是对图像做深度次序推理,通过优化遮挡边缘检测到物体推荐再到深度次序推理的方法,从而实现最终整个图像的深度次序推理准确性的有效提升。

关键词：深度次序推理物体级别遮挡边缘检测物体推荐

中国特有秦岭藤属药用植物的DNA条形码鉴定

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2020年第5期48卷 65-70页

作者：饶华马健翔牛俊峰邹嘉宾陕西师范大学生命科学学院陕西西安710119

为筛选出能够准确鉴定秦岭藤属(Biondia Schltr.)药用植物的DNA条形码,选取5个叶绿体DNA片段,利用PWG-distance和Tree-building方法对中国中西部地区分布的秦岭藤属4个物种的14个个体进行物种分辨率评价。研究显示:大部分组合DNA片段的... 详细信息

为筛选出能够准确鉴定秦岭藤属(Biondia Schltr.)药用植物的DNA条形码,选取5个叶绿体DNA片段,利用PWG-distance和Tree-building方法对中国中西部地区分布的秦岭藤属4个物种的14个个体进行物种分辨率评价。研究显示:大部分组合DNA片段的分辨率(25%~100%)显著高于单个DNA片段的分辨率(0~50%),尤其是mat K+rbc L的核心DNA条形码组合,以及包含有这2个片段的3片段(mat K+rbc L+trn H-psb A)核心DNA条形码组合,利用PWG-distance方法,其分辨率可达到100%。因此,可采用mat K+rbc L或mat K+rbc L+trn H-psb A的DNA条形码组合对秦岭藤属药用植物进行准确鉴定。

关键词：秦岭藤属 DNA条形码物种鉴定药用资源

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聚乙烯食品塑料容器中回收料鉴别方法研究

现代塑料加工应用 2017年第3期29卷 39-41页

作者：严欣张胜军马健翔新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院新疆乌鲁木齐830011

将添加废旧料的聚乙烯树脂,经过吹塑成型等加工过程制成塑料包装容器后,进行差示扫描量热测试。结果表明,废旧料制成的塑料成型品结晶焓值较废旧料本身提高23.5%。随着回收料添加比例的增大,成型品的结晶焓值逐渐降低。废旧料制成的成... 详细信息

将添加废旧料的聚乙烯树脂,经过吹塑成型等加工过程制成塑料包装容器后,进行差示扫描量热测试。结果表明,废旧料制成的塑料成型品结晶焓值较废旧料本身提高23.5%。随着回收料添加比例的增大,成型品的结晶焓值逐渐降低。废旧料制成的成型品结晶焓值比新料成型品的降低了12.8%。

关键词：聚乙烯食品塑料容器回收料鉴别差示扫描量热仪

硫代氨基功能化粉煤灰空心微珠@碳纳米管吸附Cu2+研究

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化工矿物与加工 2023年第9期52卷 6-13页

作者：王柯张晓民张良刘佳倩刘冰王壮马健翔西安建筑科技大学资源工程学院西安建筑科技大学化学与化工学院

碳纳米管作为一维纳米材料，具有高比表面积和结构可控等优点，被广泛应用于吸附领域，同时也因存在疏水性强、表面惰性以及选择性吸附能力差等不足而限制了其在重金属吸附领域的应用。以燃煤废料粉煤灰空心微珠为原料，制备了一种具有... 详细信息

碳纳米管作为一维纳米材料，具有高比表面积和结构可控等优点，被广泛应用于吸附领域，同时也因存在疏水性强、表面惰性以及选择性吸附能力差等不足而限制了其在重金属吸附领域的应用。以燃煤废料粉煤灰空心微珠为原料，制备了一种具有高缺陷密度的空心微珠@碳纳米管材料，并通过羧基化、酰氯化在其表面接枝了硫代氨基官能团，将其用于吸附水溶液中的Cu2+,结果表明：粉煤灰空心微珠@碳纳米管表面成功引入了羧基、羟基、氨基等官能团，表面Zeta电位降低；吸附容量与吸附过程中的反应温度、初始pH、初始质量浓度呈正相关；在120 min时吸附达到平衡，平衡时复合材料对Cu2+的吸附容量为34.0 mg/g;吸附过程符合Freundlich吸附等温线模型，与准二级动力学模型拟合度高，吸附过程为自发的吸热反应；吸附机理包括离子交换、静电相互作用和表面络合作用。该研究成果可为粉煤灰的高值化利用和水溶液中Cu2+的吸附研究提供参考。

关键词：粉煤灰空心微珠碳纳米管功能化改性氨基硫脲 Cu2+吸附 Freundlich吸附等温线模型吸附机理

建筑用冷热水聚丙烯(PP-R)管材常见的质量问题和快速检测方法探讨

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石河子科技 2019年第4期 35-38页

作者：岳琳马健翔新疆自治区产品质量监督检验研究院

探讨了建筑用聚丙烯(PP-R)管材在检测过程检验检测、工程验收和质量鉴定过程中常存在的问题,提出快速检测产品的方法以作为在工程应用、质量鉴定、检验检测中判定聚丙烯(PP-R)管道系统安全使用的依据。

关键词：聚丙烯管材质量快速检测