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基于权重自动机的RNN对抗序列生成方法研究

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基于权重自动机的RNN对抗序列生成方法研究

作者：马明俊华东师范大学

学位级别：硕士

随着循环神经网络（Recurrent Neural Network,RNN）的应用更加广泛,对抗序列的存在给这类安全攸关应用构成了极大的威胁,其中包含自动驾驶行为预测模型。RNN对抗序列生成是一种提升RNN鲁棒性的方法,然而目前现有的RNN对抗序列生成方法... 详细信息

随着循环神经网络（Recurrent Neural Network,RNN）的应用更加广泛,对抗序列的存在给这类安全攸关应用构成了极大的威胁,其中包含自动驾驶行为预测模型。RNN对抗序列生成是一种提升RNN鲁棒性的方法,然而目前现有的RNN对抗序列生成方法普遍存在着低效的问题。因此,针对上述问题,围绕自动驾驶行为预测模型,提出了一种基于权重自动机（Weighted Finite Automaton,WFA）的RNN对抗序列生成方法,帮助RNN高效地找到对抗序列。首先,提出一种自动驾驶行为预测RNN模型构建方法。在神经网络构建前,通过仿真工具SCENIC和CARLA联合生成自动驾驶场景时空数据,并利用时空数据的预处理方法对数据进行清洗、集成、变换和重排,保证数据质量;在神经网络构建中,融合Embedding机制、LSTM和时序注意力机制构建自动驾驶行为预测神经网络模型。结合自动驾驶十字路口转弯的案例,证明该构建方法的有效性与合理性,实验结果表明该构建方法可以提高自动驾驶行为预测模型的准确率,且节省计算资源。其次,提出自动驾驶行为预测WFA模型抽取方法。通过记录RNN运行时隐藏层数据,实现RNN到WFA的状态抽象、迁移抽象和输入抽象,构建出WFA五元组。提出抽象算法Fast k-DCP,优化了k-DCP算法的聚类过程并放宽约束,提高了效率与适用范围。通过自动驾驶十字路口转弯的案例,剖析自动驾驶行为预测模型的运行过程（基于前面构建的神经网络模型）,证明了上述方法有效且具有良好的泛用性,为抽象对抗序列生成做铺垫。最后,提出基于WFA的对抗序列生成方法,以改善自动驾驶行为预测模型的鲁棒性。先抽象扰动以生成抽象对抗序列,利用WFA运算加速搜索过程,然后实例化生成具体对抗序列。自动驾驶十字路口转弯的案例（基于自动驾驶数据集AVBT）证明了该方法的有效性,与其他对抗攻击算法的比较证明了该对抗序列生成方法的高效性。文章以十字路口转弯场景的案例贯穿,探索了基于WFA的自动驾驶行为预测模型的对抗序列生成过程,并贡献自动驾驶数据集AVBT作为基准数据集。

关键词：自动驾驶行为预测长短期记忆网络注意力权重有限自动机对抗序列生成

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掺铒YAG调Q激光系统研究

掺铒YAG调Q激光系统研究

作者：马明俊合肥工业大学

学位级别：硕士

随着铒激光在医学中的广泛应用,更精细安全的医疗操作对激光脉宽提出了更高要求,相比原有的静态宽脉冲的Er:YAG激光,调Q是压窄脉宽的有效方法。目前,国外已有学者对铒激光调Q进行了实验研究,但国内文献还未见相关报道,因此在广泛调研的... 详细信息

随着铒激光在医学中的广泛应用,更精细安全的医疗操作对激光脉宽提出了更高要求,相比原有的静态宽脉冲的Er:YAG激光,调Q是压窄脉宽的有效方法。目前,国外已有学者对铒激光调Q进行了实验研究,但国内文献还未见相关报道,因此在广泛调研的基础上,本文提出了掺铒YAG调Q激光系统的设计方案。本文从能级理论出发,对Er:YAG激光晶体的速率方程进行了研究,得出了谐振腔内光通量密度的解析表达式;对调Q动力学进行了分析,获得了峰值功率及脉宽与粒子反转数的关系,并对激光器的输出特性、能量提取效率及输出镜的最佳反射率进行了理论分析和数值计算;对激光晶体的热透镜效应进行了分析并得到了热透镜焦距公式。在Er:YAG调Q激光器的设计方案中,对泵浦电源的放电参数、调Q晶体的选择及晶体尺寸结构、谐振腔型的选择设计和腔内热透镜效应补偿分别作了详细的分析和具体的设计。根据该方案进行了Er:YAG激光调Q实验研究,获得了脉宽103～110ns,能量达到87mJ的调Q脉冲激光输出,并分别在静态和调Q模式下对龋牙进行了窝洞制样,利用扫描电子显微镜对样本扫描,对比显示调Q激光制样的效果更好。

关键词： Er:YAG激光电光调Q LiNbO3晶体热透镜效应

基于偏振分辨LIBS技术的土壤重金属检测研究

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中国激光 2018年第8期45卷 261-266页

作者：余洋赵南京孟德硕马明俊兰智高黄冈师范学院电子信息学院湖北黄冈438000 中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031

为提高土壤重金属激光诱导击穿光谱(LIBS)特征谱线的信背比(SBR)和稳定性,并降低元素检测限,研究了土壤LIBS连续背景辐射以及Fe、Pb、Ca、Mg等4种元素特征分立谱线的偏振特性,对比分析了有、无偏振条件下元素特征谱线的相对标准偏差(RSD... 详细信息

为提高土壤重金属激光诱导击穿光谱(LIBS)特征谱线的信背比(SBR)和稳定性,并降低元素检测限,研究了土壤LIBS连续背景辐射以及Fe、Pb、Ca、Mg等4种元素特征分立谱线的偏振特性,对比分析了有、无偏振条件下元素特征谱线的相对标准偏差(RSD)、SBR与检测限。结果表明:4种元素的特征谱线FeⅠ:404.581nm、PbⅠ:405.780nm、CaⅠ:422.670nm和MgⅠ:518.361nm及其相应连续背景辐射的偏振度分别为0.27、0.17、0.25、0.23和0.70、0.64、0.69、0.67。偏振分辨LIBS(PRLIBS)技术使得4条特征谱线FeⅠ:404.581nm、PbⅠ:405.780nm、CaⅠ:422.670nm和MgⅠ:518.361nm的RSD分别降低了3.28%、2.2%、3.24%和1.34%。PRLIBS技术有效抑制了连续背景辐射,4种元素特征谱线的SBR分别提高了5.59、5.67、5.30、7.35倍。在有、无偏振条件下,Pb元素的检测限分别为17.4×10^(-6)和39.4×10^(-6),偏振条件下的检测限为无偏振条件下的44%。以上研究结果为进一步提升土壤重金属的LIBS定量分析能力提供了数据支撑。

关键词：光谱学土壤重金属激光诱导击穿光谱偏振信背比检测限

激光二极管纵向抽运Nd:GSGG全固化激光器的输出特性

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中国激光 2007年第2期34卷 191-194页

作者：罗建乔吴路生马明俊王继光中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031

Nd∶Gd3Sc2Ga3O12(Nd∶GSGG)晶体具有荧光寿命长、物化性能稳定、易实现Nd3+离子高浓度均匀掺杂以及易于制成大尺寸无应力和杂质核心类缺陷的激光晶体元件等优点,是一种潜在的优良激光材料。为了研究其激光特性,在不同腔长、抽运半径和... 详细信息

Nd∶Gd3Sc2Ga3O12(Nd∶GSGG)晶体具有荧光寿命长、物化性能稳定、易实现Nd3+离子高浓度均匀掺杂以及易于制成大尺寸无应力和杂质核心类缺陷的激光晶体元件等优点,是一种潜在的优良激光材料。为了研究其激光特性,在不同腔长、抽运半径和抽运波长情况下,对激光二极管(LD)纵向抽运的非对称平行平面腔Nd∶GSGG全固化激光器的输出特性进行了实验研究。在抽运功率为2355 mW时,实现了稳定的345 mW激光输出,光-光转换效率为14.65%,斜率效率为16.61%,输出光斑呈现出较好的空间分布。

关键词：激光技术 Nd:GSGG激光器纵向抽运光学均匀性

LD泵浦5 kHz电光调Q的Nd:YVO_4激光器

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量子电子学报 2004年第1期21卷 15-17页

作者：宋标马明俊黄晔王纪光吴路生中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031

本文描述了连续二极管激光器(LD)端面泵浦Nd:YVO4晶体,在200-5000 Hz电光调Q的情况下,激光输出特性的研究。当二极管输入电流在25 A(约10 W),电光Q开关重复率为1 kHz时,1064 nm激光的平均输出功率为160 mW,脉宽为20 ns。并对实验结果进... 详细信息

本文描述了连续二极管激光器(LD)端面泵浦Nd:YVO4晶体,在200-5000 Hz电光调Q的情况下,激光输出特性的研究。当二极管输入电流在25 A(约10 W),电光Q开关重复率为1 kHz时,1064 nm激光的平均输出功率为160 mW,脉宽为20 ns。并对实验结果进行了分析和讨论。

关键词：连续二极管激光器端面泵浦电光调Q Nd:YVO4晶体

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核电厂老化和寿命管理现状与进展

山东社会科学 2011年第S1期 62-64页

作者：马明俊周拥辉张建贺群武国核示范电站有限公司苏州热工研究院核安全中心

本文探讨了国内外核电厂老化和寿命管理方法、法规和实践。总体来说,IAEA的法规和导则指导性强,美国的法规和实践可操作性强,法国的法规和实践则较为系统化和标准化。针对这些特点,结合我国老化管理现状,本文给出了我国在进行核电厂老... 详细信息

本文探讨了国内外核电厂老化和寿命管理方法、法规和实践。总体来说,IAEA的法规和导则指导性强,美国的法规和实践可操作性强,法国的法规和实践则较为系统化和标准化。针对这些特点,结合我国老化管理现状,本文给出了我国在进行核电厂老化和寿命管理实践以及建立相应的法规导则体系时应注意的问题。

关键词：核电厂老化管理寿命管理执照更新

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基于CCD的侧向散射激光雷达信号提取方法

光学学报 2014年第2期34卷 1-6页

作者：麻晓敏陶宗明马明俊李成军王珍珠刘东谢晨波王英俭解放军陆军军官学院基础部物理教研室安徽合肥230031 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室安徽合肥230031 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031

后向散射激光雷达是探测大气气溶胶空间分布的强有力手段,但由于盲区和过渡区的存在,限制了它在近距离段的探测范围和精度。基于电荷耦合器(CCD)的侧向散射激光雷达可实现近距离段气溶胶信号的连续探测,且探测精度较高。分析了侧向散射... 详细信息

后向散射激光雷达是探测大气气溶胶空间分布的强有力手段,但由于盲区和过渡区的存在,限制了它在近距离段的探测范围和精度。基于电荷耦合器(CCD)的侧向散射激光雷达可实现近距离段气溶胶信号的连续探测,且探测精度较高。分析了侧向散射激光雷达中干扰光和背景光的特点,找到了减少它们的方法。分析了激光在大气中产生侧向散射光的特点,找到了同一距离处侧向散射光的叠加方法。应用Matlab编程实现了对信号的自动提取,并与后向散射激光雷达信号进行了实验比对,结果表明该信号提取方法是可靠的、可行的。

关键词：大气光学侧向散射激光雷达电荷耦合器件高斯分布

2.94μm Er:YAG电光调Q激光器及应用研究

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量子电子学报 2010年第6期27卷 688-692页

作者：马明俊叶兵麻晓敏合肥工业大学电子科学与应用物理学院安徽合肥230009 解放军炮兵学院物理教研室安徽合肥230031

随着2.94μm激光在医学中的应用日益广泛,控制工作激光参数提高医疗安全性能显得尤为重要,对工作的激光进行调Q是很有必要的。介绍了利用双布儒斯特角切割的LiNbO_3晶体作为电光Q开关的Er:YAG调Q激光器,在工作频率5 Hz,脉冲泵浦能量92 ... 详细信息

随着2.94μm激光在医学中的应用日益广泛,控制工作激光参数提高医疗安全性能显得尤为重要,对工作的激光进行调Q是很有必要的。介绍了利用双布儒斯特角切割的LiNbO_3晶体作为电光Q开关的Er:YAG调Q激光器,在工作频率5 Hz,脉冲泵浦能量92 J条件下,获得了脉宽103～110 ns,能量达到87 mJ的调Q脉冲激光输出。并分别在静态和调Q模式下对龋牙进行了窝洞制样,利用扫描电子显微镜对样本扫描,对比显示调Q激光制样的效果更好。

关键词：激光技术 Er:YAG激光器电光Q开关 LiNbO3晶体窝洞制备

基于LIBS技术的水体重金属连续在线检测方法

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中国激光 2018年第6期45卷 270-275页

作者：贾尧赵南京刘文清方丽马明俊孟德硕中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 安徽省环境光学监测技术重点实验室安徽合肥230031

针对工业废水重金属原位在线监测的需求,提出了基于激光诱导击穿光谱(LIBS)技术的水体重金属连续在线检测方法。采用石墨基底蒸干的富集方式,通过研究样液富集模式、样液定量添加方式、样液蒸干富集方式等,实现了水体中重金属元素的快... 详细信息

针对工业废水重金属原位在线监测的需求,提出了基于激光诱导击穿光谱(LIBS)技术的水体重金属连续在线检测方法。采用石墨基底蒸干的富集方式,通过研究样液富集模式、样液定量添加方式、样液蒸干富集方式等,实现了水体中重金属元素的快速自动检测,提高了检测效率和检测能力。对含有Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn重金属元素的不同质量浓度的标准溶液进行检测,分别建立了这6种元素的定标曲线,并得到了相应的检测限。多次测量光谱强度相对标准偏差分别为9.24%、10.45%、12.59%、11.58%、15.24%、6.87%,检测限分别为0.03,0.012,0.0047,0.033,0.071,0.0376mg/L。该方法为水体重金属的在线监测提供了一种有效手段。

关键词：光谱学环境监测激光诱导击穿光谱水体重金属在线稳定性检测限