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基于全卷积神经网络的黄花梨采收期可见-近红外光谱检测方法

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光谱学与光谱分析 2020年第9期40卷 2932-2936页

作者：刘辉军魏超宇韩文姚燕中国计量学院计量测试工程学院浙江杭州310018

水果采收期的成熟度决定了其最终食用品质,选择果实最佳的采收期是提高水果品质的关键措施之一。可见-近红外光谱技术以其快速、无损的检测特点,适合用于水果的成熟度、采收期检测。由于采收期果实品质差异大,传统化学计量学方法需进行... 详细信息

水果采收期的成熟度决定了其最终食用品质,选择果实最佳的采收期是提高水果品质的关键措施之一。可见-近红外光谱技术以其快速、无损的检测特点,适合用于水果的成熟度、采收期检测。由于采收期果实品质差异大,传统化学计量学方法需进行复杂的光谱预处理,模型难以满足不同的季节、果园等需求。提出了一种基于全卷积神经网络(CNNs)的黄花梨采收期可见-近红外光谱(Vis-NIR)检测方法,利用卷积神经网络进行光谱特征信息提取,采用误差反向传播算法结合随机梯度下降法进行层与层之间的连接权重调节,输出多采收期的Logistic回归结果,实现了黄花梨采收期的端到端检测。设计了包含1个输入层、2个卷积层、1个池化层和1个Softmax输出层等5层的一维全卷积神经网络,采用交叉熵为损失函数,增加L2正则项以防止模型的过拟合,无光谱预处理,对比分析了此方法与PLSDA方法的建模结果。试验采集了两个年度黄花梨样品共450个,其中,第一年度的300个组成训练集,90个样本组成测试集1,第二年度的60个样本组成测试集2。实验结果表明,当测试集样品与训练集来自相同年份时,PLSDA和CNNs模型对测试样品集采收期正确识别率均为100%,当测试集样品来自不同年份时,测试集样品采收期的正确识别率分别降为41.67%和88.33%,相关系数、互信息计算模型的回归系数表明,CNNs模型充分利用了样品全波段信息。可见,CNNs方法通过迭代对卷积核进行优化,实现了更灵活的光谱预处理,可降低模型训练难度,所建模型有较好的可解释性和泛化能力,该方法对建立稳健的水果采收期可见-近红外光谱检测模型有一定的参考价值,有利于实现水果精细化的分期、分批采收。

关键词：黄花梨可见-近红外光谱卷积神经网络采收期检测

基于深度学习与多目标跟踪的小番茄果实计数研究

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基于深度学习与多目标跟踪的小番茄果实计数研究

作者：魏超宇中国计量大学

学位级别：硕士

果实的准确计数是果蔬智能化估产的关键,利用计算机视觉技术对果实目标进行检测和数量统计是当前果实计数研究的热点。自然环境下果实目标存在重叠和遮挡等问题,尤其如小番茄和草莓等呈簇状的果实,其目标检测较为困难。同时,果蔬植株多... 详细信息

果实的准确计数是果蔬智能化估产的关键,利用计算机视觉技术对果实目标进行检测和数量统计是当前果实计数研究的热点。自然环境下果实目标存在重叠和遮挡等问题,尤其如小番茄和草莓等呈簇状的果实,其目标检测较为困难。同时,果蔬植株多采用矮株密植,冠层结构复杂,部分果实在单一视图上不可见,难以实现准确计数。本论文以温室大棚种植的小番茄为研究对象,结合深度学习理论和多目标跟踪算法,开展了小番茄果实计数方法的研究。论文的主要研究内容和结论如下:（1）建立小番茄果实数据集。根据小番茄的种植方式和植株特点,采用白布置于植株行间,以获取单侧植株的视频数据,并通过抽帧处理获取图像数据。利用Easy DL智能平台实现数据集的半自动标注,建立了单果检测数据集、果实簇检测数据集和果实簇计数数据集三类数据集。针对果实簇计数数据集的样本不平衡问题,提出了基于图像合成的方法对部分果实簇样本进行增强。（2）提出了一种以果实簇为目标的计数方法。针对果实目标重叠、遮挡严重的问题,将密集的单果目标转化为稀疏的果实簇目标,采用YOLOv3对果实簇目标进行检测,并利用基于Res Net50的回归方法对果实簇的果实进行计数,进而实现果实总量的估计。该方法较以单果为目标的计数方法,解决了果实目标重叠、遮挡严重的问题,并通过回归的方法直接输出果实簇的计数值,有效地简化了计数任务,较好地实现了图像水平上的小番茄果实计数。（3）提出了一种基于果实簇检测和跟踪的视频计数方法。针对部分果实在单一视图内不可见,影响准确计数的问题,利用视频获取小番茄植株的多视角信息,结合YOLOv3与Deep Sort进行果实簇目标的检测和跟踪,通过基于Res Net50的果实簇回归计数模型对果实簇轨迹进行果实数预测,并讨论了不同果实簇轨迹计数方法对果实计数精度的影响,其中,采用最多值进行果实计数的效果最好。所提方法从多个视角获取果实的形态信息,通过对果实簇目标的跟踪有效地克服了果实重叠、遮挡以及部分果实不可见等问题,实现了小番茄果实的准确计数。

关键词：果实计数小番茄果实簇深度学习多目标跟踪

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滑坡体内部位移无线监测系统研制

滑坡体内部位移无线监测系统研制

作者：魏超宇成都理工大学

学位级别：硕士

滑坡灾害对于社会经济发展和人民生命财产安全有重大威胁。为有效预测滑坡发生,需要对滑坡地表裂缝位移、倾斜角等参数进行获取。特别是滑坡体内部应力以及内部位移等特征参数的获取,能够更好地反映滑坡体的实际变形特征。基于电磁互感... 详细信息

滑坡灾害对于社会经济发展和人民生命财产安全有重大威胁。为有效预测滑坡发生,需要对滑坡地表裂缝位移、倾斜角等参数进行获取。特别是滑坡体内部应力以及内部位移等特征参数的获取,能够更好地反映滑坡体的实际变形特征。基于电磁互感效应的无线位移测量技术,为滑坡内部位移监测提供了一种新的思路,克服了传统位移计在滑坡体内埋设困难、滑移时易剪断等难题,但亦存在量程小、位移解算方法复杂等问题。基于此,本文开展以下研究:(1)滑坡体内部位移无线传感模型研究。研究基于互感效应的滑坡体内部位移监测方法,研究滑移引起传感节点运动之后的空间姿态测量方法,以此构建基于电磁互感效应的滑坡体内部位移三维空间表达模型。(2)滑坡体内部位移无线监测装置研发。为验证本设计中所提出的传感模型,开展基于STM32控制器的系统设计,形成基于电磁互感电压与三维角度的滑坡体内部位移无线监测装置硬件系统,并开发控制程序和上位机软件。(3)基于实测数据的滑坡体内部位移解算方法研究。考虑到现有位移解算模型计算难度较大,研究基于实测数据的位移解算方法,以期建立滑坡内部位移与互感电压关联样本库,构建位移解算模型。主要取得了以下成果:(1)滑坡体内部位移的监测方法,基于电磁互感原理,利用三个互感电压和三维角度对空间位置进行求解,研究并建立了基于互感电压、三维角度和滑坡体内部位移的耦合模型。(2)滑坡体内部位移无线监测系统搭建,基于互感电压、三维角度测量技术,设计了传感节点和位移传感装置,形成了基于互感电压与三维角度的滑坡体内部位移无线监测系统。测试表明:所研发的系统可以实现对滑坡体内部位移的无线监测。(3)基于实测样本数据的滑坡体内部位移解算模型。基于实测的互感电压、三维角度值,使用不同的位移解算模型,完成了滑坡体内部位移的解算。进一步完成了系统性能测试,结果表明:位移无线监测系统可以实现15cm～50cm范围内的垂直位移监测,最大水平位移监测范围可达到±40cm,垂直位移测量误差控制在0.45cm,水平位移测量误差控制在0.67cm,复合位移测量误差控制在0.88cm,角度测量误差小于0.2°。本文创新点体现在:(1)监测方法。针对电磁互感效应位移测量技术中存在对测量空间平面角度变化不明确的问题,本文采用三维角度测量法对位移传感装置所在空间平面的变化进行确定,采用互感电压对变化后的空间位置进行确定,以此构建了互感电压、三维角度的滑坡体内部位移监测方法。(2)基于实测样本数据的位移解算模型。使用实测数据对传感节点位置进行确定可以降低位移计算难度,相比于基于电磁互感效应的位移测量技术中只能对单一位移(水平位移/垂直位移)进行解算的缺陷,通过对不同模型的识别,可以实现对不同运动状态下的位移解算。

关键词：滑坡内部位移互感电压三维角度位移解算

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德国继续教育数字化目标、动力机制及启示

教育与职业 2024年第12期1060卷 86-92页

作者：魏超同济大学外国语学院上海200092 同济大学浙江学院上海200092

在新“数字革命”背景下,德国国家继续教育战略的核心目标是继续教育数字化。围绕这一核心目标,德国着力提高继续教育参与率与低技能劳动者能力,促进继续教育数字化与低碳发展,营造新的继续教育文化。德国推动继续教育数字化,形成了国... 详细信息

在新“数字革命”背景下,德国国家继续教育战略的核心目标是继续教育数字化。围绕这一核心目标,德国着力提高继续教育参与率与低技能劳动者能力,促进继续教育数字化与低碳发展,营造新的继续教育文化。德国推动继续教育数字化,形成了国家战略驱动、数字化技术催动、市场引领牵动、社会认同互动、法律法规推动“五轮联动”的动力机制。梳理、借鉴德国继续教育数字化经验,促进我国继续教育数字化进程,要更新观念,加快建设数字化全民终身学习体系;构筑平台,加快数字化继续教育载体建设;注重实效,着力提高继续教育数字化效果;重构与再造,构建继续教育数字化新生态。

关键词：德国继续教育继续教育数字化

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基于GCN和QP的智能车辆换道决策规划

北京理工大学学报 2024年第8期44卷 820-827页

作者：冯付勇魏超吕彦直何元浩北京理工大学机械与车辆学院北京100081 中兵智能创新研究院有限公司北京100072 群体自主与协同实验室北京100072 特种车辆设计制造集成技术全国重点实验室北京100081

考虑动态驾驶场景下车辆间的交互影响,提出了一种基于图卷积网络和二次规划的智能车辆自主换道行为决策与运动规划方法.首先将感兴趣区域进行分层建模,以图结构数据的形式对驾驶场景的全局和局部动态交互信息进行聚合,通过图卷积网络输... 详细信息

考虑动态驾驶场景下车辆间的交互影响,提出了一种基于图卷积网络和二次规划的智能车辆自主换道行为决策与运动规划方法.首先将感兴趣区域进行分层建模,以图结构数据的形式对驾驶场景的全局和局部动态交互信息进行聚合,通过图卷积网络输出自车应采取的驾驶行为决策指令,然后与运动规划模块结合,基于局部子图划分可通行区域,构建并求解二次规划模型,得到满足运动学约束的无碰撞运动轨迹,最终完成无碰撞自主换道.对提出的方法进行了仿真实验与实车验证,实验结果证明该方法的性能要优于传统的规划方法,具有更好的实验成功率以及场景泛化性能.

关键词：智能车辆换道行为决策运动规划图卷积网络二次规划

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农业保险保障升级能否提高粮食生产韧性？

中国农业资源与区划 2024年

作者：周密牛浩魏超陈盛伟山东农业大学经济管理学院山东理工大学经济学院

[目的]探究农业保险对粮食生产韧性锻铸的影响效果，寻求保障粮食安全、推进农业农村现代化的新思路。[方法]该研究基于2008—2022年30个省（区、市）的面板数据，运用熵值法对粮食生产韧性进行综合评价，并结合双向固定效应模型、IV-2... 详细信息

[目的]探究农业保险对粮食生产韧性锻铸的影响效果，寻求保障粮食安全、推进农业农村现代化的新思路。[方法]该研究基于2008—2022年30个省（区、市）的面板数据，运用熵值法对粮食生产韧性进行综合评价，并结合双向固定效应模型、IV-2SLS、调节效应模型等分析农业保险对粮食生产韧性的影响与演进路径。[结果]第一，农业保险与粮食生产韧性存在稳健的“倒U型”关系，当保障水平跨越拐点值82.39%时，农业保险对粮食生产韧性呈现由“促进”到“抑制”的变化；第二，农业保险对三大功能区粮食生产韧性的影响具有异质性，粮食主产区尚未呈现显著的“倒U型”影响特征。第三，新型农业经营主体发展水平在农业保险影响粮食生产韧性中具有显著调节效应，随着新型农业经营主体发展水平的提高，“倒U型”曲线形态渐趋平缓、拐点右移，抑制效应得到缓解；[结论]仍需在适度区间内着力提高农业保险保障水平，注重保险科技应用与风险减量服务推广，对标新型农业经营主体风险保障需求，为粮食生产韧性的锻铸提供长效支撑。

关键词：农业保险保障水平粮食生产韧性倒U型新型农业经营主体粮食生产功能区

一种带香味的生土饰面工艺对传统“椒房”空间抹泥材料制作的复原研究

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新美术 2024年第1期45卷 234-242页

作者：魏超超陈立超中国美术学院

一引言近年来,随着可持续发展浪潮日渐成为社会发展所必须思考的重要内容,各类节能、低碳的建造理念、材料和技术等发展势头良好。与此同时,一批具有先锋意识的建筑师、工匠、高校和材料商也相继在工作和教育中探索践行可持续性发展。... 详细信息

一引言近年来,随着可持续发展浪潮日渐成为社会发展所必须思考的重要内容,各类节能、低碳的建造理念、材料和技术等发展势头良好。与此同时,一批具有先锋意识的建筑师、工匠、高校和材料商也相继在工作和教育中探索践行可持续性发展。中国首位普利兹克建筑奖得主王澍就是将可持续建造理念付诸实践的重要人物。从2000年在杭州太子湾公园的第一届“西湖国际雕塑邀请展”上所作的夯土雕塑《墙门》,到杭州市富阳洞桥镇文村新农居改造建设,再到中国美院象山校区水岸山居和杭州临安博物馆,一直到2022年投入使用的杭州国家版本馆,本土文化的传承和发展是其建筑营造的一个主线。

关键词：可持续性发展中国美院可持续发展先锋意识复原研究建筑营造材料商

基于转向模式切换的三轴独立转向车辆路径跟踪控制研究

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机械工程学报 2024年第2期60卷 243-251页

作者：张昊魏超胡纪滨陈泳丹北京理工大学机械与车辆学院北京100081 中国北方车辆研究所北京100072

三轴独立转向车辆广泛应用于特种领域,并逐渐向无人化、智能化发展,路径跟踪控制方法是其中的重要研究内容。三轴独立转向车辆相较于传统车辆具有更加复杂的转向行为,因此在路径跟踪控制过程中需要充分的考虑其转向特性带来的影响。针... 详细信息

三轴独立转向车辆广泛应用于特种领域,并逐渐向无人化、智能化发展,路径跟踪控制方法是其中的重要研究内容。三轴独立转向车辆相较于传统车辆具有更加复杂的转向行为,因此在路径跟踪控制过程中需要充分的考虑其转向特性带来的影响。针对三轴独立转向无人车辆在路径跟踪过程中的转向控制问题,基于理论力学和轮胎魔术公式建立多自由度模型,对比不同转向模式下横向位移和横摆角变化差异。然后,以实车响应数据作为参考,采用非支配排序遗传算法II(Non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)优化多自由度模型参数,并通过模型仿真获取数据集。通过BP神经网络(Back-propagation network)制定转向模式切换策略,最终将模式切换策略引入模型预测控制器,仿真试验和实车试验结果表明,三轴独立转向车辆在路径跟踪过程中通过转向模式切换可以有效提高跟踪精度。

关键词：三轴车辆独立转向模式切换神经网络路径跟踪

地方政府干预视角下农业保险公司的双重经营压力分析

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财经理论与实践 2024年第2期45卷 40-47页

作者：陈盛伟魏超山东理工大学经济学院山东淄博255000 山东农业大学经济管理学院山东泰安271018

基于2008-2020年31个省(区、市)的面板数据,运用固定效应、门槛回归等模型,从业务理赔、成本费用双重维度,定量评估地方政府干预对农险业务经营的影响。结果显示:地方政府干预显著提高了农险业务的简单赔付率和综合费用率,造成了农险公... 详细信息

基于2008-2020年31个省(区、市)的面板数据,运用固定效应、门槛回归等模型,从业务理赔、成本费用双重维度,定量评估地方政府干预对农险业务经营的影响。结果显示:地方政府干预显著提高了农险业务的简单赔付率和综合费用率,造成了农险公司的双重经营压力。进一步研究发现,当参保密度跨过负向门槛值后,地方政府干预造成的农险赔付压力显著减弱。鉴于此,应通过划定地方政府干预红线、加快科技赋能农业保险等措施,促进农险公司科学、自主经营。

关键词：农业保险地方政府干预业务理赔成本费用