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基于改进YOLOv8的可回收垃圾遮挡检测研究

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基于改进YOLOv8的可回收垃圾遮挡检测研究

作者：张俊深东莞理工学院

学位级别：硕士

图像检测是提高可回收垃圾利用率的有效方法。垃圾种类繁多,形状、纹理、颜色多样,且相互遮挡现象普遍。一方面,目前现有垃圾数据集背景单一,种类数量少,不足以支撑垃圾遮挡场景下的算法研究。另一方面,遮挡的类型有同类垃圾互相遮挡和... 详细信息

图像检测是提高可回收垃圾利用率的有效方法。垃圾种类繁多,形状、纹理、颜色多样,且相互遮挡现象普遍。一方面,目前现有垃圾数据集背景单一,种类数量少,不足以支撑垃圾遮挡场景下的算法研究。另一方面,遮挡的类型有同类垃圾互相遮挡和不同类垃圾互相遮挡,不同的遮挡类型对检测算法的不同阶段结果的影响各不相同。同类垃圾互相遮挡时,非极大值抑制算法因候选框密集而错误删除目标框,导致漏检。不同类垃圾互相遮挡时,图像特征信息丢失,降低了网络的特征提取效果,算法检测精度下降。针对以上问题,本文开展遮挡场景下的垃圾检测研究,做出了如下工作:第一,垃圾遮挡数据集建立。首先,在公开数据集的基础上,收集常见垃圾图像并制作成无遮挡垃圾数据集。其次,针对Cut Mix数据增强算法随机性的问题,提出了稳定生成遮挡样本的Cut Mix算法,利用该算法分别构建了适应同类垃圾互相遮挡和不同类垃圾互相遮挡两种遮挡类型的数据集。第二,非极大值抑制算法和损失函数改进。同类垃圾相互遮挡时,算法产生的候选框密集,在非极大值抑制算法的作用下,此时被遮挡目标的候选框容易被判定为另一目标的重复候选框而剔除,导致模型定位和分类性能下降。首先,本文使用GIo U替换Io U计算候选框间的重叠面积。其次,将GIo U引入Soft-NMS改进为Soft-GIo U-NMS,提高模型定位性能。最后,将YOLOv8的分类损失函数替换为Quality Focal Loss,提高模型分类性能。第三,YOLOv8网络结构改进。不同类垃圾遮挡导致被遮挡目标上下文信息缺失造成漏检问题。为此,本文针对YOLOv8网络结构进行改进。首先,引入全维度动态卷积来替换主干网络中的常规卷积,获取不同尺度和形状的图像特征信息。其次,引入可变形卷积构造C2f-DCNv3模块来替换颈部网络中的C2f模块,实现了感受野的适应调整。最后,引入CBAM注意力机制模块,从而更精确地检测出互相遮挡的垃圾目标。构建不同遮挡类型的垃圾数据集为后续实验开展奠定了基础。实验结果表明,本文改进算法精度更高。针对同类垃圾互相遮挡问题,引入Soft-GIo U-NMS和Quality Focal Loss,精度分别提升了1.4个百分点和0.4个百分点,提高了模型定位和分类性能。针对不同类垃圾互相遮挡问题,引入全维度动态卷积模块,可变形卷积模块和CBAM注意力模块,精度分别提升了1.6个百分点,2.1个百分点和4.3个百分点。

关键词：垃圾检测 YOLOv8算法数据增强非极大值抑制算法损失函数

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基于混合算法的多色光波前整形聚焦研究

基于混合算法的多色光波前整形聚焦研究

作者：肖源深北京化工大学

学位级别：硕士

光透过折射率不均匀的介质会发生散射现象,光在散射过程中,原本携带的光学信息会丢失,使得光在透过散射介质后,形成随机散斑图案。如何获取或恢复特定的光学信息,消除散射介质的影响,一直是光学成像领域研究的热点。波前整形技术是通过... 详细信息

光透过折射率不均匀的介质会发生散射现象,光在散射过程中,原本携带的光学信息会丢失,使得光在透过散射介质后,形成随机散斑图案。如何获取或恢复特定的光学信息,消除散射介质的影响,一直是光学成像领域研究的热点。波前整形技术是通过对光的波前进行调制,矫正光通过散射介质时发生的畸变的技术。经过波前整形的光能重新携带我们想要的光学信息,即重新聚焦或成像,该项技术有望在生物医学等领域有重要的应用。目前的波前整形技术已有较好的发展,可以通过各种不同的调制原理或算法对散射光进行重新聚焦。但是现有的波前整形技术多应用于单色光的单点聚焦,而在生物医学领域,我们常常需要对多种波长的光进行多个空间位置的聚焦,即多色光的多点聚焦,现有的波前整形技术并不能很好地解决这一问题。相比于单色光的单点聚焦,多色光的多点聚焦对波前整形技术提出了更高的要求,需要算法拥有更强的光学调制能力才能实现这一目的。近年来,迭代优化算法和神经网络算法被广泛应用于波前整形领域,两种算法有各自的优缺点,迭代优化算法优化精度高,但是训练时间长,神经网络算法训练速度快,但是聚焦效果不佳。并且已有的波前整形算法大多应用于解决单色光的单点聚焦,对于多色光的多点聚焦研究,还有许多问题有待解决。针对多色光多点聚焦的波前整形技术,本文提出了一种混合算法,该混合算法结合了多输入全连接神经网络算法(MFCNN)和遗传算法。本文创新性地提出了多输入全连接神经网络,该神经网络的数据库是基于实验样本的空间域信息和频域信息共同创建的,这一改进为神经网络的训练集增添了额外的物理信息,使神经网络能够更好地学习到隐藏在样本背后的数据映射关系,最终实现神经网络算法的性能增强。混合算法结合了MFCNN训练时间短和遗传算法优化精度高的优点,实现了算法之间的优势互补,大大提升了算法的多色光多点聚焦能力。为了验证MFCNN所具有的多色光多点聚焦能力,本文通过数值模拟,对比了MFCNN和传统的单输入神经网络算法的多色光多点聚焦结果。模拟结果表明,应用MFCNN进行多色光多点聚焦,其聚焦点的增强因子和均匀性都要优于单输入神经网络算法。接着,本文还模拟了结合MFCNN和遗传算法的混合算法所具有的聚焦性能,结果表明混合算法在实现高质量多色光多点聚焦的同时还减少了算法的优化时间,体现了混合算法的巨大优势。为了进一步探究混合算法在处理多色光多点聚焦问题上的能力,本文进行了光学实验。在实验中,本文进行了MFCNN与单输入神经网络算法的多色光多点聚焦对比实验,讨论了聚焦结果、神经网络训练集大小和训练时间之间的关系。接着进行了混合算法与遗传算法的对比实验,并定量讨论了初始人口数与初始增强因子对混合算法性能的影响。实验结果证明,混合算法具有强大的多色光多点聚焦能力。

关键词：波前整形技术多色光聚焦多点聚焦混合算法

基于加权融合的常导高速磁浮列车UKF定位算法

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西南交通大学学报 2024年第4期59卷 832-838页

作者：张昕翟凌露王舰深张志吴晨北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111

为提高高速磁浮列车测速定位的精确性,本文针对基于长定子齿槽检测的常导高速磁浮列车测速定位方法在列车运行过程中可能因测速定位信号缺失、干扰、测速定位安装误差等原因引起的定位不准问题,提出一种基于加权融合无迹卡尔曼滤波(UKF... 详细信息

为提高高速磁浮列车测速定位的精确性,本文针对基于长定子齿槽检测的常导高速磁浮列车测速定位方法在列车运行过程中可能因测速定位信号缺失、干扰、测速定位安装误差等原因引起的定位不准问题,提出一种基于加权融合无迹卡尔曼滤波(UKF)的常导高速磁浮列车测速定位算法.介绍了高速磁浮列车基于长定子齿槽的测速定位方法,并对多路冗余速度位置信息进行预处理和自适应加权融合处理;给出基于加权融合UKF的常导高速磁浮列车测速定位算法模型;基于磁浮列车测速定位在环测试试验台试验,对改进后的无迹卡尔曼滤波磁浮定位算法与原定位算法进行了对比分析.分析结果表明:磁浮列车平均速度误差减小了32.6%,速度极差降低了49.3%,有效消除了信号采集噪声,提高了磁浮列车测速定位精度.

关键词：常导高速磁浮列车测速定位加权融合无迹卡尔曼滤波

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岩石脉冲压裂的增压现象与机制

中国科学:物理学力学天文学 2024年第11期54卷 183-196页

作者：黄炳香李恒赵兴龙陈树亮中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室中国矿业大学低碳能源与动力工程学院

脉冲压裂是实现缝网压裂的有效途径.现场进行脉冲压裂时管路存在高频振动的现象,同时室内实验与现场试验均发现,与恒排量水力压裂相比,脉冲压裂可以在较低泵注压力下将岩石压裂,即存在脉冲低压破岩现象.针对此现象,本文通过原理性实验... 详细信息

脉冲压裂是实现缝网压裂的有效途径.现场进行脉冲压裂时管路存在高频振动的现象,同时室内实验与现场试验均发现,与恒排量水力压裂相比,脉冲压裂可以在较低泵注压力下将岩石压裂,即存在脉冲低压破岩现象.针对此现象,本文通过原理性实验和模拟,发现脉冲压裂中存在增压现象,具体包括管路中的增压以及裂缝内的增压.从管道内水波叠加、水柱振动和裂缝内水压汇聚三个角度解释了脉冲增压现象和机制.揭示了“水波叠压增压”、“水柱共振增压”、“缝尖汇聚增压”三类增压机制,很好地解释了岩石脉冲压裂过程中的“低压脉冲致裂”现象.对于脉冲压裂,多数泵注条件下,管道内存在水波叠加增压,只是增压幅值有差别,且增压效果有限.少数泵注条件下(泵注频率等于或接近水柱固有频率),才会存在水柱共振增压,且增压效果显著.对于类似楔形结构的裂缝,其内通常存在汇聚增压,且增压效果明显.

关键词：脉冲压裂增压现象叠加增压共振增压汇聚增压

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化学反应对高空高速空腔流动的影响研究

兵器装备工程学报 2024年第10期 145-151页

作者：张隽研甘才俊黄炳修易欢王学德中国航天空气动力技术研究院南京理工大学能源与动力工程学院

高空高速飞行器表面的缝隙或缺陷结构(类似于空腔流动)会导致局部气动加热问题，对飞行器局部防热能力提出考验。本文中采用直接模拟蒙特卡洛方法(DSMC),开展了来流高度H=60 km,马赫数Ma=10,不同长深比(L/D)对空腔内部流动结构的影响研... 详细信息

高空高速飞行器表面的缝隙或缺陷结构(类似于空腔流动)会导致局部气动加热问题，对飞行器局部防热能力提出考验。本文中采用直接模拟蒙特卡洛方法(DSMC),开展了来流高度H=60 km,马赫数Ma=10,不同长深比(L/D)对空腔内部流动结构的影响研究以及化学反应对闭式空腔底部热流的影响研究工作。结果表明：随着长深比(L/D)的增大，空腔底部的压力系数、摩阻系数和表面传热系数都呈增大趋势，当L/D=6时空腔流动结构由开式变为闭式；N、O原子和NO分子集中分布在空腔后方壁面处，引入化学反应使底部热流降低5.5%。

关键词：稀薄气体高超声速化学反应空腔流动 DSMC方法

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煤系共伴生矿产分区错时协调开采原理

采矿与安全工程学报 2024年第1期41卷 74-85页

作者：赵兴龙黄炳香吴占伟魏志鹏韩晓克中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116

我国煤系共伴生矿产种类多、储量丰富、与煤层叠置,赋存状态与开发方式差异大,各矿产开采的岩层活动和流体迁移等影响彼此正常开采。针对煤系共伴生矿产开采存在的问题,提出并阐明了煤系共伴生矿产分区错时协调开采理念及内涵。基于分... 详细信息

我国煤系共伴生矿产种类多、储量丰富、与煤层叠置,赋存状态与开发方式差异大,各矿产开采的岩层活动和流体迁移等影响彼此正常开采。针对煤系共伴生矿产开采存在的问题,提出并阐明了煤系共伴生矿产分区错时协调开采理念及内涵。基于分区协调开采理念,将煤与共伴生矿产开采区域划分为煤矿优先开采区和共伴生矿产优先开采区,根据采动岩层活动及流体迁移规律留设协调开采保护区作为煤与共伴生矿产开采的缓冲区域,使煤与共伴生矿产开采活动在空间上相互避开,互不影响。基于错时协调开采理念,将资源叠置区煤与共伴生矿产的开采时序错开,根据矿产资源的战略需求属性、经济价值等建立共伴生叠置矿产的优先开采度,从而确定共伴生叠置矿产的开采时序。待优先开采的矿产开采结束,并且其开采引起的岩层活动趋于稳定或流体迁移在可控范围内,再开采采空区上方或下方的叠置矿产。通过合理划分共伴生叠置资源的开采时序,实现叠置矿产资源的综合开发。给出了煤与共伴生矿产分区错时协调开采的关键参数和确定原则,并通过煤铝分区错时协调开采相似模拟试验,系统阐述了煤铝分区错时协调开采过程及现象,分析了煤铝分区错时协调开采规律及参数合理性。提出了煤与共伴生矿产同步/异步分区错时相向开采、同步/异步分区错时逆向开采及同步/异步分区错时同向开采等成套分区错时协调开采工艺。

关键词：煤系共伴生矿产分区错时协调开采

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视频反馈教学法在高校攀岩选修课中的应用研究

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视频反馈教学法在高校攀岩选修课中的应用研究

作者：麦浩深广州体育学院

学位级别：硕士

海南省开放性眼外伤临床特征及视力预后相关因素分析

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海南省开放性眼外伤临床特征及视力预后相关因素分析

作者：李焕深海南医科大学

学位级别：硕士

目的研究海南省开放性眼外伤患者的临床特征及视力预后相关因素。方法横断面研究。收集海南医学院第一附属医院眼科2022年1月至2023年12月的开放性眼外伤89例(89眼)的患者资料,并统计分析年龄、性别、职业、居住环境、受伤原因、损伤类... 详细信息

目的研究海南省开放性眼外伤患者的临床特征及视力预后相关因素。方法横断面研究。收集海南医学院第一附属医院眼科2022年1月至2023年12月的开放性眼外伤89例(89眼)的患者资料,并统计分析年龄、性别、职业、居住环境、受伤原因、损伤类型、致伤物性质、初始视力、最佳矫正视力、损伤类型、眼外伤分区、OTS评分、手术类型等各项临床特征。结果本研究开放性眼外伤患者中以男性为主(73例,82.02%),年龄以40～59岁者居多(39例,43.82%),职业以工人(25例,28.09%)和农民(19例,21.35%)为主,外伤机制中以眼球穿通伤居多(40例,44.94%),致伤物以金属物体为主(28例,31.46%),损伤区域以Ⅰ区为主(50例,56.18%)。治疗以玻璃体切除术联合角巩膜/眼球破裂伤清创缝合术为主(42例,47.19%),光感～手动视力组患者45例,出院时减少至29例,入院时0.1～0.4视力者14例,出院时增加至30例,差异具有统计学意义(P=0.035),且0-19岁年龄组与20-39岁年龄组患者损伤机制方面差异具有统计学意义(P=0.03)。Logistic多因素分析及Spearman相关性分析提示初始视力、视网膜脱离、OTS评分与出院后最佳矫正视力相关。结论海南省开放性眼外伤患者以眼球穿通伤为主,损伤区域主要在Ⅰ区,玻璃体切除术联合角巩膜/眼球破裂伤清创缝合术为主要治疗手段,初始视力、视网膜脱离及OTS评分是影响出院视力的主要因素。

关键词：开放性眼外伤临床特征视力预后

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基于深度学习的织物瑕疵检测系统研究

基于深度学习的织物瑕疵检测系统研究

作者：李学深黑龙江大学

学位级别：硕士