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地基与无人机激光雷达结合提取单木参数

农业工程学报 2022年第14期38卷 51-58页

作者：朱俊峰刘清旺崔希民张文博中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草业局林业遥感与信息技术重点实验室北京100091

激光雷达(Light Detection And Ranging,Li DAR)在森林空间结构测量方面具有较大优势,但单独利用地基或无人机Li DAR难以完整描述森林垂直结构。为此,该研究提出了地基和无人机Li DAR点云相结合的单木参数提取方法,采用相对最短路径算法... 详细信息

激光雷达(Light Detection And Ranging,Li DAR)在森林空间结构测量方面具有较大优势,但单独利用地基或无人机Li DAR难以完整描述森林垂直结构。为此,该研究提出了地基和无人机Li DAR点云相结合的单木参数提取方法,采用相对最短路径算法(Comparative Shortest-Path algorithm,CSP)和点云区域生长算法分别从地基和无人机Li DAR点云中识别单木,根据地基和无人机Li DAR的单木位置与地面实测单木位置进行点云粗匹配,然后采用迭代最近点(Iterative ClosestPoint,ICP)进行点云精匹配,采用最高值和基于密度的噪声应用空间聚类(Density-BasedSpatialClusteringof ApplicationswithNoise,DBSCAN)提取单木树高和胸径,并通过地面实测样地数据对地基、无人机和融合点云的单木参数提取精度进行评价。结果表明:基于地基和融合点云的单木检出率一致,简单、中等、复杂样地的单木检出率分别为98%、94%、91%,基于无人机点云的单木检出率较低;基于地基与融合点云的胸径提取精度基本一致,三种样地胸径提取值的决定系数R2均在0.96以上,均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)在1.20~1.60 cm之间;基于融合点云的树高提取精度最优,简单、中等、复杂样地树高提取值的R2分别为0.98、0.94和0.73,RMSE在1.38~4.19 m之间;融合点云对中等样地树高提取精度提升较大,融合后RMSE相较地基点云降低了0.34m,R^(2)提高了3%,对简单、复杂样地提升较小;所研究的单木中,杉木的胸径和树高提取精度最高,R2最高分别为0.99、0.89,RMSE最低分别为1.35 cm、1.96 m。地基和无人机Li DAR融合点云可以更精细地测量森林空间结构,更好地满足森林资源调查业务应用。

关键词：无人机激光雷达林业参数提取胸径树高

基于空间位置和轮廓线距离的船舶焊缝特征参数提取

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焊接学报 2023年第1期44卷 84-92,I0007,I0008页

作者：袁明新戴现令刘超孙宏伟王磊江苏科技大学机械工程学院镇江212003 江苏自动化研究所连云港222006 苏州明图智能科技有限公司张家港215600

为了实现船舶焊接件数字模型中焊缝特征参数的精确提取,进而完成机器人数据库系统中焊接工艺的自适应快速匹配和快速选择,提出了基于空间位置和轮廓线距离的船舶焊缝特征参数提取算法.首先基于海伦公式识别待判定面来确定接头空间位置关... 详细信息

为了实现船舶焊接件数字模型中焊缝特征参数的精确提取,进而完成机器人数据库系统中焊接工艺的自适应快速匹配和快速选择,提出了基于空间位置和轮廓线距离的船舶焊缝特征参数提取算法.首先基于海伦公式识别待判定面来确定接头空间位置关系,并结合最小轮廓线距离完成焊缝特征识别;然后基于轮廓线总条数和最小轮廓线距离的两端点,识别出焊缝坡口处特征点及线;最后基于三类焊接接头所建的数学模型提取出与焊接工艺相关的焊缝特征参数.测试结果表明,文中焊缝特征参数提取算法能准确识别4类接头形式和10种坡口类型,以及准确提取焊缝间隙、坡口夹角和焊接件板厚等参数,具有焊缝特征识别广且信息提取齐全的优点.与其他相关识别算法相比,文中算法的识别率达到100%,而识别效率提升了16.06%,从而进一步验证了算法的有效性.

关键词：船舶焊缝特征识别参数提取接头空间位置轮廓线距离

基于随机森林权重补偿的无人机高精度定位算法

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系统工程与电子技术 2023年第1期45卷 202-209页

作者：方坤李晓辉樊韬西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室陕西西安710071 国家计算机网络与信息安全管理中心河南分中心河南郑州450000

为了减小室外无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)监测过程中的定位误差,对室外UAV进行实时定位,提出了一种基于随机森林的Chan-Taylor三维定位算法。通过K近邻对定位数据扩展后,根据Chan-Taylor算法将随机信号多径噪声转化为高斯分布... 详细信息

为了减小室外无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)监测过程中的定位误差,对室外UAV进行实时定位,提出了一种基于随机森林的Chan-Taylor三维定位算法。通过K近邻对定位数据扩展后,根据Chan-Taylor算法将随机信号多径噪声转化为高斯分布,便于模型提取信号特征。使用交叉验证,实现随机森林特征参数与混淆矩阵阈值的自适应确定,并用该阈值衡量模型的一致性。利用分类结果更新UAV定位权值矩阵,有效地补偿目标高度数据。此外,使用标定UAV对设备误差进行估计,校正定位结果。理论分析与仿真结果表明,该算法能够有效地提高UAV定位精度,实现利用移动通信基站对UAV进行无源定位。

关键词：随机森林 Chan-Taylor 无人机参数提取

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半导体激光器速率方程的参数提取(特邀)

光子学报 2022年第2期51卷 72-79页

作者：王建坤黄永光刘祎慧中国科学院半导体研究所材料重点实验室北京100083 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 低维半导体材料与器件北京市重点实验室北京100083

重新评估了常见半导体激光器参数提取方法中近似条件的适用性,提出更加通用的方程进行半导体激光器速率方程的参数提取。以分布式反馈激光器芯片为例,利用小信号频率响应曲线(S21)准确提取了半导体激光器谐振频率fr与阻尼因子γ,结合激... 详细信息

重新评估了常见半导体激光器参数提取方法中近似条件的适用性,提出更加通用的方程进行半导体激光器速率方程的参数提取。以分布式反馈激光器芯片为例,利用小信号频率响应曲线(S21)准确提取了半导体激光器谐振频率fr与阻尼因子γ,结合激光器的光功率-电流(P-I)响应曲线,即可计算出半导体激光器速率方程的各个参数。对比之前的参数提取近似计算方法,本方法适用的激光器驱动电流范围更宽,大电流下谐振频率fr等参数的提取更精确,对宽工作电流工作的激光器如模拟激光器等的优化改进有借鉴意义。

关键词：光纤通信分布反馈激光器半导体激光器速率方程参数提取谐振频率

遮挡状态下光伏组件多峰输出特性的参数计算与分析

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太阳能学报 2022年第7期43卷 115-121页

作者：方洛迪郭倩卫东郭泽阳黄鑫中国计量大学机电工程学院杭州310018

基于太阳电池正反向输出特性,建立光伏组件输出特性模型,针对遮挡状态下的多峰输出特性,提出一种模型参数计算方法,研究不同遮挡状态对I-V特性曲线和模型参数的影响作用。通过仿真和实验,分析组件中各单元所受遮挡光强和电池片遮挡数量... 详细信息

基于太阳电池正反向输出特性,建立光伏组件输出特性模型,针对遮挡状态下的多峰输出特性,提出一种模型参数计算方法,研究不同遮挡状态对I-V特性曲线和模型参数的影响作用。通过仿真和实验,分析组件中各单元所受遮挡光强和电池片遮挡数量的变化对模型参数的影响规律。研究结果表明:模型参数计算结果和基于模型参数获得的I-V特性曲线,有较高精度;所建立的组件输出特性模型和参数计算方法,对于实现光伏组件和组串的故障诊断,具有良好的工程应用前景。

关键词：太阳电池光伏组件参数提取电流电压特性建模

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环型空心电抗器瞬态电压分布特性的分析

电网技术 2023年第1期47卷 413-421页

作者：韩释瑶崔翔侯彦明齐磊张升新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司) 北京市昌平区102209

随着海上风电的迅速发展,传统柱型空心电抗器磁场呈开放式、不利于海上换流站紧凑化设计的弊端日益凸显。环型空心电抗器可将大部分磁场约束在线圈内部,可以显著减小实际占用空间。该文研制了一台环型空心电抗器样机,建立了其宽频等效... 详细信息

随着海上风电的迅速发展,传统柱型空心电抗器磁场呈开放式、不利于海上换流站紧凑化设计的弊端日益凸显。环型空心电抗器可将大部分磁场约束在线圈内部,可以显著减小实际占用空间。该文研制了一台环型空心电抗器样机,建立了其宽频等效电路模型,提取了电感和电容等电路参数,测量并计算了该样机在1.2/50μs低压雷电冲击电压作用下的瞬态电压分布,验证了模型有效性。分析结果表明,节点对地电压和饼间电压均存在振荡。以首端电压峰值为基准值,末端浮地时,节点对地电压自始端至末端逐渐升高,最大电压为1.765 pu;末端接地时,节点对地电压自始端至末端逐渐下降到零。末端接地时的整体饼间电压水平高于末端浮地情况,二者均呈现中间低、两端高的分布趋势,饼间电压最大值发生在末端接地时第1个线饼两端,为0.109 pu,该线饼最大匝间电压发生在第5、6匝之间,为7.88×10^(-3)pu。最后讨论了结构参数对瞬态电压最大值的影响,提出提升绝缘性能的措施。

关键词：环型空心电抗器宽频等效电路参数提取瞬态电压分布

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基于神经网络和散射中心模型的目标参数提取

系统工程与电子技术 2023年第1期45卷 9-14页

作者：罗宇航陈彦锡郭琨毅盛新庆马静北京理工大学信息与电子学院应用电磁研究所北京100081 北京仿真中心北京100854

从雷达回波中获取目标几何参数信息往往存在高计算成本、非线性等困难。该文基于卷积神经网络和前馈神经网络,提出了一种依据散射中心时频像特征的目标类型自动识别和目标几何参数自动提取方法。由于构建一个神经网络需要大量的训练数... 详细信息

从雷达回波中获取目标几何参数信息往往存在高计算成本、非线性等困难。该文基于卷积神经网络和前馈神经网络,提出了一种依据散射中心时频像特征的目标类型自动识别和目标几何参数自动提取方法。由于构建一个神经网络需要大量的训练数据样本,而扩展目标的散射场计算又非常耗时,利用基于已知目标已建立的散射中心模型,快速生成大样本训练数据,有效解决了训练样本难以获得的问题。以弹头类目标为例给出了数值实验结果,证实了所提方法的有效性。

关键词：神经网络散射中心时频特征参数提取

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基于充放电滞回特性的超级电容参数提取方法

电力自动化设备 2022年第3期42卷 148-152页

作者：黄鹤肖飞杨国润麦志勤海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室湖北武汉430033 中国船舶集团第七一一研究所上海201108

准确提取参数对超级电容储能系统安全、可靠、高效运行具有重要意义。为克服测试系统复杂、有效数据点少、在线提取困难等问题,提出一种通过补偿内阻消除平衡充放电滞回差异的超级电容参数提取方法。该方法充分利用超级电容在充放电过... 详细信息

准确提取参数对超级电容储能系统安全、可靠、高效运行具有重要意义。为克服测试系统复杂、有效数据点少、在线提取困难等问题,提出一种通过补偿内阻消除平衡充放电滞回差异的超级电容参数提取方法。该方法充分利用超级电容在充放电过程中由内阻压降引起的容值-端电压曲线不重合的物理特性,从充放电过程的所有数据中准确提取参数,可有效排除动态过程对参数提取精度的影响。理论分析与实验研究表明所提方法能在不同温度与电流条件下准确提取超级电容的等效参数,可为系统性能测试、优化控制以及高效运维提供有效支撑。

关键词：超级电容参数提取滞回特性充放电过程

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基于改进粒子群优化的超顺磁效应多参数提取

吉林大学学报（地球科学版） 2024年第3期54卷 993-1002页

作者：刘怀湜赵雪娇刘雨新房庭瑞张静嵇艳鞠吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130026

时域电磁法中的超顺磁效应一般由磁异常体或磁化层引起,并在响应中后期出现呈近似-1次幂律衰减的慢扩散现象,同时也是地下磁性介质信息的重要表征。传统参数提取方法在对磁性环境的实测数据进行处理时,会由于忽略这种效应导致数据的错... 详细信息

时域电磁法中的超顺磁效应一般由磁异常体或磁化层引起,并在响应中后期出现呈近似-1次幂律衰减的慢扩散现象,同时也是地下磁性介质信息的重要表征。传统参数提取方法在对磁性环境的实测数据进行处理时,会由于忽略这种效应导致数据的错误解释。为了实现对含有超顺磁效应数据的准确解释,本文基于改进粒子群优化算法进行了超顺磁效应的多参数提取研究,通过引入Cole-Cole磁化率模型实现了层状超顺磁效应的数值模拟,证明了磁化率、电导率可以影响超顺磁响应的幅值与衰减斜率,并结合改进粒子速度和位置更新策略的粒子群优化算法实现了对磁化率、电导率等参数的提取。结果表明,本文的方法在对超顺磁效应多参数进行提取时最大相对误差不超过2%,验证了方法的有效性。

关键词：超顺磁效应数值模拟粒子群优化参数提取