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基于RSEI和MSPA模型的生境质量时空动态演变分析——以安徽金寨霍山两县为例

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西北林学院学报 2024年第2期39卷 123-132页

作者：张亚丽苏子浩王妮王玉亮滁州学院地理信息与旅游学院安徽滁州239000 滁州学院实景地理环境安徽省重点实验室安徽滁州239000 滁州学院计算机与信息工程学院安徽滁州239000

随着城镇化进程的加快,人类社会与自然界联系日益密切的同时,生态环境问题也日趋显著。当前大多数基于遥感的生境研究都是只采用遥感生态指数(remote sensing ecology index,RSEI)评估生境质量,缺少对生境内部结构的评估。为此,提出一... 详细信息

随着城镇化进程的加快,人类社会与自然界联系日益密切的同时,生态环境问题也日趋显著。当前大多数基于遥感的生境研究都是只采用遥感生态指数(remote sensing ecology index,RSEI)评估生境质量,缺少对生境内部结构的评估。为此,提出一套完整的生境质量评估框架,将RSEI和形态学空间格局分析(morphological spatial pattern analysis,MSPA)结合,从功能和结构2个角度综合对研究区进行生态环境监测和评价。以安徽省的金寨、霍山2县为研究对象,选取3期Landsat遥感影像,首先基于随机森林算法(random forest,RF)进行土地利用分类,然后构建RSEI评估研究区生境质量,最后以生境质量最高的森林作为主体,采用MSPA识别不同景观类型评估森林的结构变化。结果表明,1)研究期间,金寨、霍山2县面积占比最大的林地面积其RSEI均值先增加后略微减少,建设用地和耕地的面积及其RSEI均值一直呈上升趋势;2)研究区的生境质量持续稳定以“优”“良”等级为主,“差”等级区域面积呈减少趋势;3)林地内部的核心区面积呈下降趋势,RSEI均值总体却呈上升趋势。此外,孤岛、支线区面积增加的同时RSEI均值也在提高。据此,研究区的森林内部结构出现破碎化现象,但是生境功能总体呈上升趋势,这与合理的土地利用及森林内部结构的改变联系十分密切。研究结果可为与类似金寨县和霍山县的生态环境建设提供科学的参考价值。

关键词： RSEI MSPA 生境质量 Landsat

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机器人打磨系统力控补偿优化算法研究

仪器仪表学报 2024年第4期45卷 272-281页

作者：严海堂钱牧云魏新园张姣姣安徽工业大学电气与信息工程学院马鞍山243032 安徽省智能破拆装备工程实验室马鞍山243032 安徽天康(集团)股份有限公司滁州239300

针对目前打磨机器人在复杂环境中不能兼具磨削精度和顺应性等问题,提出了一种基于算法优化的机器人打磨系统力控补偿方法。首先,阐述了机器人打磨系统的力学特性及力控优化算法原理;然后搭建了实验系统,进行了机器人容许响应范围及主动... 详细信息

针对目前打磨机器人在复杂环境中不能兼具磨削精度和顺应性等问题,提出了一种基于算法优化的机器人打磨系统力控补偿方法。首先,阐述了机器人打磨系统的力学特性及力控优化算法原理;然后搭建了实验系统,进行了机器人容许响应范围及主动柔顺恒力磨削实验,最后,采用扩展Kalman滤波算法、最小二乘拟合算法和粒子滤波算法优化打磨力的实时补偿值,并对比了各算法的补偿效果。实验结果表明,通过力控补偿功能,在20 mm内可实现100%对系统结构误差的补偿;与设定期望打磨力比较,平均相对误差为5.44%;利用扩展Kalman滤波算法、最小二乘拟合算法和粒子滤波算法优化后平均误差分别降低至1.20%、1.24%和1.64%。拓展优化机器人协同力控系统的实时力/位补偿功能,将有助于提高机器人打磨系统的精度和稳定性,为机器人技术的发展提供理论依据和技术支持。

关键词：机器人打磨扩展Kalman滤波力控补偿

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基于石墨烯的全光纤主动锁模激光器

光学学报 2024年第7期44卷 92-100页

作者：苏友朋常建华陆天一崔志远涂倩朱云瀚南京信息工程大学天长研究院安徽滁州239300 南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044

利用光纤倏逝波耦合效应,设计了一种基于石墨烯全光纤结构的主动锁模激光器。该石墨烯全光纤锁模器件基于侧面腐蚀的单模光纤,构建了银/聚二甲基硅氧烷(PDMS)/石墨烯的电容型结构,腐蚀的单模光纤置于PDMS和石墨烯之间。实验结果显示,在... 详细信息

利用光纤倏逝波耦合效应,设计了一种基于石墨烯全光纤结构的主动锁模激光器。该石墨烯全光纤锁模器件基于侧面腐蚀的单模光纤,构建了银/聚二甲基硅氧烷(PDMS)/石墨烯的电容型结构,腐蚀的单模光纤置于PDMS和石墨烯之间。实验结果显示,在电容结构两端施加与激光腔的共振频率一致及其整数倍的周期性方波电压信号,并对腔内光进行调制,可实现1558 nm光纤激光器的主动锁模。所设计的主动锁模激光器获得了基本频率及二次谐波的锁模脉冲,重复频率分别为12.2 MHz和24.4 MHz,实现了电控重复频率的脉冲输出。这种石墨烯全光纤锁模器件具有低成本、低功耗的优势,为实现灵活可控的主动锁模激光器提供了新思路。

关键词：激光器光纤激光器石墨烯全光纤结构主动锁模

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基于碳化钛的亮暗脉冲可切换锁模光纤激光器

中国激光 2024年第14期51卷 18-25页

作者：陆天一常建华戴腾飞苏友朋崔致远涂倩朱云瀚南京信息工程大学天长研究院安徽滁州239300 南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044

提出了一种基于碳化钛(Ti_(3)C_(2)T_(x))的亮暗脉冲可切换锁模光纤激光器。基于光沉积法将制备的Ti_(3)C_(2)T_(x)附着于腐蚀光纤表面,利用光纤倏逝波耦合效应提高光与Ti_(3)C_(2)T_(x)材料的相互作用。将该器件置于掺铒光纤激光器腔内... 详细信息

提出了一种基于碳化钛(Ti_(3)C_(2)T_(x))的亮暗脉冲可切换锁模光纤激光器。基于光沉积法将制备的Ti_(3)C_(2)T_(x)附着于腐蚀光纤表面,利用光纤倏逝波耦合效应提高光与Ti_(3)C_(2)T_(x)材料的相互作用。将该器件置于掺铒光纤激光器腔内,当泵浦功率为110.2 mW时,获得了中心波长为1562.34 nm和1563.11 nm的双波长暗脉冲输出,脉宽为3.8 ns,重复频率为13.5 MHz,信噪比为49 dB。通过调节偏振控制器和泵浦功率,改变腔内偏振态,实现了亮脉冲、暗脉冲、暗亮脉冲对的工作状态切换。该光纤激光器具有产生暗脉冲泵浦阈值功率较低、光-光转换效率更高、可切换的优势,展示了碳化钛在亮暗脉冲光纤激光器中的应用潜力。

关键词：光纤锁模激光器倏逝场亮暗脉冲切换碳化钛

涂料助剂对PDMS改性环氧树脂/Al复合涂层性能的影响

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材料导报 2024年第10期38卷 278-282页

作者：张伟钢李娇吕丹丹滁州学院材料与化学工程学院安徽滁州239000

为进一步降低超疏水低红外发射率复合涂层的发射率并提高涂层的附着力,采用分散剂和硅烷偶联剂KH560来改善聚二甲基硅氧烷(PDMS)改性环氧树脂/Al复合涂层的填料分散状态及界面结构。系统研究了分散剂添加量(质量分数)及KH560添加量(质... 详细信息

为进一步降低超疏水低红外发射率复合涂层的发射率并提高涂层的附着力,采用分散剂和硅烷偶联剂KH560来改善聚二甲基硅氧烷(PDMS)改性环氧树脂/Al复合涂层的填料分散状态及界面结构。系统研究了分散剂添加量(质量分数)及KH560添加量(质量分数)对涂层微结构、光学性能、疏水性能及附着力的影响规律。结果表明:聚羧酸盐阴离子型分散剂可通过静电斥力和降低填料颗粒的表面能来改善涂层中片状Al粉和纳米SiO_(2)的分散状态,从而在一定程度上降低涂层的红外发射率,同时可使涂层具备较低的光泽度和良好的超疏水性能。KH560可利用其分子结构两端的甲氧基和环氧基在涂层中发挥桥连作用。通过KH560的桥连作用,涂层中的树脂基体和填料间可形成良好的化学键结合,从而使涂层表面结构更加致密,孔隙减少,进而可使涂层的发射率有所降低。同时,KH560改性可使涂层中的树脂基体与金属基板间形成化学键结合,从而可明显提高涂层的附着力。当涂层中分散剂和KH560的添加量分别为5%和3%时,涂层具有最佳的发射率(0.619)、光泽度(2.9)及附着力(1级)。同时,涂层具备良好的超疏水性能(水接触角为154°,滚动角为6°)。

关键词：复合涂层低红外发射率超疏水分散剂硅烷偶联剂

近红外光谱结合模糊非相关QR分析的生菜储藏时间辨别

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光谱学与光谱分析 2024年第8期44卷 2268-2272页

作者：胡彩平傅兆民许鸿嘉武斌孙俊金陵科技学院计算机工程学院江苏南京211169 江苏大学京江学院江苏镇江212028 滁州职业技术学院信息工程系安徽滁州239000 江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013

生菜是人们经常食用的蔬菜之一,生菜的储藏时间是影响生菜新鲜程度的重要因素。所以研究一种简单、快速、非破坏性的生菜储藏时间的鉴别方法是非常必要的。近红外光谱(NIR)分析能快速和准确的获取生菜的近红外光谱,从而实现无损鉴别生... 详细信息

生菜是人们经常食用的蔬菜之一,生菜的储藏时间是影响生菜新鲜程度的重要因素。所以研究一种简单、快速、非破坏性的生菜储藏时间的鉴别方法是非常必要的。近红外光谱(NIR)分析能快速和准确的获取生菜的近红外光谱,从而实现无损鉴别生菜储藏时间。但是生菜的NIR数据中存在噪声信号和冗余信号,为了消除光谱的噪声信号并提取特征信息,提出了一种基于模糊非相关QR分析(FUQRA)的近红外光谱生菜储藏时间鉴别新方法。首先,需要降低原始NIR数据的维数,通过使用主成分分析(PCA)将包含1557个维度的光谱数据降至包含22个维度。然后通过模糊非相关判别转换(FUDT)计算出特征向量,利用特征向量建立鉴别向量矩阵,并进行QR分解,得到最终的鉴别向量矩阵。最后以60个新鲜生菜样本为研究样本,使用K近邻(KNN)方法进行分类,用AntarisⅡ型NIR光谱仪对生菜样品进行近红外光谱检测和数据收集。实验过程中每隔12小时对每个样本进行3次重复检测,将这些数据取平均值作为实验数据。随后利用多元散射校正(MSC)减少近红外光谱中的噪声信号。为了验证所提出方法的有效性,分别将主成分分析(PCA)结合KNN、主成分分析和模糊线性判别分析(FLDA)结合KNN、主成分分析和模糊非相关判别转换(FUDT)结合KNN以及主成分分析和模糊非相关QR分析(FUQRA)结合KNN四种算法分析结果进行比较。将权重指数m的不同取值产生的分类准确率进行比较,选出最合适的权重指数和KNN的参数K:m=2,K=3。最终得到的分类准确率分别为43.33%、96.67%、96.67%和98.33%。可以看出,相比其他三个算法,模糊非相关QR分析可以更好地实现对生菜储藏时间的鉴别。

关键词：近红外光谱模糊线性判别分析模糊非相关判别转换模糊非相关QR分析生菜

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黑磷基电化学传感器在食品检测中的研究进展

食品科学 2024年第11期45卷 301-313页

作者：彭钢张凯文孙明慧张旭杨涵丁志刚安徽科技学院食品工程学院安徽滁州233100

近年来,黑磷作为新型二维纳米材料,因其带隙可调、电子迁移率高以及比表面积大等优点被广泛应用于传感、分析等领域。本文首先介绍了黑磷的结构、特性及其制备方法。然后根据检测目标物的不同分类(食品中部分营养成分、食品中有害成分... 详细信息

近年来,黑磷作为新型二维纳米材料,因其带隙可调、电子迁移率高以及比表面积大等优点被广泛应用于传感、分析等领域。本文首先介绍了黑磷的结构、特性及其制备方法。然后根据检测目标物的不同分类(食品中部分营养成分、食品中有害成分、食品包装材料中有害成分)介绍了黑磷基电化学传感器在食品检测中的应用进展。最后,总结了黑磷基电化学传感器在应用上的不足并提出一些建议。

关键词：黑磷电化学传感器食品安全检测

同步荧光光谱技术结合支持向量机对掺杂牛奶智能判别研究

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光谱学与光谱分析 2024年第9期44卷 2428-2433页

作者：张微微璩怡王强吕日琴顾海洋邵娟孙艳辉滁州学院生物与食品工程学院生物工程系安徽滁州239000

牛奶因其丰富的营养成分和易消化吸收的特点,受到消费者的青睐。牛奶掺杂行为的产生使得牛奶制品质量备受关注,快速、便捷地鉴别乳品质量对于乳制品行业经济的健康发展具有重要意义。利用同步荧光光谱对掺杂牛奶进行检测,寻求一种高效... 详细信息

牛奶因其丰富的营养成分和易消化吸收的特点,受到消费者的青睐。牛奶掺杂行为的产生使得牛奶制品质量备受关注,快速、便捷地鉴别乳品质量对于乳制品行业经济的健康发展具有重要意义。利用同步荧光光谱对掺杂牛奶进行检测,寻求一种高效判别掺杂乳品方法。采用分子荧光分光光度计测定激发波长(Ex)为220~600nm,激发-发射间隔波长(Δλ)为10~180nm的纯牛奶、复原乳粉(全脂、脱脂)及其掺杂样本的牛奶样品的三维荧光光谱数据,利用平行因子分析方法(PARAFAC)降维获取特征光谱,通过支持向量机建立了掺杂牛奶的判别模型。结果所有乳品样品在激发波长为225~300nm范围内都有一个特征荧光峰,荧光峰在280nm附近,为色氨酸类物质,但该处纯牛奶荧光强度明显高于两种乳粉,且脱脂乳粉要强于全脂乳粉,这说明牛奶的主要成分都一样,发光基团一致,但由于处理方式不一致,使得其浓度存在差异。两种复原乳粉在350~400,450~500nm之外存在荧光物质,主要为维生素A和类胡萝卜素,且脱脂乳粉比全脂乳粉对应区域荧光强度要强,主要在于脂肪物质散射使得荧光强度增强。为更好获取乳品样本特征,通过PARAFAC对三维数据进行降维之后,显示当组分数为6,Δλ为40nm时载荷值最大,该处样本信息差异显著。提取Δλ为40nm特征波长和掺杂乳品品类值作为输入数据的支持向量机(SVM)分类器,采用了遗传算法(Ga-SVM)、粒子群优化算法(Pso-SVM)和网格搜索算法(Grid-SVM)三种SVM算法对掺杂牛奶进行分类识别。结果显示Grid-SVM模式交叉验证(CV)准确率为98.91%,其训练集和测试集的分类准确率均为100.00%,且模型运行时间仅6.724s,显著优于另两种分类器。结果表明荧光光谱与PARAFAC-SVM方法相结合,是一种简单且高效判别掺杂牛奶的方法。

关键词：荧光光谱平行因子分析法掺杂牛奶支持向量机

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基于深度学习模型的疲劳驾驶行为识别算法

汽车安全与节能学报 2024年第1期15卷 121-128页

作者：张海民安徽信息工程学院计算机与软件工程学院芜湖241000

为降低道路交通事故发生率,提出了一种基于深度学习模型的疲劳驾驶行为识别算法。采用照度增强和反射分量均衡化的方法,以提高视频图像质量。将机器视觉工具箱软件用于提取疲劳驾驶人脸行为特征,并通过双流网络构建和训练深度学习模型,... 详细信息

为降低道路交通事故发生率,提出了一种基于深度学习模型的疲劳驾驶行为识别算法。采用照度增强和反射分量均衡化的方法,以提高视频图像质量。将机器视觉工具箱软件用于提取疲劳驾驶人脸行为特征,并通过双流网络构建和训练深度学习模型,实现对疲劳驾驶行为识别。选择了不同睡眠时间段参与者在全封闭路段内的驾驶行为图像,作为实验测试目标。结果表明:用该算法测试1000张疲劳驾驶行为图像时,识别时间为89 ms,精准度为97.6%,召回率为97.0%;算力需求(每秒所执行的浮点运算次数,FLOPS)≤88;该算法能够提高疲劳驾驶行为的识别精度,有助于降低道路交通事故的发生率。

关键词：疲劳驾驶行为识别深度学习模型图像增强特征提取