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基于结构重参数化的红外与可见光图像融合

控制与决策 2024年第7期39卷 2275-2283页

作者：陈昭宇范洪博马美燕赵艺博昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 昆明理工大学现代农业工程学院昆明650500

红外与可见光图像融合的目的是通过将不同模态的互补信息融合来增强源图像中的细节场景信息,然而,现有的深度学习方法存在融合性能与计算资源消耗不平衡的问题,并且会忽略红外图像存在噪声的问题.对此,提出一种基于结构重参数化的红外... 详细信息

红外与可见光图像融合的目的是通过将不同模态的互补信息融合来增强源图像中的细节场景信息,然而,现有的深度学习方法存在融合性能与计算资源消耗不平衡的问题,并且会忽略红外图像存在噪声的问题.对此,提出一种基于结构重参数化的红外与可见光图像融合算法.首先,通过带权重共享的双分支残差连接型网络分别对两种源图像进行特征提取,分别得到的特征级联后图像重建;然后,用结构相似性损失与双边滤波去噪的内容损失联合指导网络的训练;最后,在训练完成后进行结构重参数化将训练网络优化成直连型网络.在多个公共数据集上与7种领先的深度学习融合算法进行了定性与定量的实验对比,所提出的融合算法在更低的资源耗费下能够实现多个评价指标的提升,融合结果具有更丰富的场景信息、更强的对比度以及更符合人眼的视觉效果.

关键词：图像融合结构重参数化红外与可见光图像双边滤波深度学习

随机微裂纹对岩石宏观裂纹扩展的影响规律研究

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工程力学 2024年第11期41卷 103-115页

作者：赵毅功张小艳李泽王志良申林方昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500 昆明理工大学电力工程学院云南昆明650500

岩石微裂纹控制着岩石的宏观力学特性和破裂行为,其分布具有不确定性。现有关于岩石裂纹扩展的研究侧重于确定性裂纹扩展规律研究,而随机微裂纹的影响研究不足。该文基于键型近场动力学(Peridynamics,PD)理论,引入随机分布函数预设微裂... 详细信息

岩石微裂纹控制着岩石的宏观力学特性和破裂行为,其分布具有不确定性。现有关于岩石裂纹扩展的研究侧重于确定性裂纹扩展规律研究,而随机微裂纹的影响研究不足。该文基于键型近场动力学(Peridynamics,PD)理论,引入随机分布函数预设微裂纹的几何、位置随机参数,对预设有宏观裂纹和随机微裂纹的岩石构件拉伸破坏过程进行大规模蒙特卡洛模拟,提出了物质点断裂失效概率因子(PFP)来描述物质点的破坏概率,揭示了随机微裂纹对岩石拉伸宏观裂纹扩展的影响规律。通过分析两个经典算例,分别与FEM和XFEM对比,其结果有较强的一致性。另外,该文引入了含宏观裂纹与微裂纹的岩石构件,根据微裂纹的位置、角度和长度随机分布,首次绘制不同情况下随机裂纹的PFP云图,获得了各参数对裂纹扩展的影响规律。该文首创了物质点断裂失效概率因子,定量描述微裂纹对宏观裂纹扩展的影响规律,为预测含随机微裂纹的岩石裂纹扩展研究提供了一种新思路新方法。

关键词：近场动力学随机裂纹数值模拟裂纹扩展蒙特卡洛模拟

基于全质心WLS-HDS-TWR算法的无人驾驶农业机械协同定位算法研究

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农业机械学报 2024年第7期55卷 27-36,110页

作者：解开婷张兆国王法安朱时亮许熙晨张炅昊昆明理工大学机电工程学院昆明650500 昆明理工大学现代农业工程学院昆明650500

针对室内全球导航卫星系统(Global navigation satellite system,GNSS)信号受遮挡时,农用车辆协同定位精度低、稳定性差、信号丢包等问题,本文开展面向超宽带(Ultra-wideband,UWB)调频技术的室内外农用车辆协同定位算法研究。首先,搭建... 详细信息

针对室内全球导航卫星系统(Global navigation satellite system,GNSS)信号受遮挡时,农用车辆协同定位精度低、稳定性差、信号丢包等问题,本文开展面向超宽带(Ultra-wideband,UWB)调频技术的室内外农用车辆协同定位算法研究。首先,搭建三基站多边测距定位模型,实现主基站绝对位置标定以及辅助基站绝对位置坐标的变换求解;其次,提出全质心加权最小二乘的高速双边双向(Weighted least squares high double sided two-way ranging,WLS-HDS-TWR)农机协同定位算法,基于泰勒级数展开的WLS估计算法,求解主车位置。同时,提出面向室内环境的多状态基站组合的UWB定位模块布设模式,并验证其可行性;通过飞行时间法(Time of flight,TOF)获取主从车距离信息,融合GNSS标定位置信息、主车坐标信息以及测距信息,实现主从车协同定位。最后,基于Prescan/Simulink搭建联合仿真平台,验证提出算法的可靠性;通过农用履带车辆开展室内及室外协同定位实车试验,试验结果表明:全质心WLS-HDS-TWR协同定位算法可有效解决室内GNSS信号缺失问题,室内环境下,定位精度较HDS-TWR及全质心LS-HDS-TWR算法分别提高26.98%和22.03%,满足智能农机协同定位作业需求。

关键词：农业机械协同定位算法超宽带 WLS-HDS-TWR 多边测距

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小天体表面着陆区岩石目标检测算法

仪器仪表学报 2024年第4期45卷 194-205页

作者：冯哲王彬黄鹏程熊新金怀平昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 昆明理工大学人工智能产业学院昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室昆明650500

针对暗弱环境下小天体表面岩石轮廓特征不明显及岩石尺寸小而造成的难检测问题,提出了一种小天体表面着陆区岩石目标检测方法及模型。将多头自注意力机制融入YOLOv8x框架,用于提高模型获取图片全局视野的能力,增强模型对深空环境中不同... 详细信息

针对暗弱环境下小天体表面岩石轮廓特征不明显及岩石尺寸小而造成的难检测问题,提出了一种小天体表面着陆区岩石目标检测方法及模型。将多头自注意力机制融入YOLOv8x框架,用于提高模型获取图片全局视野的能力,增强模型对深空环境中不同光照条件下岩石特征的自适应性;在此基础上增加小目标检测层,用于提升模型对小尺寸岩石的关注度,增强模型对不同尺寸岩石的自适应性。对比实验结果表明,方法相较于改进前算法,岩石检测准确率、召回率和平均检测精度分别提升了6.4%、3%、5%,与其他主流目标检测算法相比,指标也得到明显提升。该方法为暗弱环境下小天体表面着陆区岩石的自主识别提供了理论和技术基础。

关键词：小天体表面岩石检测深度学习多头自注意力机制小目标检测多尺度特征融合

预退火温度对半固态铜合金坯料组织演变和力学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 457-464页

作者：孙震崔鋆昕张雄超周瑀杭陈昊肖寒昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093

将铸态CuSn10P1铜合金先预退火处理,随后采用冷轧等温处理应变诱导熔化激活法(CRITSIMA)制备成半固态坯料。采用金相显微镜、配置能谱仪的扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针和布氏硬度计,研究预退火温度对半固态铜合金坯料的组织... 详细信息

将铸态CuSn10P1铜合金先预退火处理,随后采用冷轧等温处理应变诱导熔化激活法(CRITSIMA)制备成半固态坯料。采用金相显微镜、配置能谱仪的扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针和布氏硬度计,研究预退火温度对半固态铜合金坯料的组织演变及力学性能的影响。结果表明:随着预退火温度的升高,半固态铜合金坯料的平均晶粒尺寸增加,晶粒形状因子和液相率均降低;随着预退火温度升高,α-Cu相中固溶更多的Sn元素,减弱了Sn元素偏析,晶间脆硬相δ相含量减少,布氏硬度逐渐减小。在半固态铜合金坯料中检测到新相Cu_(13.7)Sn的存在,这与晶间Sn元素的高度偏析有关。600℃预退火2h制备的半固态铜合金坯料显微组织晶粒均匀细小,力学性能较好,其平均晶粒尺寸为68.34μm、晶粒形状因子为0.78,布氏硬度(HB)为1254.4MPa。

关键词：预退火温度半固态铜合金组织演变元素偏析硬度

基于行车风险场的快速路短交织区车辆交互风险识别

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交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 221-231页

作者：胡立伟陈琛赵雪亭刘冰侯智张瑞杰贺雨昆明理工大学交通工程学院昆明650500

为更加准确和直观地识别快速路短交织区行驶车辆之间的交互风险,解决传统风险识别模型无法连续识别换道时车辆间交互风险的问题,本文利用无人机采集快速路短交织区内车辆轨迹数据,并利用Tracker进行读取,筛选跟驰车辆对和换道车辆对,在... 详细信息

为更加准确和直观地识别快速路短交织区行驶车辆之间的交互风险,解决传统风险识别模型无法连续识别换道时车辆间交互风险的问题,本文利用无人机采集快速路短交织区内车辆轨迹数据,并利用Tracker进行读取,筛选跟驰车辆对和换道车辆对,在现有行车风险场理论的基础上,综合考虑车辆面积、车辆前进时前后方风险差异、转弯时左右方风险差异以及车辆之间横向距离,适应性改进现有行车风险场模型DRF(Driving Safety Field),利用遗传算法和波良可夫模型标定模型参数。对比改进后行车风险场模型、车头时距倒数(THWI)、碰撞时间倒数(TTCI)对车辆间跟驰交互风险与换道交互风险的识别情况,验证该模型的有效性。结果表明,本文模型较THWI和TTCI更符合驾驶员的驾驶心理,且感知风险变化先于驾驶员,对车辆换道交互风险的识别率较THWI提升52.45%,较TTCI提升83.66%,本模型在换道交互风险的识别性能上表现的更加优越。基于本文模型对短交织区区域内多车共同作用产生的风险进行可视化,可辅助交通管理部门确定需要精细化组织的关键区域,也可作为评价管理措施改善效果的可视化手段。

关键词：交通工程交互风险识别行车风险场短交织区风险可视化

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考虑汽车队列动态特性的混合交通流特性

吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 947-958页

作者：杨秀建贾晓寒张生斌昆明理工大学交通工程学院昆明650500

针对自主汽车队列与人工驾驶车辆混合的交通流问题,考虑汽车队列自身固有的动力学特性及其与交通流的耦合作用,研究了汽车队列固有动态特性的混合交通流特性。首先建立了自主汽车队列慢化概率与队列车辆的车头时距以及队列规模之间的关... 详细信息

针对自主汽车队列与人工驾驶车辆混合的交通流问题,考虑汽车队列自身固有的动力学特性及其与交通流的耦合作用,研究了汽车队列固有动态特性的混合交通流特性。首先建立了自主汽车队列慢化概率与队列车辆的车头时距以及队列规模之间的关系模型,然后搭建了开放边界条件下汽车队列和人工驾驶车辆混合的元胞自动机交通流模型,最后进行了仿真分析。仿真结果表明,本文所建立的考虑汽车队列动态特性的混合交通流元胞自动机模型,揭示了现有模型无法反映的一些特殊的混合交通流特性;考虑汽车队列动态特性的混合交通流量会显著受到队列车头时距、队列规模等队列特征的影响,并且呈现出一定的非线性影响关系;车头时距和队列规模对混合交通流量的不利和有利影响同时存在,扩大队列规模和提高渗透率可显著改善混合交通流的流量特性,显著提升高车流密度下的道路通行能力。

关键词：交通运输规划与管理智能交通汽车队列元胞自动机混合交通流

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微塑料与肺表面活性物质相互作用

中国环境科学 2024年第1期44卷 474-481页

作者：蒋凡殊曹妍张林丰师伟萌宋浩然王浩骏杨艳琳赵群李杰李曼焘昆明理工大学环境科学与工程学院云南昆明650500

选择聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)为代表性微塑料,探究了微塑料与肺表面活性物质(LS)间的相互作用机制.结果表明,PVC和PE对LS活性组分具有显著的吸附作用,其对磷脂组分的吸附率可分别达到49.33%和47.00%,从而造成LS表面张力的升高和表面压... 详细信息

选择聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)为代表性微塑料,探究了微塑料与肺表面活性物质(LS)间的相互作用机制.结果表明,PVC和PE对LS活性组分具有显著的吸附作用,其对磷脂组分的吸附率可分别达到49.33%和47.00%,从而造成LS表面张力的升高和表面压力-表面积等温线(π-A)的内缩.与LS接触后,微塑料的表面形貌和Zeta电位也发生了变化,PVC和PE的Zeta电位绝对值分别降低了5.61和5.20mV,进一步影响了微塑料的分散状态和沉降能力.因此,当微塑料通过呼吸系统进入肺部环境时,其不仅能造成LS界面化学性质的显著变化,其自身性质也受到影响,可能诱导更严重的健康危害.

关键词：微塑料肺表面活性物质界面性质肺健康

基于单端分支系数的四端柔直环网线路保护方案

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高电压技术 2024年第2期50卷 683-692,I0014-I0016页

作者：束洪春任敏田鑫萃李涛昆明理工大学电力工程学院昆明650504

为提升直流线路保护在柔性直流环网中的速动性与可靠性,提出一种基于单端分支系数的保护方案。分析了不同故障位置下各换流阀提供的故障电流分量,并根据单端换流阀极线电流突变量构造分支系数,结果表明线路保护区内故障下的单端分支系... 详细信息

为提升直流线路保护在柔性直流环网中的速动性与可靠性,提出一种基于单端分支系数的保护方案。分析了不同故障位置下各换流阀提供的故障电流分量,并根据单端换流阀极线电流突变量构造分支系数,结果表明线路保护区内故障下的单端分支系数小于区外故障,利用该特征构造区内、外故障识别元件。在线路高阻接地致使主保护失效时,根据桥臂最大允许电流决定线路纵联后备保护的开放时限,以优化现有主、后备保护方案之间的时序配合方案,保障各种直流线路故障工况下,换流阀不间断运行。保护方案不依赖线路边界元件,算法简单,大量仿真结果表明,该方案有良好的耐受过渡电阻能力,能在换流阀闭锁前实现故障区域可靠识别。

关键词：柔性直流电网分支系数接地故障故障电流解析故障识别保护时序配合