基于ECT-Dim的前沿技术识别方法——以养老环境辅助生活技术为例

[研究目的]前沿技术是技术创新的制高点,引导着研发的方向,对前沿技术进行及时地识别有助于尽早把握技术发展方向并做出布局。[研究方法]该文构建了基于ECT-Dim的前沿技术识别模型,提出技术新兴性、确定性与探索性测度方式,建立前沿技术筛选机制,以养老环境辅助生活技术为例进行实证研究。[研究结论]研究发现,提出的ECT-Dim模型,在前沿技术识别上更具有优势;养老环境辅助生活前沿技术集中于物理化工材料、电子器件、老年人建筑设计、助行器驱动与控制等领域。

结合光吸收和大气散射模型的可解释图像去雾网络

在雾霾天气下拍摄的图像存在对比度低和颜色偏移的问题,这会进一步影响后续高级计算机视觉应用的准确性。大气散射模型(Atmospheric Scattering Model,ASM)作为图像去雾中的热门技术之一,越来越受到研究者的关注。然而,现有的基于ASM的方法由于忽略了光陷现象而会引起暗淡效应。为了解决这个问题,构建了一种基于光吸收的可解释图像去雾网络。具体地,首先构建了一种基于光吸收的大气散射模型(Light Absorption-based ASM,LA-ASM),在ASM中引入了由纹理密度和场景深度定义的光吸收系数。此外,构建了一种可解释网络LA-ASMNet,该网络通过学习LA-ASM的雾气成分来辅助图像去雾。基于RESIDE数据集的仿真结果证明了LA-ASMNet在缓解图像去雾暗淡效应方面的有效性。

基于DEMATEL-ISM-MICMAC的低碳城市建设影响因素研究

城市低碳建设不但是国家优先考虑的问题,而且也是推动城市可持续发展与生态文明建设的重要任务。结合DEMATEL-ISM-MICMAC三种方法对低碳城市建设的影响因素进行分析,揭示其内部层级结构以及各因素间的内在联系与作用机理。运用DEMATEL法和ISM法,解析各因素间的层次关联,运用MICMAC法,解析各因素间的驱动依赖关系,为推动我国低碳城市的建设提供政策建议。结果表明:政府财政支持等几个因素是最重要的因素;居民生活水平和城市交通是最直接的因素;经济增长水平等因素是比较重要的因素,在促进低碳城市建设过程中需要更多关注以上因素,从而有效推进低碳城市建设进程。

用户需求驱动下的国潮点心食物设计研究

目的了解用户需求,有助于精准开发出符合用户需求的食物,对国潮点心的食物设计进行思考,提出基于Kano-AHP-AD模型的国潮点心食物设计研究方法。方法运用Kano模型对国潮点心的20项需求指标进行统计和分析,确定国潮点心的需求属性划分;引入AHP法进行权重求解,明确国潮点心食物设计不同属性相对重要的用户需求;为了匹配生产中的设计参数,基于AD理论的独立性公理原则完成国潮点心功能域与设计域之间的映射,通过矩阵逐步判断设计合理性和最优解。结果通过权重求解确定七项国潮点心重要用户需求项,得出满足用户需求的国潮点心应具备的设计需求参数,提出国潮点心的食物设计创新路径。结论该设计方法通过定性和定量的结合,将主观的概念量化为具体数值,为国潮点心的食物设计提供思路。结论具有直观准确与科学合理的优势,可为后续国潮点心开发提供可靠的参考和科学的理论支持。

面向空中目标拦截的轻量化弱小目标检测方法与应用

空中目标拦截技术依赖于目标检测与跟踪技术,而弱小目标检测作为其中的难点,其效果将直接影响整个系统的性能。针对此问题,提出了一种面向空中目标拦截的轻量化弱小目标检测方法。首先,针对弱小目标全局信息较少的问题,以YOLOv5作为基础网络,使用Swin Transformer替代其结构中的C3模块,从而增强网络的局部信息捕获能力。随后,为了补偿被稀释的语义信息,在此基础上提出具备跨连接策略的特征融合网络,通过额外融合不同尺度的特征图,解决这个问题。最后,在特征融合网络上使用一次额外的上采样并融合高分辨率特征图,进一步提升网络对弱小目标检测的能力。此外,引入目标跟踪神经网络DaSiamRPN实现对动态弱小目标长时间跟踪。为保证无人飞行器上的边缘计算设备可以实时进行模型推理,在上述基础上进行模型轻量化,剔除了模型的大尺度目标检测头,以减少模型的参数量。通过计算,改进后的算法较原YOLOv5模型参数量减少了21.5%。在VisDrone2019数据集上的实验结果表明,提出的基于YOLOv5s的轻量化目标检测算法能更好地完成弱小目标检测任务,在准确率、召回率及平均精度均值上分别达到了96.3%、59%和40.2%,各指标均明显高于原始YOLOv5s算法,且优于目前主流目标检测算法。同时在TinyPerson数据集上进行泛化实验,实验结果表明,改进后算法的弱小目标检测性能得到明显提高。为了进一步验证所提方法的有效性,在无人机平台上进行了空中目标拦截的飞行测试,结果表明该方法能很好地完成目标检测跟踪任务并成功拦截目标,为空中目标拦截提供有力的支持。

建筑物立面分类与DIM点云滤波

针对目前基于近景摄影测量方法构建建筑物立面模型过程中因密集影像匹配(DIM)点云噪声所引起的建筑物立面TIN网格模型畸变问题,本文借鉴机器学习中样本学习的思想,对建筑物立面进行了分类并对DIM点云提出了相应的滤波方法,以达到去除DIM点云噪声和改善其TIN网格模型畸变的目的。其中,针对平面结构立面,采取先对点云样本进行学习计算构建数学立面模型所需参数,再对该立面模型设定阈值并对其点云进行滤波处理的方法;针对曲面结构立面,则结合DIM点云特性先将点云样本分类标记归为立面点与非立面点,再进行样本特征值学习,使用Logistic回归算法迭代计算求解最佳回归系数,从而构建滤波分类器的方法对立面点云进行滤波处理。试验结果表明,本文滤波处理方法能将立面DIM点云噪声有效识别并去除,而且使用该方法处理后所得点云构建的建筑物立面TIN网格模型精细化程度得到有效提高,模型质量得到明显改善。

改进特征空间的红外弱小目标背景建模法

为有效去除动态背景对弱小目标信号的干扰,提出改进特征空间的红外弱小目标背景建模法来抑制背景。先采用改进的各向异性滤波算法从空域角度进行滤波以约束图像各个组分的差异,紧接着取连续时间域上多帧滤波后的图像组成一个特征矩阵,借助于主成分分析法进行特征分解,最后将输入图像投影到特征空间上进行背景建模,同时为了适应动态变化的背景,在时域上以一定学习率来更新背景模型。实验结果表明,提出的算法比传统的算法取得更好的背景估计效果,结构相似性SSIM、对比度增益I和背景抑制因子BIF分别大于0.97、15.46和5.25。

荧光灯自动调光系统的研究

在图书馆、博物馆等大型场所,恒亮度的照明系统具有非常广泛的应用前景.利用光敏电阻作为光强采集元件,建立了一种能够根据外界光强自动调节灯功率的照明系统,并介绍了自动调光电路的系统框图,包括光敏电阻测试电路、调光电路等.主要针对光敏电阻的Pspice模型、荧光灯模型和调光理论进行了理论分析.仿真结果表明了上述理论的正确性,该系统能够保证室内的恒亮度控制.

分布式照明系统的个性化调光方法

针对采用统一灯具的开放办公室,讨论了通过协作调光方式实现个性化照明的方法。首先介绍了照度的叠加理论。依据最优化方法的线性规划理论,以调光系数之和最小为目标函数,建立了协作调光照明的数学模型。采用DIALux软件为某个实际的照明场所建立仿真模型,获得数学模型中约束方程的系数矩阵后,通过Matlab求解各盏灯的调光系数。个性化照明方法能够使室内照度与首选照度需求一致的同时节省电力,符合以人为本及绿色照明理念。

面向特征考虑用户创新偏好的软件产品创新机会识别及优先级分析

为提升用户满意度及项目交付成功率,针对传统软件研发中对产品创新及用户创新偏好研究不足的问题,提出了面向特征考虑用户创新偏好的软件产品创新机会识别及优先级分析方法。首先,结合区间二元语义、质量功能展开(QFD)和决策实验与评估试验法(DEMATEL),将用户需求及重要度转换为软件产品的特征及重要度;其次,在利用创新Kano(I-Kano)模型分析用户创新偏好的基础上,运用多维技术创新地图提出的创新法则识别软件特征的创新机会,并量化创新机会的满意度;再次,采用由软件特征重要度、创新机会满意度及成本构成的ISC-Dim三维评价模型确定创新机会的优先度,并进行优先级排序;最后,以A公司《工作价值管理》系统的创新设计与开发为例,验证了所提方法的可行性和有效性。

四川盆地中部下二叠统茅口组岩溶储集层地震预测

基于近年来新的测井和地震资料,综合利用地球物理技术对四川盆地中部(川中地区)下二叠统茅口组岩溶储集层开展研究。定量岩石物理建模和分析表明,随着孔隙度、泥质含量以及含气饱和度的增加,岩溶储集层的纵、横波速度和密度均呈减小的趋势。基于岩石物理模型的地震正演分析结果证实,川中地区岩溶储集层在茅口组顶面具有弱振幅、低频率的"暗点"地震反射特征。通过地震属性和波阻抗反演预测了4个规模有利岩溶储集层发育带。综合评价认为川中地区茅口组岩溶储集层具备形成上倾岩性尖灭型岩性气藏的成藏条件,预测射洪西部和盐亭地区为川中地区最为有利的勘探区带。

物理诊断设备精确自动准直方法

为了获取准确的激光打靶实验数据,需要使用诊断搭载平台搭载物理诊断设备对打靶目标进行高精度准直。针对传统方法存在耗时、误差(RMS)较大的问题,根据搭载平台与物理诊断设备的特点,提出了一种基于视觉伺服的精确自动准直方法。首先,构建三维准直向量估算立体视觉系统中靶的偏差,在弱透视条件下,估算值接近于真值;然后,建立三自由度姿态调节模型,提高姿态调节精度。最后,运用准直向量与调节模型设计视觉伺服控制器,仅需一次离线标定即可进行快速准直。通过以上改进,实现了物理诊断设备的精确自动准直。实验结果表明,诊断设备的准直精度(RMS)分别为:x指向为11μm,y指向为12μm。搭载分幅相机进行激光打靶考核验证,得到了物理实验过程的X光焦斑图像,表明准直方法满足工程使用要求。

各向异性SUSAN滤波红外弱小目标检测

为了解决SUSAN滤波算子不能自适应调整滤波系数的问题,采用Geusebroek提出的各向异性高斯滤波器替代SUSAN滤波算子中的高斯滤波部分。由局部图像的方差和像素的邻域平滑度决定长短轴的方差,由该点的梯度方向决定滤波器的长轴方向,由局部图像的灰度值与均值差的一阶范数确定SUSAN滤波器的阈值,从而构造出各向异性SUSAN滤波器。将其用于红外弱小目标检测中,实验结果表明:各向异性SUSAN滤波器能够很好地保留图像中的边缘信息,使残差图像中弱小目标的信噪比增益和信杂比增益极大地提高,目标大小得到较好的保留,虚警率下降。

一种新的红外复杂背景自适应抑制算法

为了解决低信噪比非平稳复杂云层背景下红外弱小目标检测问题,提出了一种新的基于Facet模型的正则化双向扩散滤波算法.该算法采用Facet模型拟合图像曲面,并设计了平均方向导数梯度算子描述拟合图像曲面的多向梯度特征,以准确识别目标和背景的特征差别.结合平均方向导数梯度算子,设计了一种新的正则化双向扩散背景抑制技术.与传统算法相比,这种算法能够依据目标和背景的特征差别自适应地在前向扩散(目标增强)和后向扩散(背景抑制)之间切换,以实现在抑制背景杂波的同时增强目标.理论分析和实验结果表明,这种算法对包含强纹理结构的非平稳复杂云层背景杂波具有良好的抑制作用,并且算法结构简单,运算量小,易于硬件实时实现.

白光LED智能调光数学模型

LED灯的光通量不仅受电流的影响,还受到结温变化的影响。针对传统LED调光存在只改变电流大小而忽略结温变化对光通量影响所存在的不足,结合LED结温和管脚温度存在特定的关系,利用实验装置采集HL001WY型Ga N基白光LED在不同管脚温度和正向电流下的光通量实验数据并进行二次项趋势回归,利用定标和归一化方法建立光通量、电流以及管脚温度三者变化关系的数学模型。计算结果表明,利用该方法建立的模型得到的计算数值与实验实际测量值的相对误差小于4.5%。

高等工科院校教学实验室评估研究

在建立教学实验室条件和实验教学质量评估指标体系的基础上 ,采用层次分析法和模糊综合评判法 ,确定权重和量化计算 ,并提出了基于单项评估结果的二维分析模型 ,从条件和教学质量两方面对实验室进行评估。

高动态调光成像系统畸变的自校正

针对基于数字微镜器件(DMD)的高动态成像系统在光学设计过程中由二次倾斜造成的畸变,建立了一套基于区域的系统畸变自校正模型。首先,根据像素级区域调光高动态系统中光路设计的特点,分析了畸变产生的原因。考虑不同种类畸变模型产生的原因及特点,结合系统自身的优势,建立了一种基于区域的畸变校正函数模型。为了解决在校正过程中某一点存在多次赋值或者未赋值的情况,采用逆推校正的方法逆向求解畸变参数,进行畸变校正。最后,利用数字微镜器件(DMD)自身投影标定模板的方法,实现了系统畸变的自校正设计。实验结果表明:校正后的系统像元误差为0.87pixel。与传统的畸变校正模型相比,该模型可以有效解决系统中的倾斜畸变、径向畸变以及偏心畸变,且畸变校正过程不依赖外部环境,校正过程快、可靠性高,满足了DMD高动态系统像素级调光的要求。

SPOT5无控制和基于严密成像模型定位的研究

以SPOT5高分辨率遥感影像为例,充分利用SPOT5辅助数据文件(Metadata.dim)中的位置和姿态数据,采用精确拟合推算出影像外方位元素的初值,通过一定的地面控制点,以经典的多中心投影共线方程作为条件,建立条件方程式,进行条件平差,解算出一个修正的矩阵,该矩阵包含了相机与卫星平台之间的夹角,以及轨道等多种因素所引起的误差,然后利用建立的模型进行定位。与SPOT5无控制定位相比,该方法对定位精度有显著改善。

一种改进的基于时域的红外弱小目标检测算法

提出了一种基于时域的红外弱小目标检测算法。该方法根据目标与背景的时域特性,建立了不同像素类型的时域模型。首先,对不同像素模型的时域方差进行分析,滤除掉天空背景以及云内部的像素;然后,根据时域剖面线偏离其包络线的程度不同,对弱小目标进行检测。理论分析和实验结果表明文中算法对于低信噪比条件下的弱小目标检测,具有很好的检测性能。

彩色印前系统中包装结构图的约束模型

本文研究适合于彩色印前系统的交互式包装结构图设计方法。讨论了尺寸标注、辅助图素、真实因素的三级约束模型及相关的几何推理方法。我们在充分总结领域知识的基础上，已开发出基于上述模型的软件，应用于彩色拼版系统及模切制作，效果良好。