多通路轻量化卷积神经网络的研究

大量研究表明,卷积神经网络宽度展宽可以提取更加多元的特征,但对模型通道宽度进行展宽时,引起训练参数量呈二次增长,进而导致训练成本高与网络模型庞大的问题。针对上述问题,提出多通路模块,通过优化模块内部通路的运算结构,使得模型可以经济高效地提取多元特征。具体来说,与传统网络宽度展宽方式相比,多通路模块避免在通道维度上展宽,将展宽方式转移到通路维度,保证输出特征多样性的同时有效降低了模型参数量。由于网络深度加深更容易提取抽象的语义信息,多通路模块通过对各计算通路设定不同的卷积深度,使得模块具有多尺度特征提取能力,即使得输出特征中既包含细节位置信息,也包括逐渐抽象的语义信息。在研究过程中,利用注意力机制改善模块内通路关系时,发现注意力机制存在一定条件性。实验结果表明,由多通路模块组成的5.3MB轻量化卷积神经网络,在CiFar-10上分类准确度比43.4MB的Res-Net-18高出1.32%。对模型优化后(33MB),分类准确度达到了95.15%,较SE-Net18(45.1MB)精度提升0.65%。

新疆野核桃自然保护区分枝成株野核桃胸径树高与冠幅的通径分析

【目的】研究不同发育期分枝成株野核桃冠幅及胸径、树高对其影响程度,为建立更佳冠幅预测模型及目标树经营提供理论依据,达到优化森林经营管理措施的目的。【方法】对新疆野核桃自然保护区不同坡向分枝成株野核桃生长进程中幼苗期、小树期、中龄期、老龄期的胸径、树高与冠幅关系进行通径分析。【结果】1)分枝成株野核桃的胸径在中龄期前生长缓慢,中龄期后生长较快,阳坡(3.6 cm·a^(-1))平均生长速率大于阴坡(3.3 cm·a^(-1));树高、冠幅在中龄期前生长较快,中龄期后生长缓慢,阳坡平均树高、冠幅生长速率(0.7、0.3 m·a^(-1))小于阴坡(0.9、0.4 m·a^(-1))。2)阳坡和阴坡分枝成株野核桃的胸径、树高、冠幅均随发育期增大而增大,同一坡向不同发育期的平均胸径、平均树高差异显著(P <0.05)。3)阳坡和阴坡同一发育期分枝成株野核桃冠幅级组成结构相似,幼苗期、小树期、中龄期、老龄期的冠幅均分别集中分布于0.1~0.5、0.1~2.0、2.0~4.5、3.0~4.0 m。4)阳坡分枝成株野核桃的胸径仅在幼苗期对冠幅的影响有负向作用,树高对冠幅的影响具有显著正向作用且随发育期增长先增加后减小;阴坡分枝成株野核桃的胸径对冠幅的影响随发育期增长由负向转为正向,树高对冠幅的影响具有正向作用且随发育期增大逐渐增大。【结论】由于分枝成株野核桃自身生长权衡机制,冠幅在不同坡向不同发育期主导因子不同,因此灵活选取生长指标预测冠幅比单一指标预测更准确。

基于动态图像阈值的智能车辆路径导航

使用机器视觉技术进行智能车辆车道路径识别时,其识别效果易受光照等外界因素的影响。考虑到条带状的导航路径在获取的路径图像中的宽度应该在一个固定范围内,可以根据使用某一图像阈值识别路径后该路径的横向宽度判定先前使用的阈值是否适合,并进行相应调整,从而获取到适合各种环境的动态阈值。在给出动态图像阈值的获取流程及实现方法的基础上,对智能车辆车道路径识别和跟踪系统进行了软硬件设计,并进行实车道路试验。试验结果表明,与一般最优阈值算法相比,提出的动态阈值方法能够在各种光照条件下,尤其是强光照下准确地识别导航路径,且路径跟踪具有较好的精确性和鲁棒性。

稻田-田埂过渡区土壤优先流特征研究

为揭示田埂对稻田—田埂过渡区土壤水分渗漏的影响,对比不同位点(田内、过渡带和田埂)优先流特征差异,采用室外亮蓝染色示踪方法,对江汉平原典型稻田—田埂过渡区进行研究。结果表明:过渡区土壤染色面积比(SAR)随深度的增加呈波动下降,其中0~20cm土层SAR较高,占剖面总SAR的53.85%~88.55%。不同位点土壤SAR差异明显,0~20 cm土层平均SAR由大到小依次为田内、过渡带、田埂,20 cm以下各位点SAR均较低,但田埂平均SAR高于田内。各位点水平剖面染色结果与垂直染色结果能较好对应,且随着深度增加,土壤染色区域急剧减少。各位点染色路径数(SPN)与SAR显著相关,田埂中、下层土壤SPN均高于田内。染色路径宽度(SPW)结果显示,0~20 cm田内以10~80 mm和大于80 mm SPW为主,过渡带和田埂大于80 mm SPW较少,均以小于10 mm和10~80 mm为主。各位点SPW的差异反映在水流类型上,田内为非均质指流—高相互作用大孔隙流,过渡区和田埂以混合作用大孔隙流—高相互作用大孔隙流为主。水分渗漏路径结果显示,田内水分由过渡带和田埂的垂直和侧向渗漏较强,且田沟田埂侧向流较田间田埂明显。田埂是稻田水分快速流失的主要区域,加剧了稻田水肥流失和水环境污染风险。本研究可为稻田水分保持和制定合理施肥、灌溉等措施提供依据。

钢筋组合方式对混凝土保护层锈胀开裂影响

钢筋锈蚀是引发混凝土结构劣化的主要原因之一。给出一个二维的扩散-力学模型,通过有限元软件将氯离子侵蚀引起的非均匀腐蚀膨胀层作为位移荷载,模拟钢筋锈胀对周围混凝土的力学作用。基于该模型,分析不同钢筋组合对保护层锈胀开裂的影响。结果表明:不同钢筋组合会造成不同的裂缝扩展路径;根数少且直径大的钢筋组合不仅能延缓裂缝出现和贯通时间,而且有利于减小表面最大裂缝宽度和钢筋截面损失率。

S136模具钢粉末选区激光熔化成形工艺窗口试验研究

利用选区激光熔化(SLM)技术对S136模具钢粉末进行不同激光功率和扫描速度组合下的单道扫描试验,分析归类了熔道形貌特征,研究了熔道宽度的成型稳定度下最优工艺窗口,研究了激光功率和扫描速度对熔道宽度的影响规律,分析了较优工艺参数组合下熔道形貌特征产生的原因。

部分相干光在大气湍流中的光束扩展及角扩展

基于广义惠更斯-菲涅耳原理、交叉谱密度函数,利用修正Von Karmon谱模型以及ITU-R颁布的大气折射率结构常数模型,推导出部分相干高斯-谢尔光束在大气湍流中传输时的束宽及角扩展表达式,讨论并对比斜程和水平两种传输方式下天顶角、传输距离、湍流强度、相干长度等参数对光束束宽与角扩展的影响,同时分别从相对束宽和相对角扩展的角度分析各种参数对于光束抑制湍流能力的影响,并给予相应的物理解释。结果表明:当天顶角小于π/3时,光束在斜程传输时的光束扩展和角扩展量接近于垂直传输,所受湍流影响很小。传输距离大于1 km时,束宽和相对束宽随传输距离的增加而明显增加。光束相干长度越大,光束所受湍流影响越大,而束宽及角扩展会随之减小。

用于线宽测量的偏振干涉共焦显微测量方法

提出一种融合共焦显微技术和偏振干涉技术的偏振干涉共焦显微测量方法。利用共焦技术进行准确的焦点定位,以获得最佳的测量光斑;同时,利用照射到台阶边缘的不同偏振方向(平行和垂直于台阶边缘)的线偏振光反射后产生的相位变化不同这一特性,进行边缘定位。相位变化是利用外差干涉测相的方法得到的。这一系统完全符合共光路原则,有很强的抗干扰能力。利用该系统对标准线宽样板进行了测量,测量结果与中国计量科学研究院用原子力显微镜测量的结果,以及厂商提供的可溯源到美国NIST光学线宽标准的测量值都符合的很好;还对同一刻线进行了5次重复性测量,其极限偏差为20nm。

红外导航室内移动机器人的系统设计

移动机器人检测到电源电压较低时,给定位目标——充电装置发送无线电,充电装置收到无线电就发射红外线,对机器人进行导航。机器人不断采集红外信号,并用软件模拟脉宽调制的方法对驱动机器人双轮的电机进行实时控制,从而实现机器人对红外的跟踪。机器人检测到红外线信号较弱或者没有检测到红外线时,利用超声波、红外、红外光电等多种传感技术和经验丰富的专家系统进行避障、路径规划,无需图像处理,无需精确的环境模型,实现机器人以尽可能短的路径离开局部环境,快速跟踪红外线,最后准确定位于充电装置进行充电。

部分相干光在斜程和水平大气湍流中的光强与扩展

基于广义惠更斯-菲涅尔原理、交叉谱密度函数,利用修正von Karmon谱模型以及ITU-R颁布的大气折射率结构模型,首先推导出部分相干高斯-谢尔光束在大气湍流中斜程和水平传输时的光强分布以及光束扩展解析式,然后分别从归一化光强分布和相对束宽的角度讨论并对比了斜程和水平传输时天顶角、湍流强度、光束相干长度等参数对光束光强分布和扩展的影响,并给予相应的物理解释.研究表明:1)部分相干高斯-谢尔光束在自由空间中水平传输时的归一化光强与斜程传输时的光强分布相同;2)天顶角越小,光束的归一化强度分布越集中,峰值光强越强,同时所受湍流的影响也越小.3)在斜程传输情况下,天顶角、湍流强度、光束相干长度等参数对光束扩展的影响与水平传输几乎一致.

五坐标曲面NC加工刀具轨迹的规划

多坐标曲面加工的刀具轨迹规划是数控编程的基础和关键。从改善曲面加工精度和效率的角度,分析了五坐标曲面NC加工的逼近加工误差,讨论了走刀步长和切削行距的估算,提出了刀具轨迹规划的原则,并结合实例进行了轨迹验证。

对马暖流“东海段”的流路与流速

本文全面地分析了此段海流的流路与流速结构，首次提出研究海域近底层的环流示意图。指出在夏季，韩国南岸和日本九州北岸均存在着一支南下的逆流，九州西岸出现两种或多种形式的流路。对马暖流在源地流速很弱，流向不稳定，流路时隐时显不明显，只有离开源地后才逐渐显示出一支海流轮廓；强流区在朝鲜海峡附近。该海流可明显地划分为三段。流速夏强冬弱，夏季流幅宽约８０ｋｍ。

海底集矿车对称采集路径覆盖率问题分析研究

对海底集矿车采集路径规划覆盖率问题进行了研究分析,结果表明,在对称转弯半径不变的情况下,随着采集宽度增大,覆盖率、单次覆盖率、有效覆盖率和净覆盖率呈增大趋势,并且当采集宽度与转弯半径相等时达到最优值。

随动转向半挂汽车列车机动性分析

针对半挂汽车列车低速机动性差和半挂车第三轴轮胎磨损严重的问题,可将半挂车第三轴设计成随动桥。基于对随动桥基本结构和转向原理的分析,在Adams/Car软件中建立了普通半挂汽车列车和随动转向半挂汽车列车整车模型。对建立的两个整车模型进行360°转弯和转向盘角阶跃转向运动试验,仿真结果表明:随动桥可减小半挂汽车列车的偏移距和通过宽度,提高半挂车第三轴的轨迹跟随能力,可有效提高半挂汽车列车的转向机动性和减轻半挂车第三轴轮胎的磨损。

汇流宽度随集水面积变化的分布式水文模型

传统的分布式水文模型在进行汇流计算时,把计算单元沿水流方向的宽度作为汇流宽度,据此得到的水流流速与实际流速有较大差异,造成模型无法输出较为准确的分布式结果,在进行分布式土壤侵蚀模拟或其它与流域产汇流密切相关的研究时,极大地影响相关模拟计算结果。建立了以霍顿下渗公式和简化的圣维南方程为基础的分布式水文模型,在汇流计算中引入汇流宽度曲线,考虑了流域栅格汇流宽度随集水面积的变化。经东湾流域实测资料验证,该模型在分布式结果输出方面具有一定的优势。

DTW语音识别算法研究与分析

研究动态时间规整(Dynamic Time Warping)语音识别算法问题,传统动态时间规整方法需要存储较大的矩阵,直接计算将会占据较大的空间,计算量也比较大,对系统硬件要求比较高。为了减小DTW算法的运算量,提高识别速度,对DTW语音识别算法进行优化改进。将局部路径约束和整体路径约束相结合,仅在一个规定的宽度内搜索动态规划路径,计算累积匹配距离。仿真实验结果表明该方法不仅可以降低运算负载,提高识别速度,而且能在一定程度上提高语音识别率。

弹载共孔径激光微多普勒目标识别系统研究

为实现对距离4km目标100Hz振动特征的提取,提出利用激光微多普勒手段增强导弹目标辨识能力的方法。设计了一种基于偏振分光的激光发射/接收/电视共孔径系统,这种能够二级稳定的系统适应于弹载环境,利用光纤选通完成光程自动补偿,实现相干光匹配,采用本振/回波信号相干法,用线宽300Hz的本振光调制后形成探测脉冲光,可提高探测距离,并避免回波与本振光因大气衰减而导致的错峰,由FPGA/DSP构建的傅里叶变换电路可获取时频曲线信号,频移为36kHz时可实现目标的辨识。

选区激光熔化S136模具钢粉末成形工艺研究

选区激光熔化(SLM)技术成形件尺寸精度高、成形面粗糙度低,能够实现由粉末到零件的自由、快速制造,特别适合成形具有复杂结构的随形冷却水路的模具。利用选区激光熔化(SLM)技术对S136模具钢粉末进行不同激光功率和扫描速度组合下的单道扫描试验,分析归类了熔道形貌特征,并对熔道宽度的成形稳定度下最优工艺、激光功率和扫描速度对熔道宽度的影响规律进行研究,从中分析较优工艺参数组合下熔道形貌特征产生的原因。

基于OSPF和非精确状态信息的QoS路由算法

针对IP网络庞大复杂且资源信息频繁动态变化的事实,提出了一种扩展OSPF路由协议以支持QoS路由的算法。该算法根据用户需求资源的不同,在OSPF域中预先计算出到达各目的节点的最优路径,同时生成一个新的路由表,并通过链路状态广播机制,动态更新该路由表,以达到在对现有OSPF协议影响最小的情况下,引入QoS机制的目的。

深宽比、控制道对射流切换性能影响的试验研究

液动射流冲击器是解决深井、硬岩钻进难题的一种有效工具。但是,它存在核心部件易损坏、寿命低等问题。原因在于其内部结构设计不合理,尤其是喷嘴的过水断面设计不合理。解决的办法是增大喷嘴过水断面,而增大喷嘴过水断面势必会影响射流元件切换性能,故有必要进行研究。由于工作室内流体流动非常复杂,因此采用试验的方法。笔者研究了射流元件喷嘴深宽比、控制道对射流切换性能的影响。经试验得出,当深宽比增加,射流切换性能变好;控制道宽度的变化对射流切换性能没有显著影响。