基于数据驱动的红外弱小机动目标检测与跟踪

针对复杂背景下红外弱小目标检测跟踪中目标特征缺失、强杂波干扰等问题,基于多帧的处理方法引入了目标运动特征来提升性能,然而针对无人机等新型强机动目标,现有的基于机理模型的多帧处理方法难以覆盖其复杂多变的运动形态,导致其检测跟踪的效果并不理想。对此,以多帧的处理方法为基础框架,提出了一种复杂背景下基于数据驱动的红外弱小机动目标检测跟踪方法:首先采用MPCM算法对弱小目标进行增强;其次将多帧的增强结果投影到二维子空间,构建基于YOLO的二维轨迹检测模型;最后将二维检测结果进行三维时空回溯,构建基于LSTM的三维轨迹检测模型。构建检测模型时,在实测图像的基础上进行了数据增广,使得训练样本尽量覆盖目标的各种运动形态;在二维子空间上,利用高性能YOLO检测网络,快速剔除大量杂波;在三维时空上,利用LSTM时序网络对少量难剔除的杂波进行精细化筛除。与多种算法的对比实验结果表明,所提方法在耗时上能满足实时性要求,同时,在多个场景下的平均跟踪精度能达到86.6%,虚警率仅有9.2%,ROC曲线下的AUC值能达到0.9820。

数据驱动的国土空间规划:理论、范式及趋势

研究目的:从“新数据”与国土空间规划之间的关系出发,分析数据驱动规划的理论基础、基本概念、逻辑体系、主要范式、本质特征,以期为构建面向未来人与自然和谐共生的中国式现代化国土空间治理新格局提供理论参考与决策依据。研究方法:文献研究法和系统分析法。研究结果:(1)数据驱动规划是一种通过模型、算法实现多源异构数据的获取筛选、分析挖掘、模拟预测,实现国土空间规划全流程、全链条、全方位定量化的重要模式方法,具有系统性、科学性、实质性等“3S”特性;(2)数据驱动规划遵循基于“总量—增量—存量—流量—质量”过程优化的自然空间、基于“流态—业态—形态”多维复合的社会空间、基于“数字化—智能化—智慧化”技术支撑的数字空间三大逻辑体系;(3)数据驱动规划可划分为全要素协同驱动、多时空尺度驱动、全生命周期驱动和多元化场景驱动4种范式,其本质是以数据要素为核心与纽带,有效链接和无缝衔接自发生长型规划和人为引导型规划,是一种追求人与自然和谐共生的规划,并呈现出全面感知、适应学习、反馈治理等主要特征。研究结论:面向未来数字技术发展趋势,应加强“大数据”和“小数据”以及“新数据”和“老数据”之间的结合,“真数据”和“伪数据”之间的鉴别,以提高数据驱动规划的全面性和有效性;此外,应加强“生成”与“构成”以及“传统”与“新兴”之间的结合,以进一步体现数据驱动规划“以人为本、和谐共生”的核心价值和终极目标。

数据驱动的气动热建模预测方法总结与展望

气动热的准确预测是指导高超声速飞行器设计的基础。在经典气动热预测方法愈发难以满足工程中高效准确的气动热预测需求的背景下,近年来蓬勃发展的数据驱动气动热建模预测方法逐渐成为气动热预测的新范式。对此,首先阐述了数据驱动气动热建模预测方法和经典气动热预测方法的相互关系。然后,从建模思路上将数据驱动气动热建模预测方法归纳为3类,即气动热特征空间降维建模预测、气动热逐点建模预测和气动热物理信息嵌入建模预测,并对这3类方法进行了详细介绍和分析总结。数据驱动气动热建模预测方法不仅比工程算法准确,而且和采样方法结合后,还能够有效降低实验测量和数值计算的工作量,给出的模型也更加高效简洁。最后,对数据驱动气动热建模预测方法的发展趋势进行了展望,指出数据驱动技术与经典气动热预测方法的深度结合、气动热物理信息嵌入建模预测方法和气动热预测大模型将会是未来研究的要点。

淮海经济区生态效率时空演化及空间驱动

以淮海经济区10市为研究区域,运用超效率EBM模型对2010—2021年各市生态效率进行测度,分析其时空演化特征及区域差异,并利用时空地理加权回归(GTWR)模型分析淮海经济区生态效率的影响因素.结果表明:淮海经济区生态效率整体上呈现先降后升的变化过程,区域上表现为苏北>鲁南>皖北>豫东,生态效率区域差异呈现出“增大减小增大”的趋势,区域间“极化”现象加剧;空间上,淮海经济区生态效率由中间高两边低分布演变为菏泽—徐州—宿迁—连云港一线生态效率较高而两侧较低的格局;淮海经济区生态效率存在一定的空间非均衡性但并不显著,区间差异逐渐成为区域差异的主要来源,皖北地区和鲁南地区的内部差异高于苏北地区;经济、行政、技术等因素共同作用城市生态效率变化,不同时期主导驱动因素在不断变化,城市生态效率驱动因子逐渐向经济质量和政府支持等力量转变.

基于柔性传感器的绳驱动连续体机器人反馈控制

鉴于绳驱动连续体机器人独特的柔顺性使得其骨架变形难以通过传统的刚性传感器测量,另一方面,基于分段常曲率假设建立的运动学模型开环控制存在位置精度低的问题。本文以模块化设计的绳驱动连续体机器人为研究对象,利用了一种弹性磁电应变传感器并建立了多元回归模型实现机器人形状感知。通过一种运动空间映射方法实现了机器人柔性臂在三维空间内的闭环反馈控制。最终搭建了机器人样机平台并进行实验验证。结果有力地证明了基于柔性传感器的反馈控制方法的可行性和准确性。

航天发射场测试发射任务桌面推演系统研究

提出采用桌面推演系统开展航天发射场测试发射任务仿真推演,以实现测试发射任务流程效果评价和流程优化设计,进而提升任务实施能力的解决方案。在总结桌面推演系统主要技术方法和航天发射任务特点的基础上,分析了航天发射任务的桌面推演能力需求和关键技术需求,给出了情景构建方法和航天发射任务桌面推演系统总体架构,并针对真实数据驱动、桌面智能化推演等方面提出建议,可为航天发射任务桌面推演系统的研究与开发提供参考。

分布式驱动电动汽车自适应巡航控制策略研究

以分布式驱动汽车为研究对象,针对多目标协同的自适应巡航问题,应用非线性可变车头时距模型,对坡道、弯道工况设计了间距补偿策略,提高实际车间距离信号的准确性;综合考虑车辆行驶安全性,舒适性,节能性,设计了基于模型预测控制(Model predictive control,MPC)算法、分层控制的自适应巡航控制(Adaptive cruise control,ACC)系统。基于变步长离散化的方法改进ACC系统多目标协同上层控制算法,在保证较长预测时域的基础上提高系统的精确性和实时性。下层控制器中建立逆驱动系统模型、逆制动系统模型,制动/驱动切换逻辑,以车辆整体驱动效率最优为目标设计了期望力矩分配策略。在CarSim/Simulink搭建仿真环境验证了所设计策略的有效性。

老旧社区消极空间的情感化设计研究——以南昌大士院社区为例

本文旨在基于城市“存量空间”优化的大背景下,深入研究老旧社区消极空间的改造问题。选取南昌大士院社区为案例,致力于为老旧社区消极空间的改造提供更为全面的优化策略。在现有城市消极空间改造研究的基础上,通过实地调研和半结构化访谈,详细调研了该老旧社区消极空间的现状、目标人群及现存需求,并对其进行了总结和分类。结合情感化三层次理论,分别从感官层、行为层和反思层提出老旧社区的三类消极空间相应设计策略。这一研究旨在为社区消极空间改造提供多维的新思路,提高改造的长效性。

基于多源异构数据的城市“三生空间”功能识别

为协调生活、生产和生态空间的用地矛盾,解决数据驱动法在识别城市“三生空间”方面存在的判别不准确和数据覆盖范围不够等问题,提出了一种能够精准识别“三生空间”功能的方法。基于数据驱动法,结合POI(point of interest)、AOI(area of interest)和遥感等多源异构数据的多特征信息,分析在功能评价体系和分类模型中将不同数据源作为特征因子时的识别精度与尺度效应。以高原城市昆明市五华区建成范围为实验对象,研究结果表明:基于多源地理数据的识别准确率达到92%和94%。多源数据的多特征信息能够明显提升城市功能区的识别精度,为城市功能区精准识别提供了新的方法,能够在更小的尺度上为国土空间规划提供数据与方法支撑。

基于校企合作“众创空间”体系构建的微项目驱动电子信息类实践教学改革研究

针对传统地方应用型本科院校中电子信息类专业实践教学存在的问题,结合国家倡导的“大众创业、万众创新”思想理念,提出一种基于校企合作“众创空间”体系构建的微项目驱动电子信息类实践教学改革创新模式。以搭建校企合作“众创空间”为实践教学平台,解决微小项目为任务驱动,构建以学生、学校和企业“三位一体”的面向企业应用的新型实践教学改革方法。该方法以企业实际项目为开发对象,培养和提高学生分析和解决实际问题的能力,为我校及省内外同类院校的其它工科专业提供经验和借鉴。

供需驱动视角下区域空间均衡内涵界定与状态评估——以山东省为例

构建了基于供需驱动视角的区域空间均衡状态评估模型,对山东省进行了实证分析。结果表明:山东省区域需求强度随着供给能力的增高逐渐增加,但单位供给能力对应的需求强度呈现下降趋势。土地开发强度与经济支撑之间存在高度正相关关系,经济、社会开发强度与经济支撑、交通支撑之间存在高度正相关关系,社会发展强度与生态约束存在高度负相关关系。山东省空间均衡类型多样但总体形势不容乐观,仅有3个城市达到高水平均衡状态,供需水平内部差异较大。

激光驱动微小碎片超高速发射技术研究

激光驱动微小碎片装置是地面模拟微小空间碎片对航天器超高速碰撞的重要设备,其模拟碎片的速度和整体性是两个最关键的性能参数。文中从驱动设备的原理出发,介绍了激光性能参数、飞片靶约束层及烧蚀涂层对碎片速度和整体性的影响,并介绍了约束层和烧蚀涂层厚度设计方法及选材范围。近期的试验研究采用单膜结构飞片靶,试验可以将7μm厚、直径1 mm的铝膜驱动到8．3 km/s。

航天动力学环境的最新进展与技术展望

总结了近年来航天动力学分析、试验方面的最新成果。按照航天飞行器寿命期不同阶段的特点,对动力学试验与理论建模、分析预示、试验技术、测量方法,特别是地面气候复合以及高速飞行热结构动力学分析与试验方面的工作进行归纳,并指出存在的不足,以及未来发展的方向。通过工程研制中的分析与数据积累修正,在建模分析预示、条件制定以及测量技术等方面取得显著成果,但由于飞行器复杂,在准确精细预示方法、热结构预示与试验技术方面以及气候复合状态下的分析与试验方面尚需大量研究。应坚持理论与试验、工程研制与研究相结合的方式,不断完善持续改进,实现动力学精细化预示与天地一致性试验。

时空驱动的大规模真实感海洋场景实时渲染

针对目前计算机图形学领域对于精确的时间和空间条件驱动下大规模海洋场景的研究匮乏的现状,提出一个时空驱动的大规模真实感海洋场景实时渲染框架.首先,采用天空球代替传统天空盒进行天空背景建模,弥补天空盒灵活性和真实性上的不足;引入简化天文模型进行天体位置计算,真实展现天体运行规律;其次,引入风力驱动的统一方向谱进行海浪绘制,弥补目前图形学领域利用海浪谱建模在短波绘制效果上的不足;最后,将大气散射、海洋表面以及海下光线传播作为整体考虑,构建海面综合光照渲染模型.实验表明:该框架不仅能够真实地展现在精确的时空条件下大规模海洋场景的波浪运动以及光学效果的变化,而且能够很好地满足实时应用的需要.

激光驱动飞片速度和完整性的影响因素分析

激光驱动微小碎片装置是一种地面模拟微小碎片对航天器损伤破坏的研究设备,其模拟碎片的速度和整体性是两个最关键的性能参数。文章从驱动设备的原理出发,介绍了激光器性能参数、飞片靶约束层及烧蚀涂层对碎片速度和整体性的影响,给出了约束层和烧蚀涂层厚度设计方法及选材范围,并比较了不同的飞片靶制备工艺对飞片速度和整体性的影响。

基于液压马达集中驱动的玉米免耕播种机设计与试验

针对不同品种玉米对粒距的农艺要求,为克服现有播种机有级调节粒距连续性及地轮驱动粒距均匀性差的问题,研制基于液压马达集中驱动的排种、排肥新型驱动方式,实现粒距无级调节。研究基于导航测速的液压马达转速自适应系统及基于速度反馈的液压马达转速自动补偿系统,实现了液压马达转速与机具前进速度的精确匹配,保证了粒距均匀一致。在此基础上,设计了适宜黄淮海两熟区的玉米免耕播种机,并进行试验。结果表明:在秸秆覆盖量>40%的条件下,机器通过性好,粒距均匀性合格率≥95%,播种深度、施肥深度及种肥间距合格率分别为88.82%、90.32%、90.17%,邻接行距误差为2.8cm/100m,符合设计要求。

真空环境下空间碎片超高速撞击试验研究

本文介绍了空间碎片的超高速发射技术及微小碎片的地面模拟试验。我国首次在真空环境下将激光驱动飞片技术应用到空间碎片的研究中。利用 13 5J的激光能量将厚 6 0 μm ,直径2mm的铝碎片驱动出去 ,速度可达 3 2km/s。

自由飞行空间机器人捕捉运动目标的力矩控制算法及其仿真

本文研究了自由飞行空间机器人 (FFSR)捕捉运动目标的力矩控制算法及其仿真。首先 ,建立了计算FFSR关节驱动力矩的求解算法 ;其次结合基于广义雅可比矩阵的分解运动速度控制方法提出了一种FFSR捕捉运动目标的力矩控制算法 ;最后 ,计算机仿真验证了本文提出算法的正确性。

创新驱动空间溢出与区域经济收敛:基于空间计量分析

本文分析了创新驱动与区域经济收敛的理论机理,构建了创新驱动的评价指标体系,对中国31个省份2005年到2015年的面板数据进行了空间静态和空间动态研究,以及分时段和分区域验证,实证考察了创新驱动对区域经济收敛的空间溢出效应及其形成机制,得出主要研究结论:地区间经济发展的空间关联性,使得创新驱动对区域经济收敛形成正向直接效应的同时,也产生积极的空间溢出效应,这种溢出效应波及其他区域后又反作用于本区域,即形成累积效应,创新驱动对经济收敛的空间作用在这样的动态调整中,出现直接效应和空间溢出效应的长期效应大于短期效应的特征。还得出:全国范围内经济发展既存在条件β收敛,也存在俱乐部收敛;自2012年明确提出创新驱动发展战略以来,中国区域经济收敛速度明显加快。据此建议:在制定区域发展战略时,有必要考虑空间相关性的作用机理,积极搭建共享发展合作平台,促进地区经济协调与共享发展,逐步实现区域经济收敛。

微米级空间碎片撞击太阳电池研究

目的评估航天器太阳电池阵遭遇微米级空间碎片撞击后性能的下降程度。方法利用激光驱动飞片发射系统针对硅太阳电池开展系统的试验工作,对太阳电池机械损伤特性及伏安特性进行测试。利用ORDEM2000软件计算航天器所在轨道的碎片通量和速度。结合试验结果,计算航天器太阳电池阵因微米级空间碎片撞击引起的最大输出功率衰减率。结果太阳电池最大输出功率衰减率与溅射区直径呈二次函数关系,与表面污染率近似相等。未来5年天宫一号所在轨道航天器太阳电池因微米级空间碎片撞击引起的最大输出功率衰减率为0.45%。结论利用该研究结果可以预计航天器太阳电池因微米级空间碎片撞击引起的最大输出功率衰减率,为航天器总体设计提供技术支持。