检索结果-内蒙古大学图书馆

光谱学与光谱分析 2018年第9期38卷 2897-2902页

作者：于慧伶潘屾梁玉亮张怡卓东北林业大学信息与计算机工程学院黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学机电工程工程学院黑龙江哈尔滨150040

木材抗弯强度是评价木材力学性质的重要指标,其快速准确预测具有工程应用价值和科学意义。重点研究了使用近红外光谱分析光谱特征优选的卡尔曼滤波(KF)方法进行PLS建模,完成木材抗弯强度的预测。试验用126个蒙古栎无疵试样,依据国家标... 详细信息

木材抗弯强度是评价木材力学性质的重要指标,其快速准确预测具有工程应用价值和科学意义。重点研究了使用近红外光谱分析光谱特征优选的卡尔曼滤波(KF)方法进行PLS建模,完成木材抗弯强度的预测。试验用126个蒙古栎无疵试样,依据国家标准《木材物理力学性质试验方法》测量抗弯强度得到力学真值;在900~1 700nm波段进行近红外光谱采集,一阶导数与S-G卷积结合进行光谱预处理;然后,将光谱及抗弯力学样本视为动态系统,光谱冗余波长视为噪声信号,通过KF迭代得到系数矩阵和标准方差,并运用二者比值实现特征优选;最后建立蒙古栎的偏最小二乘(PLS)抗弯强度近红外模型。结果表明,经过KF优选后,光谱变量数由117减小到18个,预测模型的相关系数r=0.81、预测误差均方根RMSEP=6.59;为了进一步验证方法有效性,与无信息变量消除法(UVE)、连续投影方法(SPA)特征选择方法进行了对比,KF特征优选后的预测相关系数r分别提高了0.05和0.16,预测误差均方根RMSEP降低了2.33和7.66,采用KF特征选择建立的模型预测结果最佳。KF作为特征方法可有效选择近红外光谱特征波长,降低模型维度,提高模型的适用性与准确性。

关键词：木材抗弯强度卡尔曼滤波特征选择近红外光谱偏最小二乘法

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实木板材抗弯强度的SWCSS-GFK-SVM数据迁移建模方法

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光谱学与光谱分析 2022年第5期42卷 1471-1477页

作者：陈金浩蒋大鹏张怡卓王克奇东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

木材的抗弯强度是木材重要的力学指标。光谱分析操作简单、方便、快速,已成为木材检测的重要手段。但是在应用中,面对检测环境的温湿度变化、仪器部件老化和附件更换等情况,采集到的光谱数据会发生一定程度的偏移。为了解决这一问题,以... 详细信息

木材的抗弯强度是木材重要的力学指标。光谱分析操作简单、方便、快速,已成为木材检测的重要手段。但是在应用中,面对检测环境的温湿度变化、仪器部件老化和附件更换等情况,采集到的光谱数据会发生一定程度的偏移。为了解决这一问题,以落叶松抗弯强度的近红外光谱预测模型为研究对象,针对不同类型光谱仪数据差异而导致主机模型泛化能力差的问题,提出了一种迁移学习与光谱转移校准结合的近红外光谱建模方法。加工200组落叶松板材试件样本,以NIRQuest512光谱仪为主机、One-chip微型集成光谱仪为从机,分别采集落叶松试材光谱数据,利用力学万能测试机检测试件力学真值;2类数据经过SNV、SG、光谱剪切预处理后,从机数据使用PDS转移校正完成从机到主机光谱线性变换;然后,利用SWCSS对2类光谱数据进行特征提取,优选出主机与从机相关的稳定性一致光谱波段;最后,采用100组试件的2类近红外光谱数据进行GFK-SVM建模,得到适用于主机、从机设备的通用模型。为了验证模型方法的有效性,应用100组数据进行测试并对比了DS-PLS,PDS-PLS,DS-SWCSS-GFK-SVM和PDS-SWCSS-GFK-SVM等建模方法;结果表明,PDS采用了滑窗技术,方法相较DS方法可以更好地完成光谱数据的线形映射,在一定程度上提高了建模精度,统一了两组光谱仪之间的光程与波长数;SWCSS特征提取方法能够根据2组光谱数据集之间的差异与共性优选波段,保证特征选择的有效性与稳定性,提升建模精度;GFK-SVM适合不同光谱数据的迁移,能够通过合理的核函数参数优选实现不同类型光谱数据的高维映射,在高维空间中构建不同数据集的通用模型,实现主机模型在从机光谱预测上的泛化,提升了数据的使用效率,测试集相关系数R_(p)达到0.875,均方根误差RMSEP为11.975。

关键词：木材抗弯强度模型转移迁移学习 GFK-SVM

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摆锤敲入法确定木材强度等级的试验研究

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建筑结构 2018年第S1期48卷 621-623页

作者：谢安国袁海军梁杰方力强中国建筑科学研究院有限公司

摆锤敲入法检测木材强度是一种全新的技术,应用摆锤敲入法对不同木材的强度进行了试验研究,建立摆锤敲入深度与抗弯强度间的回归曲线,再根据实测抗弯强度值来确定木材的强度等级。通过一系列的试验研究,贯入深度与木材的抗弯强度有较好... 详细信息

摆锤敲入法检测木材强度是一种全新的技术,应用摆锤敲入法对不同木材的强度进行了试验研究,建立摆锤敲入深度与抗弯强度间的回归曲线,再根据实测抗弯强度值来确定木材的强度等级。通过一系列的试验研究,贯入深度与木材的抗弯强度有较好的对应关系,建立了二者的关系曲线,但由于该种方法是一种全新的方法,试验数据尚偏少,在今后工作中还需要进一步积累试验数据,为以后编写摆锤敲入法检测木材强度技术规程打下坚实的基础。

关键词：敲入深度回归曲线木材抗弯强度木材强度等级

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木材弯曲力学性质的近红外光谱无损检测方法研究

木材弯曲力学性质的近红外光谱无损检测方法研究

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作者：苏耀文东北林业大学

学位级别：硕士

木材是建筑、造船、运动器械的重要用材,然而,传统力学破坏性实验,耗时耗力,造成木材资源的严重浪费,因此,采用能够适应于木材力学性质检测无损高效的方法,是具有重要工程应用价值的科学问题。针对该问题,本文选取蒙古栎木材,采用近红... 详细信息

木材是建筑、造船、运动器械的重要用材,然而,传统力学破坏性实验,耗时耗力,造成木材资源的严重浪费,因此,采用能够适应于木材力学性质检测无损高效的方法,是具有重要工程应用价值的科学问题。针对该问题,本文选取蒙古栎木材,采用近红外光谱无损检测技术,建立定量预测模型,对蒙古栎无疵试样的抗弯强度和抗弯弹性模量进行分析。研究内容包括试样加工方法、样本优选、光谱预处理、特征数据优化和非线性模型。首先,为获取必需的实验数据,按照国家标准加工制作蒙古栎弯曲力学性质的无疵试样,采集近红外光谱数据,采用力学破坏实验测量抗弯强度和抗弯弹性模量的真实值。其次,为得到较好的建模样本,采用马氏距离剔除异常样本与Kennard-Stone样本集自动划分的方法。再次,为消除散射光、基线漂移和噪声等干扰,采用MSC-1stDerSG相结合的预处理方法。然后,为去除数据间的冗余性及无关因素,在PLS模型基础上,采用SiPLS、PSO-SiPLS的波长变量选择法和LLE-PLS、Isomap-PLS的非线性降维优化方法。最后,针对近红外光谱与真值间存在的复杂非线性关系,线性PLS模型存在非线性预测的局限性,采用BP神经网络和极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)非线性模型。实验结果表明,采用马氏距离剔除10个异常样本,采用Kennard-Stone方法得出的校正集样本,代表性强且分布均匀,划分合理;采用MSC-1stDer-SG进行光谱预处理,当卷积平滑窗口大小为9时,效果最好,光谱轮廓更加清晰,吸收峰更明显;采用SiPLS、PSO-SiPLS、LLE-PLS、Isomap-PLS对传统PLS模型的输入数据进行优化,数据优化模型的预测能力均比传统PLS模型有所提高,其中,Isomap-PLS模型预测效果最好,抗弯强度的预测相关系数为0.924,SEP为9.610,RPD为2.617,抗弯弹性模量的预测相关系数为0.923,SEP为0.839,RPD为2.594;将Isomap优化的特征数据作为模型输入,采用BP神经网络和ELM建立非线性模型,比于BP网络,Isomap-ELM具有训练速度快、泛化能力强的优势,预测效果最好,抗弯强度的预测相关系数为0.952,SEP为7.671,RPD为3.279,抗弯弹性模量的预测相关系数为0.946,SEP为0.706,RPD为3.089,所建模型能够在实际应用中进行定量预测分析。

关键词：无损检测近红外光谱木材抗弯强度木材抗弯弹性模量 Isomap-ELM

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