检索结果-内蒙古大学图书馆

森林工程 2024年第4期40卷 150-159页

作者：刘九庆刘凡朱斌海东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

为满足旋翼无人机执行林区内定点监测、侦查等任务,通过对鸟类栖息过程研究及腿足仿生研究,设计一种仿生栖息机械臂。对整机进行模块化设计及运动学分析,腿部模块使用机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical ... 详细信息

为满足旋翼无人机执行林区内定点监测、侦查等任务,通过对鸟类栖息过程研究及腿足仿生研究,设计一种仿生栖息机械臂。对整机进行模块化设计及运动学分析,腿部模块使用机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems,ADAMS)进行运动学轨迹仿真,爪部模块使用D-H(Denavit-Hartenberg)参数法取得趾尖运动学方程,通过MATLAB仿真得到爪部模块趾尖的工作空间点云分布。制作样机搭建试验系统,分别对趾部活动范围以及整机栖息能力进行试验验证。该设计结构简单,易操控,可完成试验室阶段的栖息行为。

关键词：仿生设计栖息机构绳驱动计算机仿真

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低等级公路货车路侧事故乘员伤害评估方法

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哈尔滨工业大学学报 2024年第11期56卷 132-139页

作者：程国柱穆长儒靳钢睿裴玉龙徐亮东北林业大学土木与交通学院哈尔滨150040 北京汽车研究总院有限公司北京101300 长春工程学院土木工程学院长春130012

为定量评估低等级公路货车路侧事故风险,降低路侧事故损失,使用PC-Crash软件进行仿真试验,研究在不同圆曲线半径、边坡坡度、驶出速度和路基高度的条件下轻型货车和重型货车驶入路侧的事故严重程度。以加速度损伤指标ASI作为乘员伤害评... 详细信息

为定量评估低等级公路货车路侧事故风险,降低路侧事故损失,使用PC-Crash软件进行仿真试验,研究在不同圆曲线半径、边坡坡度、驶出速度和路基高度的条件下轻型货车和重型货车驶入路侧的事故严重程度。以加速度损伤指标ASI作为乘员伤害评估指标,分别建立了低等级公路直线段和曲线段货车路侧事故乘员损伤程度计算模型。利用Fisher最优分割法,根据ASI有序数据样本,划分了低等级公路货车路侧事故严重度等级并计算了加速度损伤指标ASI阈值,提出了低等级公路货车路侧事故严重度评价标准。研究结果表明:加速度损伤指标ASI与车速和路基高度之间体现出类似于正线性变化趋势;加速度损伤指标ASI与边坡坡度之间体现出类似于指数函数变化趋势;加速度损伤指标ASI与圆曲线半径之间体现出类似于幂函数变化趋势;相比于车速和路基高度,边坡坡度的增加更容易导致车辆冲出路外发生路侧事故,增加路侧事故严重程度;圆曲线半径的增大虽然可以减少路侧事故的严重程度,但其影响相对较小。

关键词：交通工程乘员伤害 Fisher最优分割算法低等级公路加速度损伤指标路侧事故

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基于不同机器学习算法的无人机高光谱影像树种分类研究

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森林工程 2024年第4期40卷 98-108页

作者：刘康康钟浩林文树东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

机载高光谱数据能够反映树种光谱特征,可以对森林树种进行精确分类。应用不同机器学习分类算法对无人机高光谱影像进行树种分类研究。首先利用无人机完成黑龙江省帽儿山实验林场研究区的高光谱数据采集,对获取数据进行一系列预处理;然... 详细信息

机载高光谱数据能够反映树种光谱特征,可以对森林树种进行精确分类。应用不同机器学习分类算法对无人机高光谱影像进行树种分类研究。首先利用无人机完成黑龙江省帽儿山实验林场研究区的高光谱数据采集,对获取数据进行一系列预处理;然后分别利用基于高斯核的支持向量机、随机森林、K-近邻3种不同机器学习分类算法建立基于全波段高光谱数据的树种分类模型,并基于不同波段选择方法(连续投影算法、竞争性自适应重加权法以及无信息变量消除法)对全波段高光谱数据降维后再进行树种分类模型构建;最后联合不同波段选择方法与高光谱图像纹理特征构建树种分类模型,并对不同处理方法结果进行比较。研究表明,对于全波段高光谱数据的树种分类模型中,基于高斯核的支持向量机分类准确率最高(87.55%)。不同波段选择后,随机森林稳定性是3种分类算法中最好的,准确率较高,而基于高斯核的支持向量机分类准确率随着特征维度的增加而提升。基于灰度共生矩阵提取纹理特征后结合波段选择建立的树种分类模型准确率高于单一的波段选择建立的模型,尤其是K-近邻分类算法的提升最大,说明具有明显划分的特征进行其建模可达到较好分类效果。该研究利用不同特征选择方式结合3种不同的机器学习分类算法实现了基于高光谱数据的优势树种分类,为波段选择方式与机器学习算法结合提供了技术参考,也对基于无人机高光谱数据的森林生物量反演和碳储量估测研究具有重要意义。

关键词：无人机高光谱特征提取机器学习树种分类

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基于FPGA的遥感图像实时检测硬件加速

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电光与控制 2023年第12期30卷 115-120页

作者：赵永辉吕勇刘雪妍万晓玉郭淳宇刘淑玉东北林业大学信息与计算机工程学院哈尔滨150000

遥感图像实时检测是遥感应用领域的关键技术问题之一,针对目前主流的目标检测算法在图像处理器(GPU)上存在模型参数量大、实时性差、功耗大和成本高的问题,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的遥感图像实时检测方案。首先,为减少参数... 详细信息

遥感图像实时检测是遥感应用领域的关键技术问题之一,针对目前主流的目标检测算法在图像处理器(GPU)上存在模型参数量大、实时性差、功耗大和成本高的问题,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的遥感图像实时检测方案。首先,为减少参数量、提高检测速度,采用MobileNetv2作为特征提取网络,融合深度可分离卷积,使得模型轻量化便于部署;接着,采用CA注意力模块提高检测精度;最后,将模型浮点数参数量化为8位定点数,并将量化后的网络模型在FPGA上完成部署。实验表明,在遥感数据集VisDrone 2019上,所提设计方案平均精度均值(mAP)达到14.79%,FPS达到46.78帧/s,平均功耗为8 W,比CPU提高375.4%的检测速度,比GPU降低96.8%的功耗。该方案可以满足实时目标检测的要求,并且能够部署在功耗受限的卫星、无人机等设备上。

关键词：遥感图像注意力机制 FPGA YOLOv4

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定制化被动式木门窗材柔性分类智能控制系统设计

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森林工程 2024年第3期40卷 162-169页

作者：石昌玉丁禹程曲文任长清吴哲杨春梅东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

针对行业内被动式木门窗扇及窗框等集成材根据订单要求完成定长截断、四面刨铣后,需要对尺寸各异的门窗材进行优化分类堆叠的现状设计柔性分类智能远程控制系统。通过Modbus通信协议及多种传感器协同完成现场数据的实时采集,运用消息队... 详细信息

针对行业内被动式木门窗扇及窗框等集成材根据订单要求完成定长截断、四面刨铣后,需要对尺寸各异的门窗材进行优化分类堆叠的现状设计柔性分类智能远程控制系统。通过Modbus通信协议及多种传感器协同完成现场数据的实时采集,运用消息队列遥测传输(Message Queuing Telemetry Transport,MQTT)协议和通信模块将采集的数据上传至云平台,终端用户通过手机App或Web端实时查看系统运行数据及进行远程操控,实现基于物联网的远程监控与报警。结果显示,设计的控制系统尺寸信息采集系统的鲁棒性较高,系统故障率低,同时提高分类堆叠效率。控制系统的设计实现了门窗材定制化分类堆叠的自动化、数据实时采集与传输以及远程监控,为实木加工的智能化与信息化应用提供了技术支撑。

关键词：定制化门窗材分类堆叠智能化远程监控被动式建筑

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基于双五次多项式的智能汽车换道路径规划研究

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南京信息工程大学学报 2024年第2期16卷 155-163页

作者：李胜琴张明瑞东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

快速准确地进行换道路径规划、有效跟踪期望路径以及换道过程中保持车辆的操纵稳定性,是保障智能汽车主动安全的核心技术.针对智能汽车主动换道过程中的路径规划问题,引入中转位置,提出基于双五次多项式的路径规划策略,以提高换道路径... 详细信息

快速准确地进行换道路径规划、有效跟踪期望路径以及换道过程中保持车辆的操纵稳定性,是保障智能汽车主动安全的核心技术.针对智能汽车主动换道过程中的路径规划问题,引入中转位置,提出基于双五次多项式的路径规划策略,以提高换道路径的平滑性,保证车辆换道安全性,满足换道实时性要求.对主动换道场景进行分析,确定换道初始及目标位置;基于车辆换道过程中的临界碰撞点,提出双五次多项式换道路径规划策略;建立联合仿真模型,针对不同道路状态进行主动换道仿真试验.结果表明:由于引入了中转点,利用双五次多项式规划方法得到的换道路径在临界碰撞状态前有更明显的侧向位移,能避开前方障碍车保证了换道安全性;换道中转位置处车辆最大侧向加速度不超过2 m/s^(2),保证了换道过程中车辆操纵稳定性;在干燥路面与湿润路面工况下,换道所需纵向安全距离减小20 m左右,保障了换道过程的纵向碰撞的安全性.研究结果可以为智能汽车主动换道路径规划提供理论及实践依据.

关键词：主动换道路径规划双五次多项式中转点智能汽车

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异形包裹全方位自动扫描分拣系统研制

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包装工程 2023年第21期44卷 229-236页

作者：孙术发吴盛兰巧燕刘嵩翟婉睿姚发鑫东北林业大学土木与交通学院哈尔滨150040 东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040 东北林业大学计算机与控制工程学院哈尔滨150040

目的为适应快递包裹外形的多样性,分拣标签的张贴无规律性,提高物流分拣环节无人化和绿色化,降低分拣成本,研制一种异形包裹全方位自动扫描分拣系统。方法该系统对现有物流传送装置进行结构改进,设计旋转式分拣平台及玻璃板内嵌传送带,... 详细信息

目的为适应快递包裹外形的多样性,分拣标签的张贴无规律性,提高物流分拣环节无人化和绿色化,降低分拣成本,研制一种异形包裹全方位自动扫描分拣系统。方法该系统对现有物流传送装置进行结构改进,设计旋转式分拣平台及玻璃板内嵌传送带,通过Solidworks仿真软件构建整体模型,并进行场景仿真,开发基于OpenCv4.5.4-Python、Zbar的多线程ROI模板追踪算法与Blob检测算法结合高斯滤波、模板匹配及透视变换获取条码信息,并搭建基于STM32F407ZGT6输出PWM进行运动控制的异形包裹全方位自动扫描分拣物理样机。结果实验结果表明,物理样机对异形包裹平均识别时间为0.91 s,平均分拣时间则可稳定在1.78 s左右。结论该系统可以全方位无死角扫描包裹条码,准确率可达100%,具有良好的稳定性和准确性。

关键词：异形包裹分拣平台计算机视觉自动扫描分拣

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基于多尺度几何特征单木点云的语义分割

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西北林学院学报 2024年第2期39卷 28-35页

作者：曹荣贞刘浩然林文树东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

针对目前地面激光扫描树木点云精确分离枝干点和树叶点成分困难的问题,提出一种基于多尺度几何特征的单木点云语义分割的方法。首先将水曲柳和樟子松样地点云数据进行单木分割,再计算多尺度点云协方差矩阵特征值,之后选择特征分类器,并... 详细信息

针对目前地面激光扫描树木点云精确分离枝干点和树叶点成分困难的问题,提出一种基于多尺度几何特征的单木点云语义分割的方法。首先将水曲柳和樟子松样地点云数据进行单木分割,再计算多尺度点云协方差矩阵特征值,之后选择特征分类器,并根据特征值重要性选择最优特征值,最后对树木的枝干叶点云进行分割。通过比较支持向量机(SVM)、极限梯度增强(XGBoost)和随机森林(RF)3种分类器的训练时间和精度,选择XGBoost作为最终的分类器,并根据特征值重要性选择出6种最优特征。结果表明,2块样地枝干点和叶点的分割精度都>0.88,并且F1值和IOU也都在0.8以上。提出的方法能够有效分割出水曲柳和樟子松树叶点云和枝干点云,有较高的识别精度,研究结果为后续单木三维模型构建及生物量估算提供了条件。

关键词：地面激光扫描点云数据多尺度几何特征语义分割

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基于近红外的木屑含水率定量检测

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中南林业科技大学学报 2024年第2期44卷 184-196页

作者：彭润东李耀翔张哲宇陈雅刘晓利东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

【目的】基于近红外光谱分析技术(NIRS)构建杨木、松木木屑的含水率预测模型,并将2种木屑样本光谱数据集混合建立含水率预测模型,实现同时预测多树种木屑含水率。为提高NIRS模型预测木屑含水率精度与普适性提供理论依据。【方法】本研... 详细信息

【目的】基于近红外光谱分析技术(NIRS)构建杨木、松木木屑的含水率预测模型,并将2种木屑样本光谱数据集混合建立含水率预测模型,实现同时预测多树种木屑含水率。为提高NIRS模型预测木屑含水率精度与普适性提供理论依据。【方法】本研究采用偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机回归(SVR)建立制浆材木屑含水率NIRS预测模型。采用粒子群算法(PSO)、灰狼算法(GWO)优化模型超参数。以制浆原料中的木屑为研究对象,采集了由杨木和松木为主的120份木屑样本的近红外光谱。分别采用杠杆值与学生化残差t检验法(HLSR)和标准正态变量变换(SNV)等方法对原始光谱数据进行异常样本剔除和预处理,采用无信息变量消除法(UVE)等提取特征波段,对比经GWO、PSO优化的SVR模型和PLSR模型的性能。【结果】对杨木木屑含水率最优NIRS模型,最佳预处理方法为SNV+Auto+SGS,结合CARS构建PSO-SVR模型(R_(P)^(2)=0.916 4,RMSEP=0.114 8%)。对松木木屑含水率最优NIRS模型,最佳预处理方法为SNV+Auto+SGS,结合UVE构建PSO-SVR模型(R_(P)^(2)=0.934 3,RMSEP=0.063 7%)。对混合木屑含水率最优NIRS模型,最佳预处理方法为MSC+Auto+SGS,结合UVE构建PSO-SVR模型(R_(P)^(2)=0.922 1,RMSEP=0.111 1%)。【结论】NIRS可以用于预测单一树种木屑含水率,建立同时预测多树种木屑含水率预测模型是可行的。通过不同预处理和优化算法进行比较筛选组合进行模型优化可以显著提高木屑含水率近红外估测模型的精度。为实时检测制浆材木屑含水率提供了理论依据和技术支持。

关键词：木屑含水率近红外光谱灰狼算法粒子群算法

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长周期地震动作用下基础隔震结构抗倾覆能力研究

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自然灾害学报 2023年第4期32卷 170-180页

作者：张亮泉夏天东北林业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150040

对极限高宽比的基础隔震结构进行地震响应分析,探究常规地震动与长周期地震动的差异,并从隔震层位移、隔震层拉应力以及结构的抗倾覆力矩比3种导致结构倾覆的参数入手,分析基础隔震结构在长周期地震动作用下的倾覆情况。首先,选取近断... 详细信息

对极限高宽比的基础隔震结构进行地震响应分析,探究常规地震动与长周期地震动的差异,并从隔震层位移、隔震层拉应力以及结构的抗倾覆力矩比3种导致结构倾覆的参数入手,分析基础隔震结构在长周期地震动作用下的倾覆情况。首先,选取近断层脉冲型长周期地震动和远场类简谐长周期地震动各9条。其次,建立3种不同烈度区下极限高宽比限值时的框架隔震结构模型,分析不同设防烈度下罕遇地震对基础隔震结构隔震层支座水平变位与轴向受力的影响,以及罕遇地震时结构的抗倾覆力矩比。最后,修正高宽比限值简化公式,计算出长周期地震动作用下的理论高宽比限值,根据限值修正结构高宽比后再进行地震响应分析。研究结果表明:在长周期罕遇地震动作用下,基础隔震结构隔震支座位移量普遍超过允许限值,大量支座出现拉应力,其中部分支座拉应力超过允许限值,隔震层受到严重破坏;少数情况下结构抗倾覆比小于1.2,结构有倾覆可能;结合简化公式给出长周期地震动作用下高宽比建议值。

关键词：高宽比长周期地震动基础隔震结构抗倾覆能力

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