检索结果-内蒙古大学图书馆

南京林业大学学报(自然科学版) 2025年第1期49卷 225-234页

作者：薛震洋林海峰焦万果南京林业大学信息科学技术学院

【目的】由于火焰和烟雾都是动态目标，使得航拍视角下的森林火焰小目标和烟雾检测变得富有挑战性。基于卷积神经网络的林火小目标和烟雾检测模型构建对于平衡森林火灾小目标和烟雾目标的参数量和检测精度具有重要意义。【方法】根据林... 详细信息

【目的】由于火焰和烟雾都是动态目标，使得航拍视角下的森林火焰小目标和烟雾检测变得富有挑战性。基于卷积神经网络的林火小目标和烟雾检测模型构建对于平衡森林火灾小目标和烟雾目标的参数量和检测精度具有重要意义。【方法】根据林火检测实时性要求，对基于高实时性的FasterNet进行改进，并构建了FRSCnet的主干网络层。利用分组洗牌卷积(group shuffle convolution, GSConv)构建了FRSCnet的颈部网络层。在头部网络中，引入了卷积块注意力模块(CBAM)注意力机制。最后，在颈部网络的第1层添加了感受野阻滞(receptive field block, RFB)特征提取模块。【结果】FasterNet采用独特的部分卷积(partial convolution, PConv)技术，有效减少了冗余计算和内存访问，从而保证了模型在处理航拍图像时的高速检测性能。GSConv能够平衡模型的参数量和特征融合性能，从而在保证检测精度的同时减少了模型的复杂度。通过CBAM注意力机制，在尽可能少地增加参数量的情况下，模型能够更好地关注森林火灾小目标和烟雾目标，提高检测性能。RFB特征提取模块，可增大模型的感受野，更好地提取航拍视角下的森林火灾小目标和烟雾目标。实验结果表明，提出的FRSCnet模型的平均精度(mAP@0.5)达到了89.2%,比YOLOv7-tiny和YOLOv5-s模型分别提高了2.9%和5.3%,但是参数量比YOLOv7-tiny和YOLOv5-s模型低。【结论】提出的FRSCnet林火小目标和烟雾目标检测模型，在参数量和检测精度之间取得了较好的平衡。

关键词：林火识别烟雾识别目标检测卷积神经网络

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基于LoRa组网的超低功耗径流含沙量检测系统

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南京林业大学学报(自然科学版) 2025年第2期49卷 161-168页

作者：杨鹏城刘砚一陈书畅沈奕聪宋晨悦南京林业大学信息科学技术学院南京林业大学林草学院水土保持学院

【目的】我国水土流失现象严重，通过对水土流失状况进行有效、可靠的检测，为研究人员提供可靠的数据依据，助力水土流失和水土保持效益定量评价，更好地掌握水土流失情况和治理效果。【方法】基于物联网架构，设计了一套基于远距离无... 详细信息

【目的】我国水土流失现象严重，通过对水土流失状况进行有效、可靠的检测，为研究人员提供可靠的数据依据，助力水土流失和水土保持效益定量评价，更好地掌握水土流失情况和治理效果。【方法】基于物联网架构，设计了一套基于远距离无线电(long range radio, LoRa)组网的坡面土壤侵蚀动态检测系统，该系统采用LoRa Standby-CAD工作策略实现超低功耗。【结果】与传统技术相比，本研究设计的径流含沙量检测系统可降低40%电耗，待机时长可提高8.5倍；基于ECharts框架和华为云平台设计可视化大屏，实现检测数据可视化。实地测试结果表明，与传统比重法相比，本系统检测数据相对误差均值为3.08%。【结论】本研究设计的径流含沙量检测系统能持续地实时检测野外坡面径流小区径流含沙量及降水量，相比传统物联网技术方案，该系统功耗低、测试精度高、数据可视化、投产建设及维护成本低，可为相关生产、研究工作提供真实有效的实测数据及解决方案。

关键词：含沙量检测超低功耗 LoRa 径流

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基于动态模拟的防火线构建策略

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林业工程学报 2025年第1期10卷 160-167页

作者：李典婧张福全周凯文南京林业大学信息科学技术学院南京210037

森林火灾会导致林木资源损失,造成环境污染等,通过抑制森林火灾蔓延可以降低火灾带来的危害,因此设计和实施有效的防火线构建策略具有重要意义。在对森林火灾进行动态模拟的基础上提出了火灾蔓延防火线抑制策略并分析干预策略效果,对防... 详细信息

森林火灾会导致林木资源损失,造成环境污染等,通过抑制森林火灾蔓延可以降低火灾带来的危害,因此设计和实施有效的防火线构建策略具有重要意义。在对森林火灾进行动态模拟的基础上提出了火灾蔓延防火线抑制策略并分析干预策略效果,对防火线构建的策略进行了仿真实验,使用随机直线构建策略和山脊线构建策略对防火线进行仿真模拟。结果表明,选取山脊线进行构建防火线虽然可成功抑制局部区域火灾蔓延,但是抑制效果不佳,抑制火灾蔓延的范围小。为抑制更大范围火灾蔓延面积,通过分析森林火灾的影响因子,选取植被指数、坡度、坡向对火点进行K⁃means聚类,根据聚类结果对类内与类间分别进行防火线构建。研究结果表明,根据聚类结果在类间优先山脊线构建防火线策略有着良好表现,火灾蔓延面积降低了63.12%,有效阻止了森林火势的扩散。本研究提出了防火线最佳位置构建策略,根据火灾影响因子的聚类结果在类间优先山脊线构建防火线,此结果对未来森林消防策略的制定具有一定的借鉴意义。

关键词：元胞自动机森林火灾防火线构建聚类分析动态模拟

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SSFYOLO:一种面向复杂森林场景的树干检测算法

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北京林业大学学报 2025年第2期47卷 132-142页

作者：杨灿范习健张九于南京林业大学信息科学技术学院人工智能学院江苏南京210037

【目的】因为在复杂环境下树干目标尺寸差距大且易受遮挡,所以树干检测容易出现漏检、错检等问题。为有效解决这个问题,提出一种基于单阶段目标检测框架的树干检测算法SSFYOLO。【方法】首先,设计了空间感知网络模块SAM。SAM模块能够高... 详细信息

【目的】因为在复杂环境下树干目标尺寸差距大且易受遮挡,所以树干检测容易出现漏检、错检等问题。为有效解决这个问题,提出一种基于单阶段目标检测框架的树干检测算法SSFYOLO。【方法】首先,设计了空间感知网络模块SAM。SAM模块能够高效处理多尺度和多分辨率的特征信息,在保证计算效能的同时,实现对各类特征的充分整合与精确提取,提高目标检测的准确性和效率。其次,设计多尺度特征增强自适应网FastScaleNet,用于替代YOLO模型中的C2f结构。FastScaleNet通过更为精细的多尺度特征融合与优化,并且利用跳跃连接和特征融合策略,有效保留不同层次的特征信息,增强模型对不同尺度目标的表达能力,提升模型的稳健性和广泛适用性。最后,引入加权IoU(WIoU)机制,实现对小目标损失权重的动态优化。WIoU机制根据目标尺寸的不同,动态调整损失权重,使模型在面对小尺寸目标时,能够灵活调整参数,从而灵活适应不同尺寸目标的检测需求,进一步提高小目标检测的准确性和鲁棒性。【结果】对复杂场景下树干数据集进行检测实验,与主流检测算法YOLOv8相比,SSFYOLO算法在缩小参数量的同时,具有更好的检测精度,其参数量减少了20%,平均精度均值(mAP)和召回率分别提升了1.6和0.7个百分点。【结论】本研究设计了面向复杂森林场景的树干检测算法SSFYOLO。SSFYOLO算法在复杂环境树干检测中表现出色,具有广阔的应用前景。

关键词：目标检测深度学习深度卷积神经网络特征提取计算机视觉树干检测复杂场景

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林区道路病害检测与定位系统

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林业工程学报 2025年第1期10卷 152-159页

作者：周佳顺李爽李骏慧刘云飞南京林业大学信息科学与技术学院南京210037

道路病害不仅破坏道路内部结构的稳定性,还增加了道路交通安全隐患。由于相对恶劣的建造环境和使用环境,林区道路更容易产生路面裂缝和坑槽等病害。为快速准确地检测并定位林区道路病害,以便道路的后期养护,设计了一种基于深度学习的道... 详细信息

道路病害不仅破坏道路内部结构的稳定性,还增加了道路交通安全隐患。由于相对恶劣的建造环境和使用环境,林区道路更容易产生路面裂缝和坑槽等病害。为快速准确地检测并定位林区道路病害,以便道路的后期养护,设计了一种基于深度学习的道路病害检测与定位系统。构建了一个轻量化目标检测网络,部署在边缘计算设备上,使用OAK⁃D智能相机采集图像信息和深度信息,再结合GPS模块、IMU模块以及双目视觉定位算法,不仅可以实时检测道路病害,而且还能准确定位。为方便统计和观察道路病害的位置信息,该系统将检测到的病害类型及经纬度信息以文本的形式保存在边缘计算设备上并通过UI界面显示出来。系统上路实测数据表明,检测平均精度为92.3%,检测速度为43帧/s,比YOLOv5s的检测速度提高了86%,定位误差小于6.5 m。该系统处理速度快、检测精度高、稳定性强,可满足实际工程的运行要求。

关键词：深度学习林区道路病害检测双目视觉定位算法轻量化目标检测网络

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基于华为云的坐具多点融合感知评价系统

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林业工程学报 2025年第2期10卷 187-195页

作者：余嘉乐杨梦成童锴顾颜婷刘云飞徐锋南京林业大学信息科学技术学院南京210037 南京林业大学家居与工业设计学院南京210037

沙发等坐具的力学性能及表面材料的温感特性对坐具的舒适度和人体坐姿具有重要影响。因缺乏专业的便携式坐具多位点数据采集与舒适度评测系统,致使对沙发等坐具舒适度评价及坐姿检测过程费时费力。基于此,设计了一套以STM32为主控的集... 详细信息

沙发等坐具的力学性能及表面材料的温感特性对坐具的舒适度和人体坐姿具有重要影响。因缺乏专业的便携式坐具多位点数据采集与舒适度评测系统,致使对沙发等坐具舒适度评价及坐姿检测过程费时费力。基于此,设计了一套以STM32为主控的集成华为云平台物联网技术的坐具多点融合感知评价系统。系统由软、硬件两部分组成:硬件系统以STM32为主控制器,主要包含电源管理模块、数据采集与处理模块、通信模块等,以实现整个系统的电源分配、坐垫和靠背多位点温湿度和应力数据的采集与处理,通过Wi-Fi或2.4G无线模块将数据分别发送至华为云平台和电脑端上位机等;软件部分包含云端、手机端和本地上位机端。华为云平台将接收的数据实时流转至云端数据库,并提供云API供微信小程序调用以实现双向通信;上位机完成数据的实时动态显示、坐姿检测与预警和舒适度评价等;软件系统还包括网页端,以获取云数据库存储的历史数据。实测结果表明,系统能快捷准确地获取多点温湿度及压力数据,并动态显示当前的测试状况;测试数据能够较准确反映坐垫材料的物理及力学性能,同时舒适度评价和坐姿检测算法能有效地评价当前人体舒适度和坐姿状态,其平均准确率分别为77%和80%。系统具有稳定性高、实时性强、成本低廉、便携可靠等优点,可为沙发等坐垫新材料的物理特性评测及舒适度评价提供解决方案。

关键词：坐具感知评测系统舒适度评价华为云坐姿检测

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基于动态优化周期的风光氢储耦合系统改进能量管理策略

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电力系统自动化 2025年第2期49卷 142-153页

作者：王辰汤奕郑晨一东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 南京林业大学信息科学技术学院、人工智能学院江苏省南京市210037

电/氢混合储能对离网风光发电系统的功率调节能力起到不可忽视的作用,但未充分考虑能量管理的综合性能。针对上述问题,提出了一种基于动态优化周期的改进能量管理策略。首先,以系统运行成本最小为目标进行日前优化。然后,在日内滚动优... 详细信息

电/氢混合储能对离网风光发电系统的功率调节能力起到不可忽视的作用,但未充分考虑能量管理的综合性能。针对上述问题,提出了一种基于动态优化周期的改进能量管理策略。首先,以系统运行成本最小为目标进行日前优化。然后,在日内滚动优化的过程中自适应调节权重因子,合理协调短期功率平抑和长期状态优化,并对滚动优化周期进行动态调节,在减少冗余调节的同时,提升控制器的实时响应能力。最后,在实时校正层分别使用逐次变分模态分解和双层模糊控制对混合储能功率进行初次分配和二次分配,充分利用混合储能的运行特性并提升系统鲁棒性。算例分析表明,与传统策略相比,改进能量管理策略可使系统运行成本、能量失衡率和计算时间分别降低38.3%、63.1%和57.9%,提高了系统能量管理的经济性、可靠性和实时性。

关键词：电/氢混合储能能量管理自适应权重动态优化周期逐次变分模态分解双层模糊控制

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基于Transformer的报纸版面分割方法研究

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南京师大学报(自然科学版) 2025年第1期48卷 109-118页

作者：朱一凡高华业宁南京林业大学信息科学技术学院、人工智能学院江苏南京210037

大数据背景下信息的检索与研究对海量传统纸媒的数字化提出了挑战,得益于不断发展的计算机视觉与人工智能方法,DETR模型可被应用于报纸版面分割.针对原模型在版面分割中存在的检测速度慢、参数量大及分类不精准等问题,本文提出了采用Shu... 详细信息

大数据背景下信息的检索与研究对海量传统纸媒的数字化提出了挑战,得益于不断发展的计算机视觉与人工智能方法,DETR模型可被应用于报纸版面分割.针对原模型在版面分割中存在的检测速度慢、参数量大及分类不精准等问题,本文提出了采用ShuffleNet V2轻量级主干网络的改进模型,该方法可有效提升计算效率并减少模型参数量,从而缓解Transformer结构的计算压力.同时,通过特征金字塔结构,该模型能够充分融合全局信息及细节信息,显著增强多尺度目标的识别能力.此外,该模型还引入高效通道注意力(ECA)模块来提取关键目标特征,以此有效抑制无关背景信息,在保证分割性能的同时实现轻量化设计.实验结果表明,改进模型在报纸版面分割任务中的参数量为38.5 M,帧率(FPS)高达47.5 img/s,mAP_(0.5)达到了0.806.与原DETR模型相比,改进模型在参数量上减少了2.8 M,帧率提高了28.3 img/s,mAP_(0.5)提升了3.2%.本文提出的模型还可以为报纸版面的OCR识别提供前期技术支持.

关键词：版面分割 DETR ShuffleNet V2 特征金字塔 ECA通道注意力

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一种基于离散各向异性辐射传输模型的光线追踪算法

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西北林学院学报 2025年第1期40卷 1-10页

作者：钱文陆鑫云挺朱正礼南京林业大学信息科学技术学、人工智能学院江苏南京210037 南京林业大学林草学院、水土保持学院江苏南京210037

光合有效辐射是作物生产力模型、陆地生态系统模型和生物地化模型的一个重要参量,研究光合有效辐射对植物生长有重要意义。在如今,不同类型的模型可以模拟树林的激光雷达波形,即使用计算机模型来生成再树林中使用激光雷达时可观测到的波... 详细信息

光合有效辐射是作物生产力模型、陆地生态系统模型和生物地化模型的一个重要参量,研究光合有效辐射对植物生长有重要意义。在如今,不同类型的模型可以模拟树林的激光雷达波形,即使用计算机模型来生成再树林中使用激光雷达时可观测到的波形,而半经验模型和几何模型精确度不够高。蒙特卡洛射线追踪(MCRT)模型虽有较高的精确度,但对计算需求很高。本研究提出了一种新的LiDAR光线追踪模型,基于在离散各向异性辐射传输(DART)模型中引入准蒙特卡洛射线跟踪方法。以实现了“盒方法”和“射线卡罗方法”这2种新方法的结合。在离散辐射传输中,加入模拟光子对光能的微小样本进行模拟;将俄罗斯轮盘赌思想加入蒙特卡洛射线追踪中,以便在达到精度要求的同时减少大量的计算需求;同时对场景模型进行网格化剖分,更加准确地对光线进行追踪。结果表明,6月中旬至7月期间,地表太阳辐射估计值与实际测量值的平均相对误差为3.8%~4.2%,光合有效辐射的估计值与实际测量值的平均相对误差为3.5%~3.9%,估算效果较好,其精确度相较于传统的蒙特卡洛算法提高了1.6%。对比实际测量与该算法模拟的拦截效率,得出误差率在1.66%~2.72%,精确度较高。试验结果对于研究植物生理过程具有重要意义。

关键词：光合有效辐射盒方法射线卡罗方法射线追踪蒙特卡洛

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测试木材剪切模量的悬臂方板扭转振动法

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林业工程学报 2025年第1期10卷 136-143页

作者：兰昕苑王正邹红艳齐亮王军陈清平南京林业大学材料科学与工程学院南京210037 南京林业大学机械电子工程学院南京210037 南京林业大学信息科学技术学院南京210037 福建鑫恒达车厢底板有限公司三明366035

为提高动态测试木材主向剪切模量的精度和适用性,提出了一种动态测试木材主向面上2个相互垂直方向剪切模量的方法,即悬臂方板扭转振动法。首先根据能量原理和回归分析得到悬臂方板扭转振动法测试木材主向剪切模量的推算公式及其相应的(... 详细信息

为提高动态测试木材主向剪切模量的精度和适用性,提出了一种动态测试木材主向面上2个相互垂直方向剪切模量的方法,即悬臂方板扭转振动法。首先根据能量原理和回归分析得到悬臂方板扭转振动法测试木材主向剪切模量的推算公式及其相应的(弦向面LT向、径向面LR向和横切向面RT向)悬臂方板振型系数公式;然后得到弦向面TL向悬臂方板的振型系数公式,以此测试木材弦向面TL向的剪切模量;最后对6个树种、3个木材主向和宽厚比6~30的悬臂方板进行木材主向剪切模量仿真计算。从仿真结果分析了利用悬臂方板扭转振动法测试木材主向剪切模量的有效性;同时,宽厚比为15的悬臂方板用于测试木材主向剪切模量具有足够精度。通过应用悬臂方板扭转振动法测试了落叶松[Larix gmelinii(Rupr.)Kuzen]弦向面LT向(试件长和宽分别沿木材L向和T向)和TL向(试件长和宽分别沿木材的T向和L向)的剪切模量以及杨木LVL板材的纵向和横向剪切模量。研究结果表明:对于宽厚比约为15和10的悬臂方板,落叶松LT向与TL向的剪切模量测试值之比分别为1.09和1.16;而LVL纵向与横向剪切模量测试值之比分别为1.01和1.14。悬臂方板扭转振动法测试落叶松LT向剪切模量的有效性得到了非对称四点弯曲梁法(静态)和自由板扭转振型法、自由方板扭转模态法(动态)的试验验证。因此,悬臂方板扭转振动法成功地表明木材主向面上相互垂直方向的剪切模量在数值上存在差异,其差异大小与悬臂方板的宽厚比有关。

关键词：木材悬臂方板剪切模量动态测试扭转振动法尺寸效应

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