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[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
曾勉 龚晨 徐正元
提出了一种基于RSS(received signal strength)的改进的可见光定位算法,并且通过实验验证了该算法.为了消除相邻LED光信号的干扰,相邻灯采用时分的模式发送信号.首先,通过仿真和实验结果分析了基于朗伯模型的RSS定位算法,然后提出了一种改进的定位算法.通过实验结果和仿真结果证明,该定位算法在实用定位系统中的定位误差可达到厘米级别,并且该定位算法的鲁棒性更好、算法复杂度更低,更适合于实际工程应用.
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李德建 乌峰 刘斌 甘杰 阳辉 宋健
可见光通信（visible light communication， VLC）技术利用LED照明实现短距离无线通信，是下一代无线通信的候选技术之一。室内高精度定位在无法实现GPS卫星定位的楼宇内部等区域，对基于位置服务（location based services，LBS）应用具有重要意义。该文设计了一种融合高精度定位功能的VLC系统，通过电力线通信（power line communication，PLC）实现了210盏LED的规模化组网，适用于室内移动机器人的应用。测试结果表明：系统的VLC平均数据率为130.9 Kbps，可实现的定位精度小于3.5 cm。
关键词：
电力线通信 可见光通信 室内定位
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
杨海军 阳辉 宋健
为解决楼道、地下矿井、隧道、机场等对电磁信号敏感、无线信号弱的场所通信问题,设计兼顾照明、通信和定位的电力线载波通信(PLC)和可见光通信(VLC)双向语音通信系统。经过实验室与隧道现场实测,传输干线峰值速率达到2 Mb/s,灯上速率达到250 kb/s,便携式智能终端接入时间小于1 s,同时支持5个移动终端协同作业。系统达到项目的设计指标,对项目的下一步推广应用具有良好的参考价值。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
徐爱俊 方陆明 楼雄伟
以森林火灾远程视频预警监控工程为依托,对森林火灾发生、发展的可见光视频图象进行研究,提出森林火灾识别算法,并进行处理。分析了基于视频的森林火灾火焰特征,指出火焰特征主要包括颜色变化、面积变化、边缘变化、形体变化、闪动规律和整体移动等。在此基础上,提出了视频图像中的森林火灾区域检测方法与森林火灾识别方法;根据图像区域分割匹配算法,以火焰颜色特征和面积变化为火灾判别依据,统计疑似火灾区域面积,定时地对其进行两两匹配,实现对森林火灾图像的实时检测和识别。经实际验证,该算法的查全率与查确率分别达到72.22%和92.86%。
[期刊] 图书馆建设
[作者]
牛悦 刘秋让
相对于传统的蓝牙、Wi-Fi室内定位技术,基于可见光通信的室内定位技术具有低能耗、定位精度高和普适性的优点。全新的可见光通信技术能够满足图书馆室内导航的应用需求,帮助读者快速、有效地获取到所需的图书资源,提高其找书的效率及服务质量。基于可见光通信的图书馆室内导航服务是将可见光通信室内定位技术和图书馆传统服务结合起来的首次尝试,具有重要的研究价值和现实意义。
关键词：
可见光通信 室内定位 室内导航 LED灯
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
胡耀华 郭康权 铃木孝范 野口刚 胡西红 佐竹隆显
【目的】明确可见光和近红外光谱快速无污染检测猪肉颜色的可行性。【方法】采用漫反射光纤探头测定真空包装猪肉的光谱,用国际发光照明协会(CIE)规定的亮度(L*)、红度(a*)、黄度(b*)、色相和饱和度对猪肉颜色进行评价。【结果】测得任意厚度真空包装猪肉的可见光谱和近红外光谱,经二阶微分处理,用偏最小二乘法进行回归分析后,所有肉色的相关系数均大于0.83,且预测值与测定值之间无显著差异。【结论】用漫反射光纤探头的可见光和近红外光谱可以预测猪肉肉色,且精度较高。利用可见光和近红外光谱可以实现猪肉颜色的快速无污染检测。
关键词：
猪肉 肉色检测 可见光 近红外光谱
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
李志铭 赵静 兰玉彬 崔欣 杨焕波
【目的】采用无人机遥感技术对作物进行分类识别,为及时获取农田信息、制定农田管理策略及产量估测提供技术支持。【方法】采用无人机遥感平台,获取试验区域玉米、桃树、菜花、大豆的可见光正射影像;利用HSV色彩空间转换和纹理滤波,获取不同地物的24项纹理特征与3项色彩特征。分别通过ReliefF算法及基于支持向量机的递归特征消除算法(support vector machine-recursive feature elimination,SVM-RFE)进行特征选择与分类,建立6种监督分类模型,利用得到的特征子集对其进行训练,对各模型分类效果进行精度评价。【结果】由SVM-RFE特征子集训练的6种监督分类模型测试集的分类精度均高于80%,分类精度平均提高5.023%,优于ReliefF特征子集训练的监督分类模型,其中SVM-RFE特征子集与支持向量机模型组合对作物的监督分类效果最佳,总体精度达83.417%,Kappa系数为78.60。【结论】基于无人机遥感技术的作物分类识别是可行的。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王旭东 暴桐 张凯尧 单甜甜
针对通信与信息行业对高校人才培养要求,结合专业创新和创业教学改革,提出了一种适用于通信工程本科专业通信原理课程创新实验的设计方案。从突出和强化实验及实践教学环节角度出发,基于通信原理和计算机软硬件基础知识,通过启发式和自主式的创新性实验设计,实现了对新兴通信技术——室内可见光通信的创新实验教学。
关键词：
可见光通信 创新实验 实践教学 通信工程
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李宗艳 何凌燕 孙俊倡 张冠杰 马帅 方俊彬 李世银
针对移动场景下高速可见光通信中存在信号衰减快与系统带宽受限问题，创新设计了能够实现高速、稳定可见光通信系统的自适应均衡硬件电路。首先，从自适应控制接收信号衰减角度，提出一种面向移动可见光通信的自适应增益电路设计方案。其次，从补偿通信系统频响衰减角度，设计了一种模拟预均衡与后均衡电路。最后，基于所设计的电路搭建了可见光通信硬件测试平台。实验结果表明，将自适应均衡电路应用于可见光通信系统中，可以有效提高通信速率，还可有效克服移动过程中信号衰减与中断问题。
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
贺仓国 佘冬立 张翔 杨震
小流域植被状况的快速、高精度和低成本监测是评价退耕还林还草与生态环境建设功效的基础工作。为丰富植被指数多样性，本文旨在提出一种适宜黄土高原小流域植被状况监测的可见光植被指数。基于无人机遥感技术获取小流域可见光影像，论文构建了简化可见光植被指数(Simplified visible light vegetation index,SVVI)，结合样本统计法确定阈值，以支持向量机(Support vector machine,SVM)的监督分类结果对比了8种常用可见光植被指数提取效果，并以黄土高原2个典型流域为例，以混淆矩阵检验指数精度及其适用性。结果表明：1)SVVI能有效抑制非植被地物信息，在提取地物种类丰富且植被覆盖度相对较低的区域时，SVVI提取精度高达96%。2)在地物相对单一且植被覆盖度较高的验证区，SVVI提取精度依然在90%以上，表明SVVI有较好的适用性。相比较于监督分类结果，基于SVVI进行植被覆盖度计算可以有效保留植被信息，实现黄土高原小流域植被状况高精度监测。
[期刊] 林业科学
[作者]
周小成 郑磊 黄洪宇
【目的】以无人机可见光遥感影像为数据源实现竹林、针叶林和阔叶林的分类识别,扩展无人机可见光遥感数据在森林资源调查中的应用范围。【方法】利用无人机获取仅包含红、绿、蓝3个波段光谱信息的航拍影像,经预处理生成空间分辨率为0.1 m的数字正射影像图(DOM)和数字表面模型(DSM),从DSM和DOM中提取包括高度特征、光谱特征、常见的可见光植被指数、HSV颜色分量、HSV颜色分量基础上提取的纹理特征以及扩展的形态学多属性剖面(EMAPs) 6类特征;采用递归特征消除随机森林算法(RF_RFE)优选特征子集,根据不同类型特征和优选特征子集设置8组试验,使用随机森林分类器(RFC)进行林分类型分类,运用目视解译获得的地面真实影像建立混淆矩阵评价分类结果。【结果】1)单独利用光谱特征进行林分类型分类效果不理想,总体精度为65.68%,Kappa系数为0.53;以光谱特征为基础单独引入其他特征进行林分类型分类,除植被指数外,其他特征均可提高总体分类精度; 2)采用递归特征消除随机森林算法优选出11个特征,包括5个EMAPs特征、3个HSV纹理特征、1个高度特征、1个植被指数和1个HSV颜色分量,11个特征组合获得8组试验中最高分类精度,总体精度为81.05%,Kappa系数为0.73; 3)将多特征优选方法应用于不同分辨率的可见光无人机影像上均取得较好分类结果,其中分辨率为0.3 m时分类精度最高,总体精度为82.46%,Kappa系数为0.75。【结论】递归特征消除随机森林算法综合多类型特征中最有利于林分类型分类的特征,从而提高分类精度,研究结果可为无人机可见光遥感数据在森林资源调查中林分类型信息的提取提供参考。
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
刘斌 史云 吴文斌 段玉林 赵立成
[目的]无人机遥感具有高空间、高时间分辨率的优点,并可同时获得光谱和空间信息,因此在农作物分类中备受研究者的青睐。与侧重于从高分辨率RGB图像中提取纹理特征的分类方法不同,文章重点研究如何利用作物在光谱和空间维度上的联合特征尤其是作物高程特征,以实现农作物精细分类。[方法]首先,我们进行研究区域选择和地面实际情况调查,用无人机遥感系统进行可见光影像采集;其次,确定研究区域内农作物分类类别,分别对可见光遥感影像进行可见光植被指数计算及纹理滤波;针对数字表面模型(DSM)数据特点,对两期DSM数据进行差值处理,获得差异数字表面模型数据(DDSM),提取作物高度信息,并根据农作物冠层特性对差异数字表面模型进行滤波处理;最后,进行特征优选及组合,使用SVM方法进行农作物分类。[结果]确定最优分类特征为RGB、红波段对比度、绿波段二阶矩、蓝波段方差、DDSM、DDSM方差、DDSM对比度,分类精度由71.86%提高到92.30%,验证了由DSM影像提取的空间特征可以提高农作物分类精度。[结论]该研究探索了一种基于可见光及空间联合特征的农作物精细分类方法,方法简单可行,设备成本低,在基于无人机低空遥感的样方调查领域中有较大的应用前景。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
杨焕波 赵静 兰玉彬 鲁力群 贾鹏 李志铭
为了快速获取夏季玉米四叶期、拔节期和抽穗期的植被覆盖度信息,以无人机拍摄的夏季玉米3个时期的可见光图像为研究对象,通过计算获取可见光波段的差异植被指数、过绿指数和归一化绿蓝差异指数.利用上述3种植被指数,通过时序交点阈值法和最大熵阈值法提取玉米3个生长时期的植被覆盖度信息,将监督分类结果作为真值对上述两种方法的提取效果进行评价.结果表明,与时序交点阈值法相比,利用最大熵阈值法确定的阈值提取玉米植被覆盖度精度较高,玉米3个生长时期的可见光波段差异(VDVI)植被指数的提取误差分别为4.66%、3.42%和5.81%.
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
葛春磊 张九于 胡春华 杨绪兵 范习健
[目的]针对田间杂草目标存在分布不均匀、尺度不一以及边缘重叠等问题，提出一种基于可见光和近红外图像跨模态交互的双分支分割模型CMFNet-Lite。[方法]首先，基于Transformer模型构建了双分支特征提取网络，分别从近红外和可见光输入中提取光谱和视觉特征；其次，建立基于交叉注意力机制的特征融合模块，将两种特征进行跨模态交互并通过残差网络进行拼接融合，以充分利用不同模态各自的信息，形成优势互补；最后将融合后的特征图送入多层感知机进行杂草分割掩码预测。此外，本文进一步利用可分离卷积替代常规卷积，以降低模型参数量和提升推理速度。[结果]在Sugar Beets 2016数据集上的试验结果表明，所提方法较基于卷积神经网络和近年来采用混合CNN和Transformer架构的分割模型有较大提升，mIoU和mAcc分别为92.73%和95.52%。轻量化模型的参数量为8.5 M，单幅图像检测速率为6.3帧/秒。同时，消融试验表明，本方法比未融合特征的Segformer分割模型，mIoU和mAcc分别提高了6.22%和4.1%。[结论]本文方法验证了融合多模态信息相比于仅使用单模态输入更有助于田间杂草区域的精细化感知，可为精确除草作业提供技术支持。
关键词：
杂草分割 多模态融合 注意力机制 轻量化
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
陈珠琳 王雪峰 孙汉中
【目的】檀香是一种典型珍贵树种,在幼龄期时,不合理的田间施肥会影响其正常生长,降低存活率。因此,本文提出了一种基于可见光-近红外图像的幼龄檀香全磷营养诊断方法,为实时监测珍贵树种生长状态及养分需求提供参考。【方法】通过将野外获取的檀香图像转换到HSI颜色空间,提取S和I通道,利用二者在使用Otsu分割后产生的优势互补,并结合形态学运算,从复杂背景中提取出檀香。计算出形状、纹理和光谱及植被指数特征后,分别使用显著性分析(ST)和平均影响值(MIV)方法进行变量筛选,并使用遗传算法(GA)初始化BP神经网络的权值和阈值,最终得到预测结果。【结果】(1)复杂背景下的檀香分割中,S通道和I通道相结合可以将大部分背景(天空、土壤、其他绿色植物)与目标檀香分割开,同时结合7×7中值滤波、形态学运算和超G因子,将其他毛刺去除。与常用的支持向量机相比,本文提出的分割算法结果更接近于目视解译,像素数和颜色误差更小。(2)对不同施磷水平下各特征进行分析发现,适当增加施磷量有利于促进叶绿素的形成,使得纹理更均匀清晰,加快叶片生长;当过量时则会破坏叶绿体,造成叶片组织出现变化,导致叶片黄化,叶片出现网状脉纹,增加了纹理复杂程度。(3) ST与MIV筛选出的变量差异较大,通过GA-BPNN训练结果可知,MIV方法筛选出的变量对全磷含量的影响更大,预测集得到的决定系数达到0. 801,平均残差为0. 032 g/kg,均方根误差为0. 666 g/kg。【结论】通过处理可见光-近红外图像,实现了幼龄檀香的全磷含量诊断,有效提高了磷肥利用率,同时也可以减小过量施肥引起的地下水污染等生态问题。
关键词：
檀香 可见光 近红外 全磷含量 图像分割
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