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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
周海燕 农春仕 刘英 李玉荣 杨雨图 倪超 吴斌
依托木材加工行业最新研究成果和虚拟仿真技术，以“高阶性、创新性、挑战度”为标准，建设了具有林业特色的自动化专业虚拟仿真实验项目。通过对虚拟仿真系统功能模块以及对实木板材的缺陷定位、识别、优选、排样等具体实验参数的设计，该实验教学项目能够引导学生通过探究式学习实现将理论知识向工程实践应用的转化，提高学生综合运用所学专业知识进行综合设计和工程应用的能力。
关键词：
林业工程背景 虚拟仿真 实验教学
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李超 刘思佳 曹军 于慧伶 张怡卓
针对实木板材表面缺陷的复杂性与随机性,提出了一种快速、准确的识别方法。首先,对实木板材表面图像进行3级双树复小波分解,提取低频子带、高频子带、原图像的均值、标准差和熵,共40维特征向量;然后,运用粒子群算法(PSO)优选出20个关键特征;最后,采用压缩感知理论将优选后的特征向量作为样本矩阵列,构建训练样本数据字典,通过最小残差完成缺陷识别。对4类柞木样本进行了仿真实验,活结、死结、虫眼、裂纹的分类正确率分别为93.3%、86.7%、100%和93.3%,结果表明:双树复小波良好的方向性能够表达实木板材表面复杂的信息;基于粒子群算法的特征选择能够提高分类效率;压缩感知分类器与传统分类器相比,具有...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
贾浩男 徐华东 王立海 张金生 褚晓辉 唐旭
【目的】为解决人工及传统数字图像处理方法对木板材表面缺陷识别效果差、效率低等问题，并提高木材利用率。以深度学习模型为基础，构建木板材表面缺陷检测系统，旨在拓展深度学习模型在木板材缺陷检测领域的应用。【方法】基于“Wood Defect Database”公开数据集中的839张木板材缺陷图像，使用Imgaug数据增强库对数据集进行扩充；通过在主干特征网络部分引入SE注意力机制，使用focus、FPN+PAN结构构建YOLOv5木板材表面缺陷目标检测框架，进而采用迁移学习思想改进训练方式，将训练过程分为两个阶段（冻结阶段和解冻阶段）。然后将构建的模型与当前主流深度学习目标检测模型进行对比，最后利用混淆矩阵、Loss值变化曲线、模型大小、检测时间以及均值平均精确率等指标评价模型。【结果】提出了一种基于YOLOv5模型对木板材表面缺陷中活节、死节、裂缝、孔洞的检测方法。模型对死节、活节、裂缝、孔洞识别结果的均值平均精确率分别约为98.66%、99.06%、98.10%和96.53%，并与当前主流检测模型进行比较，改进的模型具有更好的精确率、召回率和综合平均准确率，分别为97.48%、96.53%和98.22%。模型单幅图像平均检测时间为10.3 ms，最大检测耗时20.5 ms，检测效果与泛化特性较好，模型所占内存仅13.7 MB，易于移植。【结论】实验表明改进的YOLOv5模型可用于检测木板材表面主要缺陷。且模型对木板材表面缺陷的识别效果优于其他5种主流检测模型。在维持原有检测精度的基础上，提高了小目标缺陷的识别能力，减少了木板材缺陷漏检的情况，实现在复杂场景下快速检测。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李红岩 樊超
以实训项目"ADSL拨号上网"为例,具体阐述了基于项目教学法和Packet Tracer模拟软件的虚拟仿真实验内容设计。教学实践表明,虚拟仿真实验有效弥补了现代交换原理实验教学中存在的实验设备陈旧、实践深度不够、实践范围狭窄等不足,促进了学生从系统角度理解、掌握理论知识点,提高了学生分析、解决问题的能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
陈涛 范林坤
为了解决汽车运输安全实验的高危险性、高成本难题,同时为了提高实验的交互性和实用性,设计了汽车运输安全虚拟仿真实验。实验包括实验准备、参数设置、仿真计算、实验结果分析4个模块,开发了人机交互实验界面。实验平台采用浏览器/服务器网络架构,利用3D Max和Unity 3D实现道路、车辆的建模和视景仿真,利用Java Server Pages和Visual Studio 2013 C#完成界面开发和实验结果分析。实现了轿车、大客车、货车等不同车型汽车在公路弯道、直线路段行驶时的安全性虚拟仿真,丰富了交通运输学科的实验教学手段。
关键词：
汽车运输安全 虚拟仿真实验 模块设计
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
宋磊 冯大奎 姚朝帮 李威 李天匀
为使学生能够更加深入参与船模阻力教学,设计了船模阻力虚拟实验。基于该实验,学生可选择不同船舶类型、不同拖曳水池作为学习对象,自主设计船模阻力实验,全方位参与实验实践。该实验向学生直观展现了模型加工与检测、实验安装与调试、实验过程与现象、实验数据采集与读取等过程,突破了传统船模阻力实验教学中设施设备的限制,使学生能够独立深入地参与实验教学,提高其创新能力和综合实践能力。
关键词：
实验教学 船模阻力 虚拟实验
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
郑云 吴怡
介绍了移动通信TD-LTE系统虚拟仿真实验教学项目的设计,剖析了移动通信TD-LTE基站建设虚拟仿真实验的教学内容、实验具体步骤、实现效果以及实验设计架构,提出在移动通信TD-LTE基站系统管理建设方面的一些措施。经过虚拟实验训练的学生具备更多的工程实践经验和更强的工程实践能力,更能适应企业的工程技术、网络管理、系统维护等工作岗位需求。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
段爱媛 刘洋
介绍了运输拓扑网络演化大数据虚拟仿真实验的总体框架设计、网络演化模型的构造以及如何建立运输节点吸引力影响因素指标体系。实验内容包括数据采集与处理、初始网络设置、网络演化、网络优化等,并给出了应用实例。运输拓扑网络演化大数据虚拟仿真实验可以为交通运输工程的教学科研提供一个参考,也可以为交通运输政策的制定,交通运输网络规划、设计和维护提供重要的参考依据。
关键词：
交通运输 拓扑网络 虚拟仿真实验
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘红存 沈纲 龚志恺
攀岩运动的参与者，特别是教练员的风险防范意识和能力事关攀岩运动能否健康可持续发展。为了提高攀岩运动参与者的风险防范意识和能力，设计开发了攀岩运动风险防范虚拟仿真实验，实验分为获取许可证、获取攀岩保护、开始攀岩三大部分，共设置了16个交互性操作步骤。该实验运用案例分析、情境模拟、虚实结合等多种教学模式，将课堂知识与课外实践结合，培养了学生的自主学习和创新能力。
关键词：
攀岩 运动风险 虚拟仿真
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张建良 季瑞松
针对传统电力系统状态感知实验中系统建设成本高、操作危险系数大、实验模式单一等问题，开发了电力系统状态感知虚拟仿真实验。具体地，设计了状态感知原理与实验准备模块、智能感知实验操作模块、实验考核和评价模块等实验内容，提出了以目标成果导向为原则的实验评价考核方法，构建了与之相适应的虚拟仿真实验教学方法。实践表明，该虚拟实验突破了传统实验中电气设备高压操作和高危实验环境等限制，延伸了实验教学的时间和空间，有助于培养学生深入开展电力系统状态感知与分析的综合实践能力，提升了电力系统实验教学效果。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
夏丽 朱彬 项磊 吕晶晶 安俊琳
云类的识别对天气预测、航空安全、气候变化等方面具有重要作用,但在传统实践教学中云的观测存在不可重现(时空限制)、高危(暴雨冰雹)等问题。云的分类与识别虚拟仿真实验教学系统结合理论要点和实践难点,分为基础知识教学、云类演变仿真教学、沉浸式互动教学和云类识别考核。该虚拟仿真实验采用沉浸体验式、自主探究式等教学方法,克服了实践教学中的局限性,提高了实验教学效率,培养了学生的实践创新能力。
关键词：
云类识别 虚拟仿真 大气探测 实验教学
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
许丽川 刘佳峰
为解决实验实训课程中缺乏大型工业设备的问题,基于Virtual Universe Pro(VUP)设计了一种虚拟仿真物料分拣实验系统。该实验系统的物料分拣平台三维仿真模型能够模拟实际物料分拣的动作;能将虚拟物料分拣平台与控制器S7-300连接,在STEP7编程环境中进行物料分拣实验程序的设计、调试和运行。系统测试表明,该实验系统可以完成铝质物料、铁质物料、白色塑料以及红色塑料等4种物料分拣的基本功能。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
樊超 李红岩 黄毅 付麦霞 杨铁军
设计了基于虚拟仿真的LTE阵列天线与传播模型创新实验平台,利用该平台既可实现阵列天线的基本原理和经典无线传播模型的基础验证性实验内容,也可以利用平台提供的二次开发功能,将学生自主设计的模型算法运用于LTE网络的区域覆盖规划,并通过仿真实际场景的覆盖效果对算法模型进行优化。该实验激发了学生的创新意识,提高了学生的创新能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王玲玲 富立 王秋生
针对实验教学存在的时间场地受限、管理繁琐、过程监控难等问题,将虚拟仿真技术引入实验教学。基于互联网、人工智能等技术,构建了智能开放的虚拟仿真实验教学管理系统,推广应用于机械与控制工程虚拟仿真实验教学中心承担的"工业机器人控制实践"等虚拟仿真实验课程群中。实施效果表明新系统融合传统实验教学思维,实现虚拟仿真实验课程的教学管理创新,保证疫情期间的不间断实验教学,为培养满足国家发展需求的新工科复合型人才提供了条件。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
郭斌 刘佳琪 於志文 梁韵基 王柱 王亮
针对智能感知与普适计算教学过程中理论知识与业务场景结合困难的问题,设计和搭建了智能感知与普适计算虚拟仿真平台。该平台旨在培养学生的国家安全和国防建设意识以及基于前沿智能感知技术的创新能力。通过将思政教育元素融入平台实验设计过程,实现了基于声波传感器、Wi-Fi传感器、超声波传感器和RFID传感器等智能感知技术的"理解—部署—调试"一体化。该文介绍了实验平台在实际教学中的应用,并通过学生反馈给出了实验平台的综合评价。
关键词：
智能感知 普适计算 虚拟仿真 实验平台
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