培养电子信息工程专业应用型高级专业人才的探索与实践

本文依托重庆市级特色专业(电子信息工程专业)建设和重庆市教学改革重大项目,围绕电子信息工程专业应用型人才的能力培养主线,以提升学生的"多维能力"(创新能力、实践能力、社会适应能力、团队协作能力、具有国际视野的能力等)为途径,以培养电子信息工程专业"即插即用"应用型高级专门人才为目标,开展了一系列的教学改革与探索.文章构建了"按类招生、211分段培养"人才培养模式,打破了传统专业间的界限;构建并实施了"基础平台+专业模块"的理论教学体系,优化了现行的理论课程教学体系,适应了教育个性化的趋势;提出并实施了"人才培养方案"+"实践能力培养"的教学体系,构建了"多层次、多类别"实践教学体系,形成了"以培养方案为根本,辅以实践能力培养补充方案"的培养模式,解决了教学中理论课程与实践课程的结合不紧密的问题,确保了学生的"多维能力"得到同步提升.教学改革在校内完成了3个轮次(5年以上)的教学循环,从实际运行的各项观测指标来看,学生的整体素质、多维能力、社会认可度等都呈明显的上升趋势,本校直接受益的电子信息工程专业学生为512多人,间接受益的"电气信息类"学生1500余人.     

构建多层次、多类别的实践教学体系,全面提升学生能力

实施"按大类招生"打破了传统专业间的界限,拓宽了学生的专业面,有利于体现"通才与专才相结合.共性和个性相结合.个人发展与行业需求相结合"的现代教育理念.本文提出并实施了"人才培养方案"+"实践能力培养"的教学体系,构建了"多层次、多类别"实践教学体系,形成了"以培养方案为根本,辅以实践能力培养补充方案"的培养模式,实现了"注重学生的动手能力、创新精神的培养"的目标,解决了教学中理论课程与实践课程的结合不紧密的问题,确保了学生的"多维能力"得到提升.     

FeMn掺杂AlN薄膜的制备及其特性研究

采用直流磁控共溅射技术, 以Ar与N₂为源气体, 硅片为衬底成功地制备了Fe, Mn掺杂AlN薄膜. 利用X射线衍射和拉曼光谱研究了工作电流、靶基距离等工艺参数的改变对薄膜结构的影响. 利用扫描电子显微镜和能谱分析仪对薄膜的表面形貌和组成成分进行了分析. 利用振动样品磁强计在室温下对Fe, Mn掺杂AlN薄膜进行了磁性表征. Mn掺杂AlN薄膜表现出顺磁性的原因可能是由于Mn掺杂浓度较高, 在沉积过程部分Mn以团簇的形式存在, 反铁磁性的Mn团簇减弱了体系的铁磁交换作用. Fe掺杂AlN薄膜表现出室温铁磁性, 这可能是AlFeN三元化合物作用的结果. 随着Fe 掺杂AlN薄膜中Fe原子浓度从6.81%增加到16.17%, 其饱和磁化强度M_s由0.27 emu·cm^-3逐渐下降到0.20 emu·cm^-3, 而矫顽力H_c则由57 Oe增大到115 Oe (1 Oe=79.5775 A/m), 这一现象与Fe离子间距离的缩短及反铁磁耦合作用增强有关. 关键词： 直流磁控共溅射 氮化铝薄膜 结构 磁性     

刚竹毒蛾危害下的毛竹叶片光谱特征及虫害等级检测研究

探讨刚竹毒蛾危害下的毛竹叶片光谱特征可为建立竹林生态安全监测体系提供重要的理论指导。相比于传统的多光谱数据,高光谱遥感能够准确探测不同刚竹毒蛾危害等级间寄主光谱的细微变化。然而,当前有关此方面的研究甚少,其寄主的光谱变化机理还有待进一步总结。为此,基于实测的552条竹叶光谱,分析了健康、受刚竹毒蛾危害、小年叶片之间的光谱差异,选择可反映其健康状况的特征变量,并利用XGBoost模型建立了叶片尺度的刚竹毒蛾危害检测模型。研究结果显示：（1）随着虫害等级的上升,受害叶片在可见光范围内的反射率逐渐出现“绿低红高”的特征,其近红外波段的反射率则不断降低,而短波红外的反射率则明显高于健康叶片,尤其在两个水汽吸收波段（1 450和1 940 nm）的差异最为明显;（2）小年叶片于可见光-近红外波段的反射率显著高于健康、受害叶片;（3）根据不同受害类型叶片的光谱特征可知,较之健康叶片,缺刻型叶片的光谱并未出现太大的变化,红褐色病斑型叶片在红光波段的反射率出现了一定程度的上升,灰白色病斑型叶片则已经完全失去了植被的基本光谱特征;（4）根据XGBoost模型给出的变量重要性排序可知,各特征变量的贡献度依次为PRI（光化学反射率指数）＞FDVI_{576, 717}（植被健康程度评估指数）＞NPCI（归一化色素叶绿素指数）＞DSWI（疾病水胁迫指数）＞VOG 1（红边指数1）＞RVSI（红边植被胁迫指数）＞NDWI（归一化差值水分指数）;（5）模型对刚竹毒蛾危害识别的总平均精度为74.39%,其中健康叶片的识别精度达到了94.55%,轻度危害叶片为74.93%,重度危害为84.12%,小年叶片则为71.10%,而中度危害叶片的识别精度较差,仅为33.48%。     

基于视觉SLAM和目标检测的语义地图构建

语义信息对于移动机器人理解环境内容、执行复杂任务至关重要,针对ORB-SLAM2构建的点云过于稀疏、缺乏语义信息、点云所占存储空间大等问题,提出将目标检测算法与视觉SLAM（同时定位与地图构建）技术紧密结合,构建环境的稠密点云语义地图。首先,通过目标检测网络YOLO v3及对象正则化准确获取物体的2D标签,并经过ORB-SLAM2算法构建环境的稀疏点云地图,通过含有2D标签的彩色图像和对应的深度图像以及关键帧来生成含有语义信息的稠密点云标签,使用基于图的分割算法对稠密点云进行分割,再将点云标签与分割后的点云进行融合,进而构建环境的稠密点云语义地图。文中方法在TUM公开数据集上进行试验,实验表明可以构建出效果较好的语义地图。与传统的ORB-SLAM2相比,此系统在构建地图的过程中,相机的绝对位姿误差和绝对轨迹误差分别减少了16.02%和15.86%,提高了建图精度。为了减小点云地图的存储空间,方便移动机器人进行避障和导航,最终将所构建的语义地图转换为八叉树地图。     

旋翼/机身非线性气弹耦合配平及稳定性分析

根据Hamilton原理,采用中等变形梁理论,将桨叶离散为15自由度梁单元,用准定常气动模型建立旋翼/刚性机身耦合的有限元非线性方程,用时间有限元法进行气弹耦合配平计算,得到桨叶和机身运动的周期解．在此基础上,引入Peters动态入流模型分析耦合系统的稳定性．并研制相应的计算程序,可用于桨叶响应、桨叶和桨毂载荷、旋翼操纵等方面的分析计算．算例分析结果与相关文献吻合较好,且同时满足桨叶响应和配平方程的收敛性要求．     

Nonlinear aeroelastic coupled trim and stability analysis of rotor-fuselage

Based on the Hamilton principle and the moderate deflection beam theory, discretizing the helicopter blade into a number of beam elements with 15 degrees of freedora, and using a quasi-steady aero-model, a nonlinear coupled rotor/fuselage equation is established. A periodic solution of blades and fuselage is obtained through aeroelastic coupled trim using the temporal finite element method （TEM）. The Peters dynamic inflow model is used for vehicle stability. A program for computation is developed, which produces the blade responses, hub loads, and rotor pitch controls. The correlation between the analytical results and related literature is good. The converged solution simultaneously satisfies the blade and the vehicle equilibrium equations.     

刚竹毒蛾胁迫下毛竹叶绿素与叶光谱特征的关系及其变化

叶绿素是反映绿色植被健康状态的重要生理参数,虫害胁迫下叶绿素与叶光谱的变化机制较为复杂,深入剖析二者关系对于虫害检测有重要意义。以福建省南平市顺昌县为试验区,测定不同受害情景下毛竹叶叶绿素含量(SPAD)与叶光谱,采用Pearson相关法筛选叶光谱特征指标,建立叶SPAD的多元线性回归、岭回归、随机森林与XGBoost估测模型。通过比较光谱特征指标筛选结果及模型估测效果,分析刚竹毒蛾胁迫下毛竹叶绿素与叶光谱特征的关系及其变化。结果表明：（1）随着虫害程度上升,毛竹叶SPAD呈下降趋势;（2）较之于未受害状态,刚竹毒蛾胁迫下毛竹叶光谱特征发生明显变化,“绿峰”和“红谷”趋于消失,“红边”斜率减小,近红外波长反射率降低;（3）基于全样本拟合叶SPAD的最优光谱特征指标为VOG₂,R₅₁₅/R₅₇₀,CI_red,PRI与NDVI₇₀₅,最佳估测模型为多元线性回归模型（R2=0.753 7,RMSE=3.015 0）;（4）基于不同受害程度样本拟合毛竹叶SPAD,最优光谱特征指标分别为健康：CI_red,VOG₂,ARVI,R₅₁₅/R₅₇₀,DVI;轻度：RENDVI,RERVI,REDVI;中度：RENDVI,RERVI,REDVI;重度：VOG₂,CI_red,NDVI₇₀₅,PRI;小年：PRI,NDVI₇₀₅,VOG₁,CI_red。最佳估测模型为多元线性回归模型,模型精度分别为健康（R2=0.882 3;RMSE=1.638 8）;轻度（R2=0.180 2;RMSE=3.335 4）;中度（R2=0.360 4;RMSE=3.886 7）;重度（R2=0.467 7;RMSE=2.601 8）;小年（R2=0.732 4;RMSE=2.375 4）。由此发现,随着虫害等级上升,毛竹叶光谱特征指标也随之改变,关系模型估测精度呈现先急剧下降后缓慢抬升的态势,模型对健康与小年叶SPAD估测效果较好,对轻—中—重度危害叶SPAD估测效果较差;当毛竹叶SPAD与叶光谱特征的关系趋向紊乱时,预示可能有刚竹毒蛾危害发生。     

数形结合在初中数学解题中的运用

数学是一门十分理性的学科,是研究数量关系和空间形式的科学,数学的最终目的就是让学生能够将数学应用到实际生活中,解决实际生活中出现的问题.而数学思想是直接支配数学的指导方法,也是学生解决实际生活中数学问题的活的灵魂,而其中尤以数形结合思想能取得更好的效果数形结合思想能够将繁杂的问题简单化,将抽象的问题具体化。     

基于层状WS2调制激光泵浦的光学参量振荡中红外运转特性

光学参量振荡器是重要的中红外相干光源.近年来,在激光调制方面,二维过渡金属硫化物展现了非线性可饱和吸收特性,因此有望成为光学参量振荡器基频激光的优良调制元件.本工作中,首先,实验测量了层状二硫化钨(WS₂)调制固体激光的输出特性.其次,结合主动声光Q开关,实现了主被动双调Q光参量振荡的运转,得到了纳秒脉冲宽度的中红外脉冲,并研究了WS₂对光参量转换的优化特性,发现WS₂纳米片除了能够压缩脉冲、提高峰值功率外,还能缓解单主动调Q光学参量振荡器中的"输出饱和下降"现象,这种现象可能起因于砷酸钛氧钾(KTiOAsO₄, KTA)的制冷不均匀. WS₂的可饱和吸收效应能够显著压缩光斑,减少高斯光斑的边缘能量,因此能够缓解KTA的温度梯度分布,从而优化输出特性.最后,基于WS₂的非线性透过率曲线,考虑非均匀展宽机制和大信号下的非饱和吸收,计算了WS₂的可饱和吸收特性参数,并求解了层状WS₂调制光学参量振荡器的速率方程组.本...