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基于无序图像集的非结构化场景三维重建技术研究

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基于无序图像集的非结构化场景三维重建技术研究

作者：朱国庆哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着信息技术的不断发展,在机械工程、工业设计、虚拟现实等领域对与真实场景具有高度几何一致性的三维模型的需求越来越大,传统的建模方法许多缺点,难以满足对真实场景建模的需求。基于图像的三维重建技术可以对真实场景进行建模,但现... 详细信息

随着信息技术的不断发展,在机械工程、工业设计、虚拟现实等领域对与真实场景具有高度几何一致性的三维模型的需求越来越大,传统的建模方法许多缺点,难以满足对真实场景建模的需求。基于图像的三维重建技术可以对真实场景进行建模,但现有三维重建技术越来越难以满足实际应用中的各种严苛要求。本文为了形成更具一般性的低成本三维重建解决方案,提高三维重建技术的实际应用价值,以非结构化场景的无序图像集为研究对象,针对非结构化场景三维重建过程中的关键技术展开了研究。首先,研究了基于运动恢复结构法的非结构化场景稀疏重建技术。研究并对比了多种多视图特征跟踪方法,通过算法融合与并行化改进,提出了一种基于GPU加速的高效特征跟踪方法,提高了特征跟踪的效率。针对非结构化场景中无特定人工标记的特点,根据Kruppa方程所确定的二次非线性约束,实现了相机内参自标定,解决了无序图像集中的相机内参标定问题。为了提高相机位姿估计精度,引入了带权连接图的概念,对无序图像集中的图像进行团体检测,并在团体内和团体间分别进行相对位姿估计。通过光束法平差对稀疏点云进行优化,为后续密集重建提供了基础。其次,研究了基于特征点扩散的非机构化场景密集重建技术。介绍了基于面片模型的密集重建算法中的相关技术,针对非结构化场景无序图像集稀疏重建后已经获得相机内外参矩阵等特点,提出了稀疏点云面片化算法,简化了密集重建过程。对PMVS中的面片扩展过程进行了改进,提出了基于特征点扩散的密集重建算法,生成了更为密集的点云。利用特征跟踪过程导出的可见一致性信息,对生成的密集点云进行过滤和优化,为后续表面重建提供了基础。再次,研究了基于泊松方程求解的表面重建技术。介绍了泊松表面重建算法的基本原理与实现细节。针对非结构化场景密集点云规模较大的特点,为了提高表面重建效率,将Morton码扩展到三维空间中,实现了空间八叉树生成并行化,根据点云等值面提取过程中的数据独立性,实现了等值面提取并行化。为了提高了表面重建的精度,针对非结构化场景密集点云数据分布的不均匀的特点,通过估计局部采样密度改进了向量场定义和等值面提取方程;针对非结构化场景中因遮挡导致的孔洞问题,提出了基于双三次样条插值拟合的孔洞修补方法。最后,在上述研究的基础上,设计并开发了基于无序图像集的非结构化场景三维重建关键技术验证平台。系统使用Qt进行人机交互界面设计,应用Open GL绘制重建出的非结构化场景三维模型。

关键词：三维重建非结构化场景无序图像集运动恢复结构

镍钛合金人工食管替代后管体结构变化和移行过程并发症 ——镍钛合金组合式人工食管系列研究

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镍钛合金人工食管替代后管体结构变化和移行过程并发症 ——镍钛...

作者：朱国庆广州医科大学

学位级别：硕士

目的观察镍钛合金人工食管替代重建进食通道术后，镍钛合金人工食管管体结构的变化和镍钛合金人工食管在体内的移行过程对机体的影响。为下一步开展临床试验工作及完善镍钛合金人工食管研制提供动物实验模型数据资料和理论依据。方法分... 详细信息

目的观察镍钛合金人工食管替代重建进食通道术后，镍钛合金人工食管管体结构的变化和镍钛合金人工食管在体内的移行过程对机体的影响。为下一步开展临床试验工作及完善镍钛合金人工食管研制提供动物实验模型数据资料和理论依据。方法分别应用Ⅰ型、Ⅱ型镍钛合金人工食管替代被切除猪胸段食管，重建食管进食通道的手术方法建立12头猪实验动物模型，根据实验用管不同分为实验Ⅰ组和Ⅱ组，每组6只。术后应用饮食调控方法调控脱管时间，分别在术后2，4，6个月每组各处死1只植入管体在体内原位固定停留的实验猪进行解剖，取出原位固定的镍钛合金人工食管作管体结构对比观察。其余每组剩余3只进行对植入管体发生脱落后观察，观察管体脱落后的位置，管体变化及移行过程所出现的并发症。实验数据作百分率（%）统计学处理。结果12只实验猪无手术死亡，两组在术后2，4，6个月植入镍钛合金人工食管原位固定时，管体结钩变化发生在管体两端硅胶覆膜磨损上，术后6个月磨损重于术后4个月，术后4个月磨损重于术后2个月，无手术并发症。术后两组植入镍钛合金人工食管在术后4‐6个月全部出现管体脱落于胃内，Ⅰ组3只脱落胃内管体全部在脱管后2‐3个月经肠道排出体外，无出现消化道并发症（出血，穿孔或梗阻），其中2只管体完整经消化道排出体外，1只管体出现管体断裂，分段经消化道排出体外;Ⅱ组3只脱落到胃内管体，2只管体在脱管后6‐8个月仍在胃内停留无发生消化道并发症（出血，穿孔或梗阻）和进食困难，1只则发生管体堵塞幽门至幽门梗阻，死亡。结论镍钛合金人工食管替代植入术后，在原位停留期间，涤纶连接环和管体结构无破损，随原位停留时间延长，其远近端出入口处硅橡胶覆膜的磨损越来越严重，而管体部硅橡胶覆膜的磨损不明显;当镍钛合金人工食管脱落在胃内时，在酸性环境下Ⅰ型管较Ⅱ型管易于出现管体断裂;当脱落的镍钛合金人工食管在移行过程中，Ⅰ型管较Ⅱ型管容易通过幽门经肠道排出体外，而Ⅱ型管较Ⅰ型管难于通过幽门，并易堵塞幽门造成幽门梗阻。

关键词：镍钛合金人工食管管体结构移行过程并发症实验观察

拟南芥糖基转移酶基因UGT73C4参与抗病的作用分析

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拟南芥糖基转移酶基因UGT73C4参与抗病的作用分析

作者：朱国庆山东大学

学位级别：硕士

自然界中的病源微生物无处不在,它们通过不同的途径进入植物体内,寄宿在植物体细胞间,导致植物产生病害。糖基转移酶是一类负责糖基化修饰的酶,它能将糖基从供体转移到受体分子上,从而改变受体分子的稳定性、水溶性等,进而对植物生长发... 详细信息

自然界中的病源微生物无处不在,它们通过不同的途径进入植物体内,寄宿在植物体细胞间,导致植物产生病害。糖基转移酶是一类负责糖基化修饰的酶,它能将糖基从供体转移到受体分子上,从而改变受体分子的稳定性、水溶性等,进而对植物生长发育和适应环境中起着重要作用。根据公开获得的芯片数据和发表的文献得知,拟南芥糖基转移酶基因UGT73C4受病原菌和水杨酸（SA）诱导上调表达,这暗示着UGT73C4基因可能参与拟南芥的生物胁迫。为了明确糖基转移酶UGT73C4的生物学功能,开展了本课题研究。首先用病原细菌Pst DC3000处理两周龄的野生型拟南芥,并用实时荧光定量PCR技术检测了UGT73C 基因在病原细菌处理不同时间后的表达水平。结果显示,UGT73C4受病原菌诱导上调表达,且在24h上调最为明显。同时,又用病原细菌Pst DC3000处理由UGT73C4启动子驱动GUS基因表达的转基因株系,发现在病原细菌处理后,转基因植物叶片组织的GUS染色显著加深。另外,还检测到UGT73C4基因受SA诱导表达。这些结果说明糖基转移酶基因UGT73C4受病原细菌Pst DC3000和SA诱导表达,可能参与植物的抗病反应。在获得了UGT73C4基因的过表达株系和敲除株系材料后,我们用Pst DC3000分别注射UGT73C4的敲除株系、过表达株系和野生型株系,发现UGT73C4过表达株系的病菌数量显著少于野生型和突变体株系,证明糖基化转移酶UGT73C4参与植物抗病反应,同时利用烟草瞬时转化实验也进一步证明了糖基转移酶UGT73C4参与植物免疫反应。在此基础上,进一步探索了UGT73C4基因在植物应对生物胁迫中的作用机制。通过DAB和NBT等组织化学染色实验发现UGT73C4过表达株系有明显的活性氧积累,通过qPCR检测发现与SA信号途径有关的PRl、PR2等抗病响应基因在过表达株系中明显上调,推测UGT73C4可能是通过SA途径参与植物抗病的。进一步检测了SA合成相关基因或者SA合成调节基因,发现在病原细菌处理后,UGT73C4过表达株系中EDS1、PAD4、ICS7等基因表达水平均显著高于突变株系和野生型拟南芥。通过高效液相色谱结合质谱技术分析检测了病原细菌处理后24h的不同基因型株系中SA的含量,发现不论是自由态的SA还是总SA含量,在过表达株系中均明显高于野生型和突变体植株。证明糖基转移酶UGT73C4是通过SA的积累,进而增强植物的抗病性。本研究还发现糖基转移酶基因UGT73C4受土壤病原真菌Foc699诱导表达上调。我们用带GFP标签的Foc699菌株处理UGT73C4的敲除株系、过表达株系和野生拟南芥,通过荧光显微镜发现过表达株系根上的真菌Foc699荧光含量明显少于突变体和野生型。在病原真菌Foc699侵染各基因型株系的根部并转入土壤继续培养,发现过表达株系长势明显好于突变体和野生型株系,说明糖基转移酶UGT73C4能够提高植物地下部分对土传病原菌的抗性。同时,发现过表达株系在根中与茉莉酸（JA）和抗真菌相关的标志基因上调表达,反映出UGT73C4导致的植物根系抗病可能涉及到JA信号途径。本研究还构建了UGT73C4基因的原核表达载体,纯化了在细菌中表达的糖基转移酶UGT73C4,对植物的某些天然代谢物进行了酶活性分析,但目前尚未确定该糖基转移酶的作用底物。总之,本论文通过对UGT73C4基因的突变体和过表达体的一系类研究,明确了糖基转移酶UGT73C4在植物地上部和地下部抗病响应中发挥着重要作用,初步说明UGT73C4导致的抗病响应可能与SA以及JA信号途径有关。但是更深层的抗病机理还需要进一步研究。

关键词：拟南芥糖基转移酶 UGT73C4 植物抗病水杨酸

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双熔敷极焊条电弧焊除尘净化设备设计

双熔敷极焊条电弧焊除尘净化设备设计

作者：朱国庆山东大学

学位级别：硕士

双熔敷极焊条电弧焊(TDEAW)是一种优质、高效、节能的焊接方法。但是焊接过程中产生的烟尘比较大，使得该技术推广应用受到一定限制。因此，需要一种除尘效率高，对细微烟尘具有高的捕集率的除尘设备。袋式除尘器适应性强，投入低，除... 详细信息

双熔敷极焊条电弧焊(TDEAW)是一种优质、高效、节能的焊接方法。但是焊接过程中产生的烟尘比较大，使得该技术推广应用受到一定限制。因此，需要一种除尘效率高，对细微烟尘具有高的捕集率的除尘设备。袋式除尘器适应性强，投入低，除尘效率高，对焊接烟尘有很好的捕集效率。本论文参考国内外资料，采用上进风、外滤式、负压式、圆袋、机械振打清灰方式，通过对TDEAW除尘净化设备总体结构设计及TDEAW除尘净化设备设计计算，设计出一套具有轻便性、经济性、可移动性及实用性的除尘净化设备。TDEAW除尘净化设备主要由集尘罩、进风管、颗粒沉降室、气流分布板、过滤室、净气室、风机、灰斗、卸灰装置等组成。整台设备采用钢架结构，并由四个支撑轮支撑，可以自由移动。本文运用ansys软件分析了扩散角、集尘罩高度、曲边半径对集尘罩内气流速度的影响，确定了TDEAW除尘净化设备集尘罩口形式。本课题设计出的TDEAW除尘净化设备，对双熔敷极焊条电弧焊技术的推广应用具有重要的意义。

关键词：双熔敷极焊条电弧焊焊接烟尘袋式除尘器集尘罩有限元分析

基于光热功能纳米酶的设计及在肿瘤治疗中的应用

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基于光热功能纳米酶的设计及在肿瘤治疗中的应用

作者：朱国庆山东大学

学位级别：硕士

目前,放疗和化疗是临床癌症治疗的主要手段,但存在副作用大、治愈率低等问题,近年来一些新型的治疗方式如光热疗法、光动力疗法、化学动力学疗法等的研究备受关注。由于复杂肿瘤微环境具有固有的缺陷,单一治疗方式难以完全抑制肿瘤生长... 详细信息

目前,放疗和化疗是临床癌症治疗的主要手段,但存在副作用大、治愈率低等问题,近年来一些新型的治疗方式如光热疗法、光动力疗法、化学动力学疗法等的研究备受关注。由于复杂肿瘤微环境具有固有的缺陷,单一治疗方式难以完全抑制肿瘤生长,而协同治疗可以克服单一疗法治疗效果不佳的问题,从而提高抗肿瘤治疗效果。纳米酶具有催化活性可控和稳定性良好等独特优点,因此被广泛应用于生物医学领域。因此,设计一类高效且多功能的纳米酶实现多种治疗方式的联合具有重要的研究意义。本论文主要设计合成了三种基于光热功能的纳米酶,研究了不同的酶活性、材料的光热性能以及协同肿瘤治疗效果。研究内容总结如下:(1)CuCoS纳米酶在光热治疗和化学动力学治疗中的应用。通过水热法合成了单分散的CuCoS纳米酶,该纳米酶不仅是一种优异的无机光热纳米材料,具有良好的光热转换性能,而且具有过氧化物酶活性和谷胱甘肽氧化物酶两种酶活性,可以催化肿瘤微环境中的H2O2产生活性氧并清除还原型谷胱甘肽,从而打破肿瘤细胞内氧化还原平衡。在近红外光808 nm照射下,温度的升高可以提高两种酶的活性以及酶反应速率,从而增加活性氧的积累,提高抗肿瘤效果。因此,CuCoS纳米酶可以实现光热疗法和温度增强的化学动力学协同疗法,显著抑制肿瘤增殖。(2)近红外可控触发细胞焦亡的诱导剂的设计及肿瘤免疫协同治疗。通过溶剂热法合成了均匀的介孔Pt纳米酶,进一步担载葡萄糖氧化酶(GOx)担载在介孔孔道中,材料外层进一步用热敏材料p(OEOMA-co-MEMA)(PCM)修饰获得纳米复合材料PCMPt/GOx。该材料具有以下优点:(ⅰ)热敏材料PCM可以防止GOx的提前泄漏,减少毒副作用,改善材料的生物相容性。(ⅱ)Pt纳米酶不仅具有良好的光热性能,实现近红外光可控的GOx精准、按需释放;而且Pt纳米酶具有类过氧化氢酶活性,可以消耗肿瘤微环境中的H2O2产生用于GOx催化反应所需要的O2并改善缺氧条件。(ⅲ)该复合材料可实现近红外光可控、热响应的细胞焦亡和免疫协同治疗。PCMPt/GOx作为一种近红外可控触发细胞焦亡的诱导剂,可以激活体内免疫反应,同时,温和光热可以逆转肿瘤免疫抑制微环境,与免疫治疗协同诱导细胞焦亡,具有良好的抗肿瘤效果。(3)超小Pt纳米酶在肿瘤化疗和光热治疗中的应用。通过水热法成功合成了粒径小于10 nm的超小Pt纳米酶,其光热性能良好,且具有类过氧化氢酶活性,能够与肿瘤微环境内的H2O2反应产生O2,改善乏氧条件。随后使用DSPE-PEG-NH2对材料进行表面修饰,使其可以成功负载β-拉帕酮(β-LAP)。在808 nm激光照射后,光热引起的热休克蛋白表达增加和β-LAP可以同时激活醌氧化还原酶1,酶活性增加消耗细胞内还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸并产生H2O2,造成氧化损伤。Pt@β-LAP纳米颗粒通过协同光热疗法和化疗抑制肿瘤增殖。

关键词：光热功能纳米酶光热治疗化学动力学治疗免疫治疗协同诊疗

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基于DSP和单片机的双CPU数据处理系统

计算机工程与应用 2005年第21期41卷 113-115,132页

作者：朱国庆付梦印北京理工大学自动控制系 02研北京100081

基于现实中很多嵌入式系统要求处理器实时处理数据或者实现复杂算法的同时还要能完成各种控制任务,提出了一种基于TMS320VC5402DSP和AT89C51单片机构建的双CPU数据处理系统的设计方案,充分发挥出DSP的数据处理能力和单片机的外围接口控... 详细信息

基于现实中很多嵌入式系统要求处理器实时处理数据或者实现复杂算法的同时还要能完成各种控制任务,提出了一种基于TMS320VC5402DSP和AT89C51单片机构建的双CPU数据处理系统的设计方案,充分发挥出DSP的数据处理能力和单片机的外围接口控制能力。文中详细介绍了该系统中DSP存储器的配置以及DSP与单片机通信接口的设计,给出了软硬件的实现方法。系统还设计了液晶显示模块和键盘模块作为人机交互接口,给出了硬件接口原理图,对软件编程的实现也做了探讨。目前该方案正实施于一个舰载智能接口箱的开发项目。

关键词： DSP 单片机 T6963C SK5278

维普期刊数据库

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基于深度学习的旋转机械零部件故障诊断

基于深度学习的旋转机械零部件故障诊断

作者：朱国庆安徽理工大学

学位级别：硕士

随着工业智能化的发展,各类旋转机械愈加复杂,由于其工作环境恶劣,极易产生故障,如何及时发现故障并保障设备的正常运行是十分有必要的。因此,本文基于深度学习方法,对轴承和齿轮故障诊断进行研究分析,具体做出以下研究:(1)针对旋转零... 详细信息

随着工业智能化的发展,各类旋转机械愈加复杂,由于其工作环境恶劣,极易产生故障,如何及时发现故障并保障设备的正常运行是十分有必要的。因此,本文基于深度学习方法,对轴承和齿轮故障诊断进行研究分析,具体做出以下研究:(1)针对旋转零部件故障检测的国内外研究现状做出总结,深入分析并总结了滚动轴承和齿轮的失效形式,最后从检测精度和模型训练速度入手,确定以卷积神经网络为主体网络,开展旋转机械的故障诊断。(2)针对轴承故障诊断中单一神经网络结构对特征提取不充分及诊断效率低的问题,提出一种复合LSTM的一维卷积神经网络,有效的结合了长短时记忆神经网络擅长处理时间序列数据的优势和卷积神经网络擅长局部特征提取的优势,达到全局特征和局部特征相结合的目的。最终通过实验验证,所提模型的准确率明显高于其他方法,诊断率高达100%。(3)针对高载荷、变工况条件下,模型诊断准确率低的问题,提出了融合注意力机制的的二维CNN变工况诊断模型,基于inception设计多特征提取模块,融合卷积注意力机制,利用短时傅里叶变化处理原始振动信号。最终通过实验验证,在单工况下,模型准确率达到99.6%,变工况下达到98%以上。(4)针对有些样本数据难以获得,导致较难采集到故障诊断信号的问题,提出一种基于改进残差网络的重构数据迁移学习算法;构建了SDAE算法,去除输入数据的噪声,并将隐藏在原始数据中的有用信息进行集中;设计两个损失函数,缩小源域数据和目标域数据在特征空间的分布差异。最终通过实验结果表明,相比于传统的网络模型,所提模型不仅减小了训练时间,而且大大提高了分类准确率;相较于主流的迁移学习模型,在不同工况下迁移准确率至少提升4%。图45表17参71

关键词：旋转机械神经网络故障诊断深度学习

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基于空心玻璃微珠功能微球的研究

基于空心玻璃微珠功能微球的研究

作者：朱国庆西安工程大学

学位级别：硕士

空心玻璃微珠具有中空、质轻、粒径小、无毒等优点，通过对其进行表面改性，可以得到质轻、易回收的功能微珠，大大降低成本。贵金属银无毒，具有优良的电导率，是优良的电磁波屏蔽材料。本文以空心玻璃微珠为基核，基于银镜反应和自... 详细信息

空心玻璃微珠具有中空、质轻、粒径小、无毒等优点，通过对其进行表面改性，可以得到质轻、易回收的功能微珠，大大降低成本。贵金属银无毒，具有优良的电导率，是优良的电磁波屏蔽材料。本文以空心玻璃微珠为基核，基于银镜反应和自主装膜技术，省去传统的Pb活化工艺，直接进行化学镀银，采用单因素分析法，研究了硝酸银、葡萄糖、装载量、氢氧化钠和无水乙醇用量对增重率、银利用率、导电和结合牢度等性能的影响，并借助扫描电镜和X射线衍射仪对镀层表面形貌和结构进行了表征。研究结果表明：与胶体钯活化法和硝酸银活化法化学镀银相比，空心微珠偶联表面改性直接化学镀银的镀层更为致密、均匀，银利用率高，导电性好，结合力强,是良好的织物电磁屏蔽涂层原料。其次，采用沉淀法和水热法在空心玻璃微珠表面包覆纳米四氧化三铁颗粒，采用单因素分析法研究了总铁浓度、二价铁与三价铁比例、尿素用量、无水乙醇用量对水热法四氧化三铁改性微珠的磁性能的影响，借助扫描电镜和X射线衍射仪对包覆层层表面形貌和结构进行了表征，用VSM多功能振动样品磁强计测定了磁性能。研究结果表明：沉淀法和水热法均实现了纳米四氧化三铁空心微珠改性，具有超顺磁性，水热法改性微珠效果较好，饱和磁化强度高达35.72emu·g-1。第三，以钛酸四丁酯和硫酸钛为钛源，采用水热法在空心玻璃微珠表面包覆纳米二氧化钛颗粒，借助扫描电镜和X射线衍射仪对包覆层表面形貌和结构进行了表征，测试改性后微珠对亚甲基蓝的光催化效果。研究结果表明：改性后的微珠具有良好的光催化性能，钛酸丁酯改性微珠光催化效果要好于硫酸钛改性微珠。最后，基于纳米四氧化三铁、二氧化钛和银的特性制备出复合功能微珠，借助扫描电镜和X射线衍射仪对包覆层表面形貌和结构进行了表征，用VSM多功能振动样品磁强计测试了磁性能，同时测定了复合功能微球的光催化活性。研究结果表明：Fe3O4/TiO/Ag复合微球不仅具有良好的光催化性能，而且具有磁性。

关键词：空心玻璃微珠化学镀银纳米四氧化三铁纳米二氧化钛

乌沙隧道出口段边仰坡垮塌原因分析及综合治理施工技术

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公路交通科技（应用技术版） 2014年第9期10卷 309-313页

作者：朱国庆贵州高速公路集团有限公司贵州六枝553402

本文对乌沙隧道出口段边仰坡坍塌形成的原因从地形地貌、地质条件、大气降水和地下水、边坡开挖等四个方面进行了详细分析,对边坡稳定性进行了判断并提出综合治理方案,对钢管桩、抗滑桩、双层大管棚及截水沟的施工技术及质量控制进行了... 详细信息

本文对乌沙隧道出口段边仰坡坍塌形成的原因从地形地貌、地质条件、大气降水和地下水、边坡开挖等四个方面进行了详细分析,对边坡稳定性进行了判断并提出综合治理方案,对钢管桩、抗滑桩、双层大管棚及截水沟的施工技术及质量控制进行了总结,为解决该类问题具有一定的指导和借鉴意义。

关键词：公路隧道边仰坡坍塌抗滑桩大管棚原因分析综合治理施工技术