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基于深度学习的全景视频编码技术研究

基于深度学习的全景视频编码技术研究

作者：邹子壮电子科技大学

学位级别：硕士

基于太阳能加热的秸秆水热预处理装置设计及试验

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基于太阳能加热的秸秆水热预处理装置设计及试验

作者：赵壮壮西北农林科技大学

学位级别：硕士

全口径环形抛光的光学元件面形误差影响因素及其控制

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光学精密工程 2024年第3期32卷 333-343页

作者：廖德锋张明壮谢瑞清赵世杰许乔中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

全口径环形抛光是加工大口径平面光学元件的关键技术之一,其瓶颈问题是元件面形的高效高精度控制。通过研究元件面形的影响因素及其控制方法从而提升其确定性控制水平。围绕影响面形误差的运动速度、抛光盘表面形状误差和钝化状态等关... 详细信息

全口径环形抛光是加工大口径平面光学元件的关键技术之一,其瓶颈问题是元件面形的高效高精度控制。通过研究元件面形的影响因素及其控制方法从而提升其确定性控制水平。围绕影响面形误差的运动速度、抛光盘表面形状误差和钝化状态等关键工艺因素,建立基于运动轨迹有效弧长的环形抛光运动学模型,揭示了抛光盘表面开槽槽型对面形误差的影响规律;提出了采用位移传感器以螺旋路径扫描抛光盘表面并通过插值算法生成其形状误差的方法,建立基于小工具的子口径修正方法,实现了抛光盘形状误差的在位定量修正;提出抛光盘表面钝化状态的监测方法,研究了抛光盘表面钝化状态对面形误差的影响规律。结果表明:抛光盘表面开槽采用环形槽时元件表面容易产生环带特征,采用径向槽、方形槽和螺旋槽时元件表面较为匀滑;通过在位定量检测和修正抛光盘形状误差,可显著提升元件的面形精度;随着抛光盘表面的逐渐钝化,元件面形逐渐恶化。在研制的5 m直径大口径环形抛光机床上加工800 mm×400 mm×100 mm平面元件的面形PV值优于λ/6(λ=632.8 nm),提升了元件的面形控制效率和精度。

关键词：光学加工全口径环形抛光面形误差影响规律控制方法

EtherCAT总线在贴片机系统中的应用研究

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EtherCAT总线在贴片机系统中的应用研究

作者：张壮壮长春工业大学

学位级别：硕士

随着半导体工艺技术的飞速发展,电子器件的集成程度不断提升。这一变化极大促进了表面贴装技术(Surface Mounted Technology,SMT)的发展进程,进而对SMT生产设备的性能提出了更高的要求。贴片机作为关键的SMT设备,其发展趋势明显倾向于... 详细信息

随着半导体工艺技术的飞速发展,电子器件的集成程度不断提升。这一变化极大促进了表面贴装技术(Surface Mounted Technology,SMT)的发展进程,进而对SMT生产设备的性能提出了更高的要求。贴片机作为关键的SMT设备,其发展趋势明显倾向于更高的速度、更精确的控制以及更智能的操作。在这种背景下,贴片机这类对实时性、同步性以及数据处理能力有着严格要求的设备已逐步超出了传统“运动控制卡+并行总线”通信架构的处理范围。与此同时,工业以太网技术的进步为运动控制技术的网络化架构提供了可能,标志着该领域的技术进步方向。本文基于以太网控制自动化技术(Ethernet for Control Automation Technology,EtherCAT),对六头中速贴片机运动控制系统开展如下研究:(1)首先对EtherCAT总线技术原理进行了详细分析,并分析了基于控制器局域网(Controller Area Network,CAN)通信架构的贴片机控制系统在性能上的缺陷,结合EtherCAT总线的优势,提出了“高性能片上系统(System on Chip,So C)+Linux实时操作系统+EtherCAT”的贴片机控制系统架构;(2)其次根据EtherCAT总线的特点,对基于EtherCAT总线架构的贴片机系统层和控制层进行软硬件设计。在Zynq平台搭建实时操作系统并移植开源的EtherCAT协议栈Ig H(Ig H EtherCAT Master for Linux,Ig H);针对X/Y轴运动平台的特点,进行了电机选型,结合电机控制信号的要求,设计出“EtherCAT从站控制器(EtherCAT Slave Controller,ESC)+数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)+可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)”的从站控制单元;(3)再次对六头中速贴片机的运动控制要求进行分析,对基于EtherCAT总线的贴片机系统进行了总体规划,重点对X/Y运动平面进行研究分析并设计相应的运动控制方案。为了满足贴片机在点位运动控制方面的需求,本文还探讨了贴片机X/Y轴的运动控制机制,并针对其运动路径及电机加速与减速过程,设计了一套控制算法,提出了贴片机运动控制系统的优化S型加减速算法应用方案;(4)最后对基于EtherCAT总线技术的X/Y轴运动平台进行了全面测试。结果表明,该技术支持的贴片机X/Y轴运动平台各组件依据给定指令准确运作,表现出优越的实时性与同步性,达到了预期的应用标准。

关键词： EtherCAT 贴片机运动控制 Zynq 实时操作系统

高二学生数学学习动机对数学成绩的作用机制研究

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高二学生数学学习动机对数学成绩的作用机制研究

作者：杨壮壮湖北大学

学位级别：硕士

理性设计钙钛矿结构混合离子-电子导电单体并用于锂负极界面修饰

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理性设计钙钛矿结构混合离子-电子导电单体并用于锂负极界面修饰

作者：郝子壮北京化工大学

学位级别：硕士

高效储能装置在满足日益增长的清洁能源供应和低碳排放需求方面发挥着极为重要的作用。为追求更高能量密度、更长的使用寿命和更好的安全性能的锂离子电池,锂金属由于3860 m Ah/g的理论容量和-3.06 V的电化学电位,成为全固态电池负极的... 详细信息

高效储能装置在满足日益增长的清洁能源供应和低碳排放需求方面发挥着极为重要的作用。为追求更高能量密度、更长的使用寿命和更好的安全性能的锂离子电池,锂金属由于3860 m Ah/g的理论容量和-3.06 V的电化学电位,成为全固态电池负极的备选材料之一。然而在应用于锂电池之前,必须解决100%的体积变化以及锂枝晶等问题,这在当前依然是很大的挑战,甚至锂负极的设计策略当前也没有定论。一种方式是利用混合离子导体作为负极的骨架支撑,可以引导金属锂沉积在空隙,并维持机械结构。此外,混合导电界面有助于缓解界面处的过电势、均匀离子通量,实现锂的均匀沉积,从而有效抑制锂枝晶。本工作基于第一性原理计算结果,理性设计了一种新型钙钛矿结构的混合离子-电子导电单体,并进行了表征:1.通过理论计算获得了理论上具备较高离子电导率和化学稳定性的钙钛矿结构的组成和配比。根据钙钛矿型结构特征的容忍因子,计算不同元素组合,并筛选容限因子最接近1的Sr Ta O3作为掺杂的母体结构,并从化学式配平的角度,设计一系列不同锂含量的结构模型LixSr（27-x+y）/2Ta（27-y）ZryO3。通过计算它们的分解反应能量变化,筛选较为难以分解的稳定结构;同时根据渗流模型,计算不同Li和空位浓度所引起的锂离子电导率的变化趋势。同时考虑稳定性和离子电导率,设计化学式为Li0.33Sr0.44Ta0.78Zr0.22O3的结构。掺杂Ti元素,计算嵌锂结构DOS能级,最终设计所需结构Li0.33Sr0.44Ta0.78Ti0.11Zr0.11O3（简写LSTTZO）。2.固体电解质陶瓷片的制备。采用高温固相法合成LSTTZO,其中,Zr元素与Ti元素比例为1:1,还可以用来提高结构熵,使合成更为容易。在锂盐过量30%,烧结温度1350 ~oC,烧结时间6 h条件,合成了纯相结构,并二次烧结得到致密的陶瓷片。***的离子-电子导电率测试。在宽温度条件下进行电化学阻抗测试（Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS）,区分体相和晶界电阻和活化能,30 ~oC离子电导率分别为8.09×10-4 S/cm和8.91×10-4 S/cm。将LSTTZO与锂接触,原位形成混合离子-电子导体。利用直流极化测试其离子-电子电导率,分别为2.8×10-4 S/cm和9.3×10-4 S/cm。4.将LSTTZO应用于锂负极界面,并测试电池性能。将LSTTZO粉末与PEO型聚合物电解质复合合成三层复合电解质,组装锂锂对称电池,在0.2 m A/cm2的电流密度下,实现1100 h的稳定循环。

关键词：钙钛矿固体电解质第一性原理混合离子-电子导体锂负极锂枝晶

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基于YOLO的道路目标检测算法研究

基于YOLO的道路目标检测算法研究

作者：李树壮长春工业大学

学位级别：硕士

随着计算机视觉技术的飞速发展,目标检测技术在智能交通、工业检测领域有了广泛的应用。其中道路目标检测因交通驾驶安全的需要成为研究热点。然而,实时道路交通环境的复杂性和图像识别设备的限制导致检测图像存在差异,特别是小目标如... 详细信息

随着计算机视觉技术的飞速发展,目标检测技术在智能交通、工业检测领域有了广泛的应用。其中道路目标检测因交通驾驶安全的需要成为研究热点。然而,实时道路交通环境的复杂性和图像识别设备的限制导致检测图像存在差异,特别是小目标如远处行人、车辆等,其尺寸小、分辨率低等问题进一步增加了检测难度。传统的手工特征提取方法在处理复杂道路场景时面临挑战,而深度学习技术的兴起为道路目标检测带来了突破。尽管深度学习算法在目标检测方面取得了显著进展,但现有算法在识别车辆、行人、交通标志等关键要素时,往往仍需驾驶人员的辅助干预,无法完全实现自主决策。此外,在光照不均匀的环境中,图像帧的质量可能受到影响,导致目标检测算法的准确性下降,且现有算法对于特殊目标及小目标的检测能力仍显不足,增加了智能驾驶系统在实际应用中的风险。因此,由各种原因导致的道路交通事故仍然时有发生,亟需更为精确、鲁棒的目标检测算法来提升智能驾驶系统的安全性与可靠性。本文通过利用双模态稀疏网络提高图像对比度,增加输入细节,并通过改进YOLOv8算法的骨干网络（Backbone）和颈部网络（Neck）等操作提高道路目标尤其是小目标检测的精确率,具体研究内容如下:（1）针对光流法在车辆移动过程中因光照不均导致的目标检测误差较大的问题,提出了一种基于改进稀疏残差网络的目标检测算法,其网络模型包含了图像预处理、特征提取和特征融合三个模块,创新性地将稀疏残差网络输入端分为两个分支,分别为稀疏残差分支和空洞卷积分支,这两个分支作为输入视频帧的特征提取和融合模块,经过不同尺度的卷积核多尺度提取后输入至下一模块;针对视频帧图像细节不足的问题,利用基于多权值的联合损失函数进行图像细节恢复,使用残差网络,在保证图像原始结构的情况下,对图像进行分割和重建,从而更好的实现图像细节恢复功能;同时提出改进的核主成分分析法,对融合后即将输入光流场的特征进行降维处理,解决算法冗余的问题;利用实时性较高的YOLOv5算法的后处理模块改进光流估计算法,提高光流场对图像的处理速度。实验结果表明,在公开数据集上进行测试,本文方法的PSNR（Peak Signal-to-Noise Ratio）值为29.6756,SSIM（Structural Similarity Index）值为0.8766,均高于同类目标检测增强算法,检测平均精度较YOLOv5算法提高2.09,具有较高的准确性。（2）针对一般的单模态目标检测算法在道路小目标检测中容易受到背景噪声等因素的影响,导致小目标识别精度较低,出现错检漏检等情况。本文提出一种基于YOLOv8的双模态小目标检测算法。首先对输入的一一对应可见光和红外光图像进行双模态特征提取,提出特征加权模块,创新性地赋予二者权重,通过该权重计算出二者融合的最佳比例后对提取的特征进行加权融合,解决双模图像简单一比一融合后二者缺点易凸显的问题。然后对融合后的特征进行全局注意力机制加强,增强小目标与背景的对比度,加强后的特征经过SPPF模块进行空间金字塔池化,通过联合损失函数在保留小目标轮廓的同时保留小目标的图像细节,以解决小目标在检测过程中仅识别出位置不能识别出种类的问题。最后经过处理的特征进入骨干网络和颈部网络改进的YOLOv8检测模块,通过引入卷积Pcov和GSConv改进C2f中的卷积以选择性地提取双模态融合特征信息,以实现对道路小目标的检测增强。实验结果表明,本文算法在红外光和可见光双模输入时AP为76.5,较YOLOv5-s提升5.0,较YOLOv8提升2.9,FPS较YOLOX提升10Hz,与YOLOv8持平,因此本文与其他同类算法相比,对道路小目标有更高的识别精度,可以有效减少小目标错检漏检概率。

关键词： YOLO算法目标检测稀疏残差网络双模态特征融合光流法

单侧肢体抗阻训练对高校排球专项学生弹跳素质影响的对比研究

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单侧肢体抗阻训练对高校排球专项学生弹跳素质影响的对比研究

作者：王壮壮扬州大学

学位级别：硕士

运动干预对特发性脊柱侧弯小学生的ATR及身体素质效果研究

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运动干预对特发性脊柱侧弯小学生的ATR及身体素质效果研究

作者：吕允壮武汉体育学院

学位级别：硕士

背景:特发性脊柱侧弯(AIS)在中小学群体中越来越普遍,脊柱发育的不健全会极大地危害人体的健康成长。目前脊柱侧弯的问题已经严重威胁了儿童青少年的身心健康发展,尤其是小学生阶段,长期的不良生活习惯和少量的体育活动,促使小学生脊柱... 详细信息

背景:特发性脊柱侧弯(AIS)在中小学群体中越来越普遍,脊柱发育的不健全会极大地危害人体的健康成长。目前脊柱侧弯的问题已经严重威胁了儿童青少年的身心健康发展,尤其是小学生阶段,长期的不良生活习惯和少量的体育活动,促使小学生脊柱在发育阶段,因很多外在的因素发生侧弯变形,再加上小学生家长的忽视和不了解,以至于在小学生骨骼发育阶段,脊柱侧弯程度也随之加深。方法:本文通过文献资料法、专家访谈法、实验法、数理统计方法对武汉市光谷第六小学一到六年级2500人左右使用健升脊柱侧弯电子测试仪(Scoliosis Tester ST-101)进行脊柱侧弯筛查,选取三、四、五年级学生,将90名患有轻度脊柱侧弯的同学分为实验组和对照组,实验组学生进行12周的Schroth矫形操和腹背肌专项训练,一周三次,每次45分钟,在体育课堂时间干预,对照组进行正常体育课。在干预结束后对实验组和对照组进行后测,将两次测试数据进行对比,观察前后躯干旋转角(ATR)数值以及身体形态和身体素质数据差异。结果:(1)在脊柱侧弯方面,实验组学生脊柱侧弯(ATR)度数均已呈现下降趋势,并且改善效果明显(P0.05)。在实验组中男生脊柱侧弯改善效果比女生脊柱侧弯改善效果明显,实验组男生女生脊柱侧弯均有明显下降趋势(P0.05)。实验组脊柱侧弯数据在干预前无明显变化,但是在干预之后,实验组数据有显著性差异(P0.05)(3)在身体形态方面,实验组90名学生通过12周的运动干预之后与对照组90名学生进行身体形态指标对比,发现身高、体重、BMI、肌肉重量、体脂百分率等指标在干预前后数据有明显差异(P0.05),而对照组均无明显变化(P>0.05)。实验组身体形态前后数据对比,发现实验组身高、体重、BMI、肌肉重量、腰围、臀围等指标均有上升,数据前后差异明显(P<0.05)。研究结论:1、12周的Schroth矫形操和腹背肌专项训练是可以改善小学生特发性脊柱侧弯的问题,躯干旋转角(ATR)具有明显下降趋势。使小学生脊柱侧弯得到纠正并朝着正常方向发展。2、Schroth矫形操和腹背肌专项训练,在改善躯干旋转角(ATR)的同时,对身体素质中的50米、1分钟跳绳、1分钟仰卧起坐、选择反应时、跳远、坐位体前屈、闭眼单脚站等指标也起到一定的改善效果。3、通过12周的Schroth矫形操和腹背肌专项训练使小学生身体形态也得到改善,肌肉重量的改变,使脊柱两侧肌肉增强,为后期脊柱侧弯的问题起到了改善和矫正的积极作用

关键词：运动干预特发性脊柱侧弯 Schroth疗法躯干旋转角(ATR)