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基于计算机视觉的砌体房屋墙体表面损伤检测

基于计算机视觉的砌体房屋墙体表面损伤检测

作者：林帅南昌大学

学位级别：硕士

砌体结构是我国中原地区农村自建房的主要形式。较低的自建水平和不规范的设计可能会导致安全隐患问题。为了给住房安全评估和专项整治等工作提供依据,政府部门迫切需要全面排查和掌握砌体房屋的破损状态。砌体房屋墙体损伤形式以裂缝为... 详细信息

砌体结构是我国中原地区农村自建房的主要形式。较低的自建水平和不规范的设计可能会导致安全隐患问题。为了给住房安全评估和专项整治等工作提供依据,政府部门迫切需要全面排查和掌握砌体房屋的破损状态。砌体房屋墙体损伤形式以裂缝为主,在墙体饰面层中以剥落和裂缝两种损伤形式呈现。墙体饰面层损伤情况能在很大程度上反映砌体结构的受力状态,同时也会影响砌体结构的使用功能,并带来潜在的安全隐患。由于剥落和裂缝存在形态尺寸差异性大、几何表面特征复杂、伴随出现等特点,显著增加了砌体结构房屋带有饰面层的墙体损伤检测的难度。基于机器视觉和人工智能方法,本文开展了砌体房屋墙体表面损伤快速检测方法的研究,为结构损伤成因分析、结构状态评估、结构修缮以及政府部门决策管理提供有效的技术支撑。本文主要内容和结论如下:(1)本文以某地区农村砌体房屋墙体饰面层损伤为研究对象,提出了适用于墙体剥落和裂缝复杂分布形式的多级串联分类器。表面损伤分类器以VGG16作为骨干网络,并进行迁移学习;根据级联模型的思想,利用两级分类器,依次完成背景与损伤、裂缝与剥落的分类。结果表明,层级串联的分类设计在功能上具有更清晰的可解释性,第一级和第二级分类器预测正确率分别达到97.15%和84%,背景及不同损伤类别间的干扰被显著降低,从而为后续模型完成像素级病害图像分割提供了更好的基础。(2)本文基于集成网络的思想,提出一种多级串联分类器与并联子分割网络相结合的墙体病害级联检测模型。在多级串联分类器基础上,进一步使用两个并联的分割子网络处理分类模块中识别出3类损伤子图。裂缝子分割网络和剥落子分割网络分别重点捕捉像素级上的裂缝和剥落特征,剥落和裂缝损伤共存的子图需同时输入到两种分割模型中分别处理。将所有子图的损伤分割结果进行叠加,获取像素级别上完整的损伤信息。结果表明,并联子分割网络的设置能有效获取损伤信息并显著降低模型训练难度,本文提出的级联模型与Segformer和Deeplab V3+两种网络相比平均交并比(Io U)分别提高了0.29和0.08,更有效的实现砌体房屋墙体表面损伤快速检测。(3)本文针对样本标记工作量大、裂缝和剥落类别缺少定量区分指标等问题,提出了基于小样本的砌体房屋墙体剥落和裂缝损伤检测方法。通过采用基于度量的小样本图像分类网络完成复杂的损伤分类任务,并结合半监督学习的增量迭代计算将大量的未标记数据充分利用,逐步提升网络分类性能。研究表明,本文方法在数据量减少13倍的情况下,仍然达到较好的分类效果;在与并联子分割网络相结合后仍能获得完整且准确的损伤分割信息。进一步将表面损伤分割图像与结构弹塑性力学分析结果相对照,本文还对砌体结构损伤成因进行了初步分析,为结构鉴定加固等后续工作提供依据。

关键词：砌体房屋墙体级联检测剥落检测裂缝检测小样本图像分类

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面向变电站室内移动机械臂作业规划研究

面向变电站室内移动机械臂作业规划研究

作者：戈林帅曲阜师范大学

学位级别：硕士

近年来,我国出生率低迷且老龄化问题突出,劳动力的减少导致用人成本不断攀升,电力及铁路运输系统在加大西部开发的政策下持续发展,不仅面临变电站维护时高人力成本问题,还要面临高海拔对工作人员导致的高寒、缺氧等环境艰苦问题。随着... 详细信息

近年来,我国出生率低迷且老龄化问题突出,劳动力的减少导致用人成本不断攀升,电力及铁路运输系统在加大西部开发的政策下持续发展,不仅面临变电站维护时高人力成本问题,还要面临高海拔对工作人员导致的高寒、缺氧等环境艰苦问题。随着机器人技术的不断进步,自主移动的机械臂因其灵活性、高可操作性而被广泛应用,其相关研究成为热点问题。本论文基于RIA-E100移动平台和六自由度机械臂COBOTTA搭建了一台轮式移动机械臂,围绕变电站室内电气柜开关场景进行了移动机械臂的路径规划算法改进和运动控制研究,该设备可以作为变电站室内的协作机器人,用来缓解高人工成本和环境艰苦问题。主要研究内容如下:(1)依据变电站室内工作时移动机械臂的任务需求,对移动平台、机械臂、传感器等核心硬件选型并对单目视觉系统成像原理展开分析,搭建起硬件框架和软件框架,确定总体设计方案,给出执行任务时的整体流程图以及试验样机的实物图。(2)对移动机械臂进行运动学建模与验证。首先,对RIA-E100差速驱动移动底盘展开运动学分析。其次,采用改进D-H建模法对机械臂建立模型,利用所得改进D-H参数表对机械臂正逆运动学推导。最后,基于MATLAB机器人工具箱验证机械臂正逆运动学的正确性并根据机械臂各关节限位采用蒙特卡洛法给出了机械臂的工作空间。(3)对移动机械臂路径规划和避障算法进行研究。首先,对栅格地图和Gmapping算法建图原理进行分析。其次,针对全局路径规划A-star算法存在的运算效率低、共线冗余度高等问题提出搜索邻域优化、启发函数优化、转折点优化的改进措施,通过优化前后对比仿真试验得出改进A-star算法在搜索时间上减少66%,转折次数减少57.1%。针对局部路径规划DWA算法中存在的缺少前瞻性和容易陷入局部最优的缺点,通过改进DWA算法的评价函数,使其与全局路径信息结合,提出了融合改进A-star算法和DWA算法的路径规划算法,给出了算法流程和仿真实验。最后,采用五次多项式插值的方法优化机械臂关节空间轨迹。针对RRT*算法运算效率低及目标导向性差的问题,优化了目标偏置方法,提出了改进的PT-RRT*算法并在二维及三维空间内对RRT*算法改进前后进行仿真对比,证明了算法改进的优越性。(4)针对研究内容在ROS中进行仿真实验与实物实验,首先简述ROS系统并完成移动机械臂在ROS系统中的导入和软件配置。其次,对改进后的路径规划算法以及避障算法先进行ROS环境下的模型仿真,确保正确性后再利用移动机械臂实体进行实物实验,实验结果表明了移动机械臂任务执行的落地性和整体方案设计的可行性。

关键词：移动机械臂正逆运动学路径规划自主避障 ROS

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类风湿关节炎治疗的进展与挑战

中国药学杂志 2024年第3期59卷 200-209页

作者：姜平常岑许林帅时一鸣何东仪上海中医药大学附属光华医院上海200052 上海中医药大学上海201203 上海市光华中西医结合医院关节炎研究所上海200052

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA)是一种慢性、全身性、异常的炎性免疫反应。其特点是累及滑膜和多器官,并造成关节和关节软骨破坏。在过去的30年里,一些有希望的新化合物和抗体已经被开发出来用于治疗RA。而RA治疗药物的引入和... 详细信息

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA)是一种慢性、全身性、异常的炎性免疫反应。其特点是累及滑膜和多器官,并造成关节和关节软骨破坏。在过去的30年里,一些有希望的新化合物和抗体已经被开发出来用于治疗RA。而RA治疗药物的引入和精准医学的发展也引发了与患者获得新疗法、最佳方案选择、成本效益、预后监测和疗效监测相关的几个问题,特别是在药物反应率低、耐药性和不良副作用方面。人们非常重视治疗RA的最佳药物组合,特别是在症状严重或早期进展的患者中。解决这些问题需要新的治疗方法和新的机制,并为药物选择、药物重组建立准确的指南。笔者根据美国国家医学图书馆的临床试验数据库,综述了有前景的新药,并讨论了RA药物开发的趋势和治疗中的挑战,为RA的精准治疗和未来的研究方向提供了参考。

关键词：类风湿关节炎精准医学新疗法药物开发

基于LabVIEW的电磁环境信号模拟源软件设计

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计算机应用与软件 2024年第4期41卷 16-21,27页

作者：林帅汪立新杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310018

针对传统信号源信号类型单一、功能扩展性不足等问题,设计一款基于LabVIEW的电磁环境信号模拟源软件。通过采用模块化设计思想,使用混合编程方式建立信号数学模型,实现了信号的发生、叠加、显示及存储回放功能。测试结果表明,该软件能... 详细信息

针对传统信号源信号类型单一、功能扩展性不足等问题,设计一款基于LabVIEW的电磁环境信号模拟源软件。通过采用模块化设计思想,使用混合编程方式建立信号数学模型,实现了信号的发生、叠加、显示及存储回放功能。测试结果表明,该软件能根据设置的场景参数,满足对常规通信、雷达、数据链、敌我识别等信号数据的仿真模拟需求,具有较高的可拓展性和应用价值。

关键词：信号模拟 LabVIEW 雷达数据链敌我识别

区块链技术下考虑公平关切的竞争性供应链定价及协调策略

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经济与管理评论 2024年第5期40卷 122-134页

作者：林帅成张桂涛青岛大学商学院山东青岛266100

为探究区块链技术背景下竞争性供应链的最优决策,考虑由两个具有竞争性制造商和一个零售商组成的二级供应链,其中制造商均具有双向公平关切行为,讨论供应链的最优定价及协调策略。研究发现:制造商的横向和纵向公平关切行为对供应链上下... 详细信息

为探究区块链技术背景下竞争性供应链的最优决策,考虑由两个具有竞争性制造商和一个零售商组成的二级供应链,其中制造商均具有双向公平关切行为,讨论供应链的最优定价及协调策略。研究发现:制造商的横向和纵向公平关切行为对供应链上下游利润的影响趋势相反,过度的公平关切行为会损害供应链的利润;企业需要根据消费者对产品真实的敏感性高低来选择是否引入区块链技术;在区块链技术普及率较低时,消费者会以较低的价格购买到区块链技术支持的产品,该产品需要以低价优势打开市场;收益共享契约和两部定价契约都能使供应链达到协调状态,而两部定价契约的适配性更好。

关键词：区块链技术竞争性供应链双向公平关切协调

维普期刊数据库博看期刊

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检研融合双驱动构建发展新格局

福建市场监督管理 2024年第1期 8-9页

作者：林帅福建省质检院

2023年以来,福建省质检院坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入开展“深学争优、敢为争先、实干争效”行动,坚定不移实施“两个转变”发展战略,推动形成“一所一特色、一所一抓手”发展格局,大力推进检研“双轮”驱动发展... 详细信息

2023年以来,福建省质检院坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入开展“深学争优、敢为争先、实干争效”行动,坚定不移实施“两个转变”发展战略,推动形成“一所一特色、一所一抓手”发展格局,大力推进检研“双轮”驱动发展,构建并维护好“检企发展共同体”,推动质检强院名院建设迈出更大步伐。

关键词：习近平新时代中国特色社会主义思想双驱动一所驱动发展发展共同体发展新格局大力推进质检院

低温热致相分离法制备PVDF-CTFE多孔膜的研究

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膜科学与技术 2024年第2期44卷 55-63页

作者：林帅吕晓龙张绍哲谷杰任凯天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室材料科学与工程学院生物化工研究所天津300387 膜材料与膜应用国家重点实验室天津膜天膜科技股份有限公司天津300457

利用低温热致相分离法制备了PVDF-CTFE多孔膜,重点考察了甘油含量和凝固浴温度对成膜机理和性能的影响.结果表明,甘油有促进热致相分离(TIPS)和非溶剂致相分离(NIPS)的双重作用.甘油含量的提高,一方面作为非溶剂使铸膜液浊点温度与凝固... 详细信息

利用低温热致相分离法制备了PVDF-CTFE多孔膜,重点考察了甘油含量和凝固浴温度对成膜机理和性能的影响.结果表明,甘油有促进热致相分离(TIPS)和非溶剂致相分离(NIPS)的双重作用.甘油含量的提高,一方面作为非溶剂使铸膜液浊点温度与凝固浴温度的温差变大,加强了TIPS效应,使膜结构呈TIPS效应为主的双连续结构,避免了NIPS效应所致典型的指状孔结构;另一方面作为NIPS的致孔剂,会加强NIPS效应,促使发生双扩散,生成更多孔结构,二者竞争共同作用.最终甘油含量的提高使TIPS效应占主导,NIPS所致的皮层结构变薄,膜断面结构从致密堆积状向多孔蜂窝状结构转变,提高了膜的通透性.当甘油添加量为7.5%(质量分数)时,PVDF-CTFE中空纤维多孔膜综合性能最佳,拉伸断裂强度达2.6 MPa,纯水通量达860 L/(m^(2)·h·MPa).凝固浴温度的提高,减少了铸膜液浊点温度与凝固浴的温差,减弱了TIPS效应,加强了NIPS效应的传质过程,使膜结构从蜂窝状结构向指状孔结构转变,皮层厚度增加,导致膜孔隙率和纯水通量提高,力学性能下降.当凝固浴温度为80℃时,PVDF-CTFE平板多孔膜的纯水通量为1510 L/(m^(2)·h·MPa),拉伸断裂强度为2.1 MPa.

关键词：聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯低温热致相分离成膜机理多孔膜凝固浴温度

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锐意进取鼓干劲务实创新促发展

福建市场监督管理 2024年第4期 16-17页

作者：林帅福建省质检院

今年以来,福建省质检院坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,以政治建院为统领,巩固拓展主题教育成果,深化拓展“三争”行动,紧紧围绕福建省市场监管局“九大工程”,持续推进“政治建院、改革强院、科技兴院、文化名院、依法... 详细信息

今年以来,福建省质检院坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,以政治建院为统领,巩固拓展主题教育成果,深化拓展“三争”行动,紧紧围绕福建省市场监管局“九大工程”,持续推进“政治建院、改革强院、科技兴院、文化名院、依法治院”五位一体建设,推动质检事业取得丰硕成果。

关键词：习近平新时代中国特色社会主义思想科技兴院主题教育五位一体务实创新持续推进质检院深化拓展

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党建领航赋新能凝聚人心增活力

福建市场监督管理 2024年第2期 51-52页

作者：林帅福建省质检院

2023年以来,福建省质检院坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,以党的政治建设为统领,以提升组织功能为重点,以深化服务效能为抓手,不断推动质检事业实现新发展。强化政治引领固根基紧扣主题抓学习。围绕习近平新时代中国特... 详细信息

2023年以来,福建省质检院坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,以党的政治建设为统领,以提升组织功能为重点,以深化服务效能为抓手,不断推动质检事业实现新发展。强化政治引领固根基紧扣主题抓学习。围绕习近平新时代中国特色社会主义思想主题教育学习重点,领导干部领学带学促学,分8个专题分阶段举办读书班,开展党委理论学习中心组学习12次、重点交流研讨8次、领学发言和重点发言50余人次,组织室主任以上干部培训班2期9天。各党支部组织理论学习254次,开展经典领读281次,进行专题研讨153次,各支部均开展面向部门全体员工累计24个学时的集中学习,非党员的中层班子成员全覆盖式列席支部学习。

关键词：习近平新时代中国特色社会主义思想党的政治建设政治引领服务效能交流研讨覆盖式主题教育非党员