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面向室内场景的智能移动机器人数字孪生关键技术研究

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面向室内场景的智能移动机器人数字孪生关键技术研究

作者：王思杰重庆理工大学

学位级别：硕士

在复杂室内环境中,智能移动机器人能够极大地帮扶失能或弱能人群,而失能或弱能人群对智能移动机器人服务作业的安全性、稳定性和智能性又反过来提出更高的要求。为此,论文针对室内场景,以智能移动机器人为载体,着力研究室内场景点云地... 详细信息

在复杂室内环境中,智能移动机器人能够极大地帮扶失能或弱能人群,而失能或弱能人群对智能移动机器人服务作业的安全性、稳定性和智能性又反过来提出更高的要求。为此,论文针对室内场景,以智能移动机器人为载体,着力研究室内场景点云地图的结构化处理,为智能移动机器人提供准确的室内场景先验知识。同时,数字孪生新兴技术是近年来发展迅速的热门技术,针对上述问题,论文进一步提出一种对室内场景的数字孪生方法,开发一个针对室内场景稠密点云地图的数字孪生系统。系统将实现应用场景的室内结构和物体自动等比复制,以提高智能移动机器人对室内场景的认知能力,适应移动机器人弱计算端的实际情况,并赋予移动机器人与室内物体一定的交互能力。总体看,论文主要研究工作如下:⑴根据移动机器人端的算力较弱实际情况,遵循性能优先准则,改进设计一个基于曲面构建的点云语义分割轻量化方法。首先,改进算法,主要包括针对室内场景的法向量特征计算的数据增强方法,通过构建曲面时引入自注意力机制优化邻居点聚类来提高鲁棒性,减少错误曲面构建几率。最后,论文在算力条件为RTX 2080Super的Ubuntu18.04环境中和原始方法进行了纵向对比,在S3DIS公开数据集上m IOU、m ACC和OA指标上分别提升了1.51%,1.11%和0.2%,单次推理时间降低了0.137秒。⑵针对主流的目标位姿估计方法域泛化能力较差的问题,设计一种轻量级位姿估计方法。在该方法中,通过相似物体的合成数据计算视图,经过编码后构造码本,形成强域泛化能力的目标位姿估计方法。本方法在算力为RTX 2080 Super的Ubuntu18.04环境中和主流方法,在YCB-Video和Line MOD公开数据集中,进行对比,在估计精度上和PVN3D方法相近,具体在ADD-s指标中分别达到97.0%与94.6%,而且单次推理时间和显存占用量指标比较,还降低了278.8ms与386MB,并且模型不需要进行额外训练,域泛化能力更强。⑶开发数字孪生应用系统。按照软件工程方法,通过需求分析、系统设计、系统实施和测试,将上述研究成果融入其中。在仿真环境中,多物体与多尺度的室内场景,该系统的m IOU指标达到95.50%分割精度、ADD-s指标达到99%目标位姿估计精度,在数字孪生应用中的机器人避障算法支持下,孪生机器人实现了计算时间低于1ms的时延,达到了实时路径规划。⑷针对ROS仿真实验环境,制定了仿真机器人和孪生机器人的同步机制,确保了移动过程中,仿真机器人和孪生机器人的距离平均误差低于0.05m、碰撞率低于1‰。搭建了基于ROS操作系统的仿真测试环境,设计了移动机器人的控制与碰撞检测算法,在仿真环境中的避障测试中,实现了平均距离误差为0.0128m和碰撞率低于1‰的结果,达到设计目标。

关键词：智能移动机器人数字孪生点云语义分割目标位姿估计

基于卫星遥感的氮氧化物排放快速反演方法比较

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地球科学进展 2024年第3期39卷 269-278页

作者：王思杰林金泰孔浩张宇航徐呈浩李春锦任芳萱北京大学物理学院大气与海洋科学系气候与海—气实验室北京100871

基于对流层二氧化氮(NO_(2))垂直柱浓度卫星遥感数据,实现快速、高空间水平分辨率(5 km或更高)的氮氧化物(NO_(x)=NO+NO_(2))排放反演,可为空气污染精准治理提供及时、细致的排放数据。现有多种低计算成本的快速反演方法,如指数修正高... 详细信息

基于对流层二氧化氮(NO_(2))垂直柱浓度卫星遥感数据,实现快速、高空间水平分辨率(5 km或更高)的氮氧化物(NO_(x)=NO+NO_(2))排放反演,可为空气污染精准治理提供及时、细致的排放数据。现有多种低计算成本的快速反演方法,如指数修正高斯模型、散度模型和PHLET算法,但其反演效果尚未得到充分对比分析。以2019年夏季京津冀地区为研究对象,对比了上述3种方法的反演效果,研究发现,指数修正高斯模型主要适用于点源排放,但在京津冀等排放源密集地区的反演效果较差;散度模型考虑了在预定NO_(x)大气寿命情况下的水平输送,能快速识别主要排放源位置,但存在排放低估和负排放等问题;PHLET算法考虑了水平输送、NO_(2)垂直柱浓度和NO_(x)大气寿命的非线性关系以及卫星像元不规则等因素,对排放的估计较为准确。改善风场数据、填补卫星数据缺失和改善NO_(x)化学损失估计是进一步提升排放反演质量的关键。

关键词：卫星遥感氮氧化物排放快速反演京津冀

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一起群发性光气接触反应事件的应急处置

中国工业医学杂志 2024年第1期37卷 106-107页

作者：何军王思杰贾晓东上海化学工业区医疗中心上海201507

光气(COCl_(2))也称碳酰氯,属高毒类物质,毒性比氯气大十余倍。光气主要对呼吸系统产生损害,及时救治十分重要。现将某化工厂一起群发光气泄漏事件的处置情况报告如下。1事件经过。某工地相邻企业发生光气泄漏事故,员工在光气中的暴露... 详细信息

光气(COCl_(2))也称碳酰氯,属高毒类物质,毒性比氯气大十余倍。光气主要对呼吸系统产生损害,及时救治十分重要。现将某化工厂一起群发光气泄漏事件的处置情况报告如下。1事件经过。某工地相邻企业发生光气泄漏事故,员工在光气中的暴露时间长达22 h,现场203名作业人员全部判定为光气暴露,其中76人光气牌变色并出现不适症状,经医务人员现场评估后转送至我中心进一步检查治疗。

关键词：群发性光气接触反应光气牌心理干预应急处置

盐城市亭湖区13000例艾滋病自愿咨询检测者情况分析

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智慧健康 2024年第2期10卷 20-23页

作者：史明明王思杰陈世伟盐城市亭湖区疾病预防控制中心检验科江苏盐城224005

目的归纳总结盐城市亭湖区13000例自愿咨询检测者患艾滋病的情况与因素。方法选择2019年1月—2023年1月在盐城市亭湖区疾病预防控制中心自愿咨询检测艾滋病的被检者13000例进行回顾性分析,汇总患者一般资料包括性别、年龄、学历、婚... 详细信息

目的归纳总结盐城市亭湖区13000例自愿咨询检测者患艾滋病的情况与因素。方法选择2019年1月—2023年1月在盐城市亭湖区疾病预防控制中心自愿咨询检测艾滋病的被检者13000例进行回顾性分析,汇总患者一般资料包括性别、年龄、学历、婚姻情况等,总结自愿咨询检测艾滋病人群的情况,同时统计艾滋病阳性检出率,归纳咨询检测原因。结果汇总13000例自愿咨询检测艾滋病的被检者资料发现,男性占比率高于女性,20~39岁占比率高于其他年龄阶段,大专及以上学历占比率高于低学历人群,已婚人群自愿咨询检测占比率高于未婚人群(P<0.05)。此次13000例自愿咨询检测艾滋病的被检者中,总计检出HIV阳性患者2251例,检出率为17.32%,归纳咨询检测原因发现,配偶HIV阳性、男男行为阳性占比率最高。结论此次盐城市亭湖区自愿咨询检测艾滋病人群中,男性咨询者较多,年龄多集中于20~39岁,高学历咨询者较多,且已婚人士较多,应加大宣传力度,鼓励更多女性、不同年龄阶段人群、不同学历人群积极参与艾滋病咨询检测,及时进行艾滋病筛查,遏制其传染性,保障日常生活健康、安全。

关键词：盐城市亭湖区艾滋病自愿咨询检测情况分析

基于SPH-FEM耦合算法的台阶精准爆破延期时间研究及应用

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金属矿山 2024年第5期 210-219页

作者：师文强王思杰杜文秀宝音吉雅杨旭龚敏高宇航包钢钢联巴润矿业分公司内蒙古包头014080 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

电子雷管在大型露天矿爆破中广泛使用,利用其精准起爆特性通过设置合理延期时间可有效改善爆破质量,对矿山生产降本增效具有重要意义。基于光滑粒子流体动力学—有限单元(SPH-FEM)耦合算法,利用LS-Dyna软件建立了多个巴润矿常规台阶尺... 详细信息

电子雷管在大型露天矿爆破中广泛使用,利用其精准起爆特性通过设置合理延期时间可有效改善爆破质量,对矿山生产降本增效具有重要意义。基于光滑粒子流体动力学—有限单元(SPH-FEM)耦合算法,利用LS-Dyna软件建立了多个巴润矿常规台阶尺寸的三维数值模型。针对电子雷管起爆条件下不同孔间和排间延时分别建立双孔、三孔SPH-FEM三维模型,从矿岩体SPH粒子应力和移动2个维度研究了被爆矿岩体的受力破碎、抛掷位移特征,并重点分析了不同排间延时下后排炮孔爆破漏斗的偏移角度。据此确定了最佳孔间、排间延期时间范围,并通过现场验证对比试验,选出了适合该爆区的最优延时。研究结果表明:在巴润矿现行孔排距条件下利用电子雷管精准起爆,孔间延时在20~30 ms内可达到较好的破碎效果;排间延时大于35 ms时,先爆炮孔为后续炮孔提供新的自由面和抛掷空间,且大于40 ms时应力趋于稳定;在现场验证试验中,试验区内边长1 m以下的破碎矿岩体占比达91%,较非试验爆区中同尺寸岩块占比提高了14%,破碎效果得到有效改善。

关键词：矿山爆破台阶爆破延期时间 SPH-FEM 耦合算法电子雷管

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纯电动汽车动力电池热管理技术探析

汽车电器 2024年第3期 28-29页

作者：翟端正王思杰牛治锋安徽江淮汽车集团股份有限公司安徽合肥230601

纯电动汽车动力电池在充电放电时会产生大量的热量,在经过低温静置后,温度会很低,此时动力电池需要热管理系统为其冷却或加热,以保证续驶里程、使用寿命和安全性。文章总结了动力电池冷却和加热的不同方式,列举某款纯电动汽车热管理系... 详细信息

纯电动汽车动力电池在充电放电时会产生大量的热量,在经过低温静置后,温度会很低,此时动力电池需要热管理系统为其冷却或加热,以保证续驶里程、使用寿命和安全性。文章总结了动力电池冷却和加热的不同方式,列举某款纯电动汽车热管理系统方案,为电动汽车热管理系统设计提供参考。

关键词：纯电动汽车动力电池整车热管理

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燃料组件非预期受力后的检查及评价策略

中国核电 2024年第1期17卷 112-116页

作者：王思杰林锘涵邓志新代前进邹森中核核电运行管理有限公司浙江海盐314300

燃料组件在转移过程中存在受到非预期力的风险,近年来各核电厂也有燃料组件在乏池转移过程中受到非预期力的事件发生,因此对此类事件的检查及评价策略进行研究是必要的。本文分析了燃料组件受到非预期力后对于堆芯正常运行存在的潜在影... 详细信息

燃料组件在转移过程中存在受到非预期力的风险,近年来各核电厂也有燃料组件在乏池转移过程中受到非预期力的事件发生,因此对此类事件的检查及评价策略进行研究是必要的。本文分析了燃料组件受到非预期力后对于堆芯正常运行存在的潜在影响,并针对相关影响提出了类似事件的系统化检查流程及目的。采用外观检查、阻力塞及控制棒配插试验、离线啜吸检查、受力分析等手段,以确认需回堆燃料组件的结构完整性。本文提供的检查方式为避免此类事件发生以及类似事件处理提供了系统性的支持,具体事件的处理可根据现场情况开展。

关键词：相关组件燃料组件外观检查

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职业本科学位制度的现实困境与立法进路

国外民法典对中国教育法典编纂进路的启示——以近代四部《民法典》为考察中心

职业技术教育 2024年第4期

作者：王思杰竺小缘

职业本科学位是一种全新的学位制度，其设置需要遵循若干应然要求，即应明确职业本科学位的独立属性与特色，形成完善的框架与体系，与现有学位制度相匹配与融通，能够助力职业本科的发展。以此为参照，目前，我国职业本科学位制度面临... 详细信息

职业本科学位是一种全新的学位制度，其设置需要遵循若干应然要求，即应明确职业本科学位的独立属性与特色，形成完善的框架与体系，与现有学位制度相匹配与融通，能够助力职业本科的发展。以此为参照，目前，我国职业本科学位制度面临性质定位困难、规范缺失、管理和实施存在困扰等困境。在建构职业本科学位法律制度时，我们既要注意体现学术性与职业性的平衡，实现效益性与公信力双提升，树立开放性与国际化的理念，也应当注意新《职业教育法》等现行教育法律对其的制度保障以及法律之间的规范协调。在立法进路上，我国应当制定职业本科学位的基本法律规范，建立授予职业本科学位标准规范及职业本科新型资历框架规范，以实现职业本科学位制度的全面优化和完善。

关键词：职业本科教育学位制度新《职业教育法》学术性职业性 vocational undergraduate education degree system new Vocational Education Law academic professional

来源：人大复印报刊资料评论

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华东师范大学学报（教育科学版） 2022年第5期40卷 130-142页

作者：王思杰厦门大学嘉庚学院福建厦门363105

法典编纂需要体系化支撑,体系化以法典内在逻辑为基础。《法国民法典》以“自由的人及其财产”为逻辑,《德国民法典》以规范化的权利体系为叙事。我国的教育法典可以结合这两种逻辑,以受教育人及其教育权利的实现为中心展开编纂。《德... 详细信息

法典编纂需要体系化支撑,体系化以法典内在逻辑为基础。《法国民法典》以“自由的人及其财产”为逻辑,《德国民法典》以规范化的权利体系为叙事。我国的教育法典可以结合这两种逻辑,以受教育人及其教育权利的实现为中心展开编纂。《德国民法典》以其抽象、严谨的概念体系与一般原则,《瑞士民法典》以其开放性法源为杠杆,维系了法典安定性与开放性的平衡。此外,《德国民法典》与《日本民法典》利用本民族的历史资源,将民族性纳入法典的规范体系中。如上四部近代著名《民法典》能够为我国教育法典的编纂提供宝贵启示。拥有内在逻辑,彰显民族价值,兼及稳定与开放的教育法典将实现我国教育法的自我超越,从而推动中华民族的文明与进步。

关键词：教育法典体系化内在逻辑《德国民法典》民族性