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面向移动式墙面打磨机器人的定位及检测方法研究

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面向移动式墙面打磨机器人的定位及检测方法研究

作者：翁润庭广州大学

学位级别：硕士

随着市场经济结构的调整,房地产行业正面临着转型压力。不仅人口红利正在减弱,而且劳动力的就业观也发生了极大变化,例如任务繁重、环境恶劣的墙面打磨等工作无人问津。因此,将无人操作的墙面打磨机器人引入建筑行业中变得尤为重要。目... 详细信息

随着市场经济结构的调整,房地产行业正面临着转型压力。不仅人口红利正在减弱,而且劳动力的就业观也发生了极大变化,例如任务繁重、环境恶劣的墙面打磨等工作无人问津。因此,将无人操作的墙面打磨机器人引入建筑行业中变得尤为重要。目前搭载激光雷达的移动作业机器人已大量应用于建筑施工过程中,受限于激光雷达自身精度与硬件性能,以及受到障碍物和移动物体的交叉影响,机器人无法精准定位,难以及时调整运动姿态。因此,本文以激光式全站仪静态数据为基准,提出了一种点云数据融合的位姿检测策略,通过高精度的静态全站仪整体数据来融合作业机器人中激光雷达的局部、低精度数据,并通过新算法完成墙面打磨机器人的位姿检测。主要研究内容包括:首先,阐述了点云匹配与位姿修正之间的关系,通过旋转和平移实现不同坐标系下点云数据的相互融合,并寻找两个点云之间的对应关系,即机器人的当前位姿与作业区域的坐标对应关系。然后,提出了相关点云处理技术,为后续的匹配算法提供优化处理。其次,提出一种用于提高墙面打磨机器人的位姿识别能力的点集权重匹配法,将筛选出来的基准特征按一定方式进行合并,并利用点集权重求解全站仪数据与激光雷达数据的匹配误差,最后通过仿真实验进行方法验证,实验表明该方法拥有更好的匹配效果。再次,提出一种快速融合高精度静态全局数据和低精度动态局部数据的向量权重的匹配法,先通过抽样网络卷积匹配法实现全站仪数据和激光雷达数据的快速初步匹配,然后构建收缩式兴趣区间来自适应搜索基准特征,将其映射到激光雷达数据的对应区域,并通过向量权重匹配法得到墙面打磨机器人的位姿参数。最后,以墙面打磨机器人的工作执行过程为例,设计了一种墙面打磨机器人位姿检测实验平台,并给实验平台的搭载设备选型,最后自主搭建了墙面打磨机器人位姿检测实验平台。通过墙面打磨机器人位姿检测实验平台来验证向量权重匹配法的可行性。实验结果表明,向量权重匹配法在6m×8m×2m的实验空间内,其定位精度可达到±7mm,姿态控制识别精度可达到±1.4°,突破激光雷达的实际扫描精度,减少了激光雷达的扫描误差,极大地提高了移动机器人位姿识别的效率及经济效益。

关键词：墙面打磨机器人数据融合位姿识别权重匹配点云匹配算法

基于A-VMD与CNN的行星齿轮箱智能故障诊断方法研究

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机电工程技术 2022年第7期51卷 15-19页

作者：陆凤清岳夏王亚东翁润庭张春良广州大学机械与电气工程学院广州510006 广州市机电设备状态监测与控制重点实验室广州510006

行星齿轮箱复杂的结构和多分量特性会导致其振动信号和频谱异常复杂,而传统的信号处理方法依赖专业人士进行故障特征解释,为此,提出一种全程自动化的故障诊断架构。首先针对故障诊断过程中参数设置对诊断结果影响较大的问题,提出了一种... 详细信息

行星齿轮箱复杂的结构和多分量特性会导致其振动信号和频谱异常复杂,而传统的信号处理方法依赖专业人士进行故障特征解释,为此,提出一种全程自动化的故障诊断架构。首先针对故障诊断过程中参数设置对诊断结果影响较大的问题,提出了一种在变分模态分解的基础上建立峭度峰值自适应多敏感分量协同提取特征的自动变分模态分解方法,对行星齿轮箱综合实验平台采集的振动信号进行自适应分解,提取并创建包含部分冗余信息的标准化故障特征向量;然后基于标准化故障特征向量采用卷积神经网络进行训练与智能识别。实验结果表明:提出的方法能够充分发挥变分模态分解与卷积神经网络的优势,训练完成后可以在无需人工设置任何参数的条件下实现行星齿轮箱自动化智能诊断,对太阳轮典型故障的识别准确率可达98.33%。

关键词：行星齿轮箱变分模态分解特征提取自动化诊断卷积神经网络

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钢结构化肥厂房金属屋面的高分子复合防水系统技术探讨

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化肥设计 2024年第4期62卷 44-46页

作者：翁庭峰北京东方雨虹防水技术股份有限公司北京101309

针对钢结构化肥厂房金属屋面的高分子复合防水系统进行深入探讨,分析其防水原理、施工技术及应用优势,旨在为我国化肥厂房金属屋面防水工程提供有益的参考。

关键词：钢结构化肥厂房金属屋面高分子复合防水系统

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基于多域特征提取的水下目标材料分类方法

东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 781-788页

作者：韩宁王祎庭东南大学信息科学与工程学院南京211189

针对水下目标材料的分类问题,提出了一种基于多域特征提取的水下目标材料分类方法.将目标回波信号的时域自回归(AR)系数、倒谱域特征、时频联合域的谱峰及谱峰频率相结合,实现了对金属、岩石、塑料、橡胶4类水下目标材料的分类,并利用... 详细信息

针对水下目标材料的分类问题,提出了一种基于多域特征提取的水下目标材料分类方法.将目标回波信号的时域自回归(AR)系数、倒谱域特征、时频联合域的谱峰及谱峰频率相结合,实现了对金属、岩石、塑料、橡胶4类水下目标材料的分类,并利用消声水池的实测数据来验证该方法的有效性.结果表明,对于4类材料的仿真数据,所提方法的分类正确率均高于80%,且利用多域特征的效果明显优于利用单一特征.对于塑料和金属的实测数据,在信混比不小于0 dB时,所提方法的分类正确率可达80%以上.该方法对目标大小或形状等几何特征的差异具有较好的鲁棒性.

关键词：水下目标回波特征提取材料分类

卷积神经网络结合改进光谱处理方法用于马铃薯病害检测

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 215-224页

作者：李欣庭张峰冯洁云南师范大学物理与电子信息学院云南昆明650500

针对马铃薯早疫病不同染病时期光谱数据受到杂散光和噪声等因素的干扰,以及波段数众多、数据量大且谱带复杂会对光谱的定量和定性分析产生不利影响,研究9种光谱预处理方法,结合实验结果,将预处理方法进行排列组合,扩展改进为16种光谱预... 详细信息

针对马铃薯早疫病不同染病时期光谱数据受到杂散光和噪声等因素的干扰,以及波段数众多、数据量大且谱带复杂会对光谱的定量和定性分析产生不利影响,研究9种光谱预处理方法,结合实验结果,将预处理方法进行排列组合,扩展改进为16种光谱预处理方法,并与连续投影算法、竞争自适应重加权算法和遗传算法3种特征波段提取方法进行组合得到64种光谱处理方法对原始光谱数据进行优化处理。在卷积神经网络(CNN)分类模型中,大部分经过光谱处理方法优化后的光谱数据分类精度相比原始数据的总体分类精度86.67%明显提高,其中12种光谱处理方法的分类精度达到100%,实现对马铃薯早疫病不同染病时期的理想分类。为进一步对马铃薯早疫病不同染病时期进行定量分析,将经过光谱处理方法处理后的光谱数据使用构建的CNN定量估算模型进行定量分析,结果表明,光谱预处理在优化数据的同时,也会损失数据中对目标变量有用的光谱信息,从而导致经过光谱分析方法处理后的数据结果相对于原始光谱数据的R^(2)和RMSE会出现下降的结果,通过研究使用的融合光谱处理方法对原始光谱数据优化能够进一步提升模型性能,其中基于均值中心化、多元散射校正、移动平均平滑相结合的光谱处理方法的CNN定量估算模型取得了最好的结果,其R^(2)为1说明估算的马铃薯早疫病不同染病时期和实际值拟合程度达到100%拟合,其RMSE仅为0.001 1,表明马铃薯早疫病不同染病时期的估算值与真实值之间的偏差接近0,说明该模型能够对马铃薯早疫病不同染病时期进行完美预测。结果表明提出的CNN能够对马铃薯早疫病不同染病时期进行有效地分类检测和定量分析,将各类预处理和特征波段提取方法按优化目的进行有效组合能够有效提高建模效果,为农作物病害无损、精准、智能化检测提供理论和技术支持。

关键词：卷积神经网络光谱预处理特征波段提取马铃薯早疫病

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中国城市区域高质量发展时空分异及影响因素

地理学报 2024年第4期79卷 819-836页

作者：伏润得杨振山中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

全面建设社会主义现代化国家新征程下,高质量发展必然是秉轴持钧的关键。基于新发展理念,通过梳理城市高质量发展的理论内涵,构建了包含创新、协调、绿色、开放、共享在内的5个维度的综合评价指标体系,并运用空间分析、俱乐部收敛检验... 详细信息

全面建设社会主义现代化国家新征程下,高质量发展必然是秉轴持钧的关键。基于新发展理念,通过梳理城市高质量发展的理论内涵,构建了包含创新、协调、绿色、开放、共享在内的5个维度的综合评价指标体系,并运用空间分析、俱乐部收敛检验以及空间杜宾模型分析了2005—2020年中国城市发展质量的时空演变特征及其影响因素。结果显示,研究期间中国城市发展质量平均水平提升了48.4%,低水平城市数量显著缩减,城市发展质量的空间分布模式发生转变且空间聚集特征显著;城市发展质量不平衡的局面尚未根本扭转,差距弥合挑战仍然较大,且高质量发展进程中城市间存在显著的角色分化,在全国及区域层面均形成“示范—追赶”模式,其中北京、上海、深圳等11个城市成为高质量发展的先行者;城镇化、政府投资、数字经济、环境规制以及经济增长均能显著促进城市发展质量水平的提升,城市规模与发展质量则呈现倒“U”型关系。新时期实现中国城市高质量发展目标仍需要在中西部地区持续着力,发挥先行者的示范作用,需要持续推动数量增长、强化环境规制、培育数字经济新业态以及优化城市规模体系。

关键词：城市高质量发展时空格局俱乐部收敛空间杜宾模型中国

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时空约束对运动出行的影响

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 113-123页

作者：杨亚璪翁唐政重庆交通大学交通运输学院重庆400074

运动出行(Active Travel或Active Mobility,AT或AM)是一种以出行者自我为驱动的出行方式,由于其占用道路面积小、机动性强、可持续性好,因此对缓解城市交通压力、改善城市交通的时空不合理性起着至关重要的作用。文中首先研究了运动出... 详细信息

运动出行(Active Travel或Active Mobility,AT或AM)是一种以出行者自我为驱动的出行方式,由于其占用道路面积小、机动性强、可持续性好,因此对缓解城市交通压力、改善城市交通的时空不合理性起着至关重要的作用。文中首先研究了运动出行的定义和内涵;其次从影响运动出行的时空条件出发,以点和线的视角将时间与空间拆分成出发时间、出行时间、出行距离与建成环境4类约束条件,依次阐述不同类型的时空条件特征,并对运动出行与时空约束间的潜在联系进行分析;接着以单一约束和多种时空组合作为切入点,分析其对运动出行的影响;通过归纳发现,时空约束对运动出行的影响比传统认知中更为复杂,主要呈非线性关系且存在相应的理论阈值;最后提出当前理论研究中的不足之处及未来的研究方向。文章旨在归纳时空对运动出行的制约作用,展示不同时空约束作用下运动出行的具体变化规律,以期改变城市出行者的固有思维,提高运动出行的分担率,促进城市交通出行结构的进一步优化。

关键词：城市交通时空约束运动出行时空组合

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心学视野下的徐渭“写意”画学建构研究

新美术 2024年第2期45卷 233-239页

作者：翁志丹南京师范大学

一“写意”观念的演变中国画的主要精神特质之一就是具有“写意性”,通常与工笔相对,落笔随意不受拘束,并以水墨挥洒抒发画家胸臆。这样的表述虽然可以作为通识性的说明,但没有揭示中国画“写意”的内在意涵。“写意”一词最早出现于《... 详细信息

一“写意”观念的演变中国画的主要精神特质之一就是具有“写意性”,通常与工笔相对,落笔随意不受拘束,并以水墨挥洒抒发画家胸臆。这样的表述虽然可以作为通识性的说明,但没有揭示中国画“写意”的内在意涵。“写意”一词最早出现于《战国策》,“忠可以写意,信可以远期”1,指表明心迹。南北朝时期《胡汉译经音义同异记》云:“夫神理无声,因言辞以写意;言辞无迹,缘文字以图音。”2江淹《丹砂可学赋》云:“拟若木以写意,拾瑶草而悠然。”3可见,无论是经文用言辞表达义理,还是诗文传达情怀,其本质都是传达心迹。此外值得注意的是,在唐代文献中已有“展转释之,文多不录,但写意云”。4说明在唐代“写意”已经有“简略”的意思。

关键词：写意性《战国策》画学精神特质建构研究南北朝时期通识性唐代文献

全国碳市场建立市场稳定机制的国际经验与借鉴

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环境保护 2024年第13期52卷 68-73页

作者：余润心翁玉艳张希良清华大学能源环境经济研究所

制定符合我国国情的市场稳定机制,对我国形成合理的碳价水平、控制整体减排成本、发挥碳市场的减排作用具有重要意义。本文探讨了市场稳定机制的理论措施和国际实践,将其分为基于价格和基于数量的两类措施;总结了欧盟碳市场基于数量的... 详细信息

制定符合我国国情的市场稳定机制,对我国形成合理的碳价水平、控制整体减排成本、发挥碳市场的减排作用具有重要意义。本文探讨了市场稳定机制的理论措施和国际实践,将其分为基于价格和基于数量的两类措施;总结了欧盟碳市场基于数量的措施、美国加利福尼亚州碳市场基于价格的措施和韩国碳市场的多重措施。在此基础上,提出了全国碳市场建立市场稳定机制的建议,即以碳配额有偿分配为基础建立配额储备,探索制定科学的拍卖底价和储备触发价格,使主管部门能够通过配额储备调节市场流动性、通过拍卖促进价格发现,从而引导碳价在合理价格区间内波动。

关键词：碳市场碳排放权交易碳价市场稳定配额储备