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基于双耳麦克风实现机器人骨铣削状态自动控制

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仪器仪表学报 2024年第1期45卷 259-268页

作者：孙健文王瑞夏光明代煜张建勋南开大学机器人与信息系统化研究所天津300350 天津医科大学总医院骨科天津300052

为了提升骨铣削手术机器人的手术质量,要求机器人对于手术中的铣削状态(主要包括铣削深度和铣削角度)能够实时感知并控制。针对此问题,本文提出一种利用双耳麦克风系统来辅助完成铣削状态控制的方法。首先对铣削状态与声信号的关系进行... 详细信息

为了提升骨铣削手术机器人的手术质量,要求机器人对于手术中的铣削状态(主要包括铣削深度和铣削角度)能够实时感知并控制。针对此问题,本文提出一种利用双耳麦克风系统来辅助完成铣削状态控制的方法。首先对铣削状态与声信号的关系进行建模,之后完成铣削深度与铣削角度的标定实验获得所提模型的相关系数,最后利用PD控制器结合所建立的模型函数来实时分析并控制机器人的铣削状态。实验结果表明,铣削期望深度为0.5 mm时,加入角度控制相较于未加角度控制的实验效果在铣削深度与期望值偏差的方面提升了7.0%,铣削稳定性方面提升了34.1%。并且证明在期望深度为0.8 mm的极端情况下引入角度控制同样有着提升铣削效果的积极作用。经过实验验证所提方法能够有效的提升骨铣削手术机器人的工作质量。

关键词：手术机器人骨铣削信号处理深度控制角度控制

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短距起飞/垂直降落飞机升力系统研究进展

航空发动机 2024年

作者：沈勋吴雄宋汉强唐孟潇海军研究院

短距起飞/垂直降落（STOVL）升力系统是一种允许飞机在极短跑道甚至无跑道条件下起降的航空技术，提供了飞行器在受限空间和复杂环境中实施起降操作的能力，对军用和民用领域都有重要意义。尽管国际上对S TOVL飞机的研究已有历史，但敏... 详细信息

短距起飞/垂直降落（STOVL）升力系统是一种允许飞机在极短跑道甚至无跑道条件下起降的航空技术，提供了飞行器在受限空间和复杂环境中实施起降操作的能力，对军用和民用领域都有重要意义。尽管国际上对S TOVL飞机的研究已有历史，但敏感或专用技术的信息并未广泛共享。为深入探索S TOVL飞机升力系统的关键技术、难点和发展方向，在全面分析和总结最新研究进展和技术挑战的基础上，针对该领域的研究进展进行综述，特别是针对F-35B飞机深入探讨了S TOVL飞机升力系统的关键技术，包括升力风扇、三轴承矢量喷管和整机推进系统性能等。在此基础上总结归纳了国内外学者在复杂结构设计、动力系统建模、环境影响评估和性能优化等方面的研究，为S TOVL飞机的研发与优化设计提供方向参考。

关键词：短距起飞/垂直降落 F-35B 升力系统升力风扇三轴承矢量喷管

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非视距信号传播场强特性的分析与研究

电信科学 2024年第2期40卷 83-95页

作者：宫峰勋张英中国民航大学通信工程系天津300300

为探索机场通信路径中障碍物造成非视距传播产生衍射损耗,对信号场强衰减特性进行了研究。首先,基于ITU-R P.1546中不同地形环境对信号传播的影响,结合Deygout模型构建信号场强组合模型。其次,按障碍物数量分析随障碍物高度变化的接收... 详细信息

为探索机场通信路径中障碍物造成非视距传播产生衍射损耗,对信号场强衰减特性进行了研究。首先,基于ITU-R P.1546中不同地形环境对信号传播的影响,结合Deygout模型构建信号场强组合模型。其次,按障碍物数量分析随障碍物高度变化的接收场强传播特性。仿真结果表明,单障碍物越高,占据0.6F1菲涅尔区越大,场强越小;双障碍物路径中,高度增加的障碍物经过由次要转为主要障碍物,直到只剩主要障碍物的过程,使场强逐渐衰减。再次,针对场强上升,分析了次要障碍物高度与0.6F1菲涅尔区的关系。最后,调整覆盖场强最小阈值,确定接收设备是否被障碍物遮挡,从而导致信号被屏蔽。上述研究结果可为未来模拟机场各场景下障碍物分布,预测接收机是否因障碍物受干扰或影响场强覆盖范围提供参考依据。

关键词：非视距传播障碍物菲涅尔区衍射损耗拟合场强

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基于时频特征的反监听技术研究与应用

电子测量技术 2024年第7期47卷 1-8页

作者：李建勋王开东南大学信息科学与工程学院南京211189

本研究旨在探讨一种基于时频特征设计的反监听技术,重点研究如何通过动态修改时序和频率增强特定频率范围内的人类语音干扰。本文针对现有的语音干扰技术展开研究,并与标准噪声注入方法进行了比较。研究方法包括理论分析和实验验证,通... 详细信息

本研究旨在探讨一种基于时频特征设计的反监听技术,重点研究如何通过动态修改时序和频率增强特定频率范围内的人类语音干扰。本文针对现有的语音干扰技术展开研究,并与标准噪声注入方法进行了比较。研究方法包括理论分析和实验验证,通过对实际原型进行测试和验证,评估了基于时频特征提取的干扰信号在干扰语音识别系统方面的有效性。实验结果显示,当信噪比低于0dB时,所提出方法的文本识别错误率超过了60%;而当信噪比为0dB时,本文算法的文本识别错误率平均比当前干扰算法高出20%以上。此外,当干扰系统与录音设备保持相同距离时,本文算法在录音设备上产生的信噪比比当前算法低近2dB,这说明了所提出算法的高能量利用效率。因此,本研究成果对于提高通信安全和保护隐私具有重要意义,特别是在需要高度保密的通信环境中。

关键词：隐私保护防窃听超声波干扰时频特征提取语音干扰

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大型沉管快速浮运姿态响应研究

清华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：寇晓强宁进进邓小华李丹勋清华大学水利水电工程系中交第一航务工程局有限公司中交天津港湾工程研究院有限公司广东省交通集团有限公司

大型沉管外海长距离快速浮运技术应用于深中通道项目,该项目使用运输安装一体船对质量为80 000 t的大型沉管进行长距离快速浮运,解决了外海沉管隧道建设沉管浮运的关键问题。该文对沉管浮运姿态进行了实测,发现沉管的姿态响应出现明显... 详细信息

大型沉管外海长距离快速浮运技术应用于深中通道项目,该项目使用运输安装一体船对质量为80 000 t的大型沉管进行长距离快速浮运,解决了外海沉管隧道建设沉管浮运的关键问题。该文对沉管浮运姿态进行了实测,发现沉管的姿态响应出现明显的纵倾(艏埋)现象,并研究了沉管纵倾角与航速的关系。该文通过建立沉管浮运水动力学模型,分析了沉管出现纵倾现象的机理,研究结果表明:沉管的纵倾现象与沉管艏部形成的绕流有关,沉管艏部的绕流场降低了艏端底部的动压力,从而形成艏倾的旋转力矩。

关键词：大型沉管快速浮运姿态响应运输安装一体船纵倾现象

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穿浪滑行艇驼峰阻力优化及水动力性能分析

哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：李凌勋丁江明江佳炳罗海武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉理工大学海南研究院

为减小高速滑行艇驼峰航速阻力，本文开展了穿浪滑行艇驼峰阻力优化设计及水动力特性研究。研究采用船型参数化设计方法、船体阻力CFD预报、拉丁超立方方法、Kriging近似模型和粒子群算法等技术。基于优化软件HEEDS，以驼峰阻力最小为... 详细信息

为减小高速滑行艇驼峰航速阻力，本文开展了穿浪滑行艇驼峰阻力优化设计及水动力特性研究。研究采用船型参数化设计方法、船体阻力CFD预报、拉丁超立方方法、Kriging近似模型和粒子群算法等技术。基于优化软件HEEDS，以驼峰阻力最小为优化目标建立了单体滑行艇的穿浪艏型线优化模型。并比较分析了优化后的艇型与母型艇在1.3< Fr▽< 5.2范围内的水动力性能。结果表明：相对于母型艇，优化艇驼峰处阻力减小8.62%，全航速下阻力也都有所减小，驼峰航速附近减阻效果较明显。

关键词：穿浪滑行艇驼峰阻力优化设计水动力阻力数值模拟

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基于归一化模板匹配算法的动作电位检测IC

现代电子技术 2024年第2期47卷 1-6页

作者：庞勋姚镭上海大学微电子学院上海200444

针对多通道神经元动作电位(AP)信号采集硬件系统中,前端采集IC因电极阻抗、应用环境、系统功耗以及系统面积等因素而导致原始信号信噪比较低的问题,设计一种基于归一化模板匹配算法的AP信号检测IC。该检测IC基于模板匹配算法,并引入信... 详细信息

针对多通道神经元动作电位(AP)信号采集硬件系统中,前端采集IC因电极阻抗、应用环境、系统功耗以及系统面积等因素而导致原始信号信噪比较低的问题,设计一种基于归一化模板匹配算法的AP信号检测IC。该检测IC基于模板匹配算法,并引入信号归一化以去除冗余信息。为确保芯片的实时性并降低功耗,芯片整体采用三级流水线结构,各个模块间插入门控时钟,同时可通过SPI总线配置更新其工作状态。在SMIC 180 nm数字工艺下,裸片面积为0.98 mm^(2),配置模板信息时功耗为701μW,完全工作时功耗为8.07 mW,且采用QFN48封装形式。测试结果表明,所设计的AP信号检测IC具有较好的抗噪性能,可用于信噪比较低的环境来降低信号传输带宽,即使在-10 dB信噪比环境下,评价模型综合性能的F1-Score仍可达到94.65%。

关键词：动作电位检测 IC设计模板匹配算法信号归一化抗噪性能检测芯片测试

基于生态系统服务的新城乡关系的国际研究动态

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国际城市规划 2024年

作者：李嘉宁王志勇白勋水利部水生态保护与水利遗产重点实验室中国环境科学研究院北京大学建筑与景观设计学院北京大学城市与环境学院

基于生态系统服务的新城乡关系是一种旨在以生态系统服务为纽带联系城乡、促进城乡共荣的理论与路径。本文在解析这一概念内涵的基础上，梳理了其国际研究动态。对近20年来的文献进行分析，发现研究主要集中在6个方面。除有少量研究提... 详细信息

基于生态系统服务的新城乡关系是一种旨在以生态系统服务为纽带联系城乡、促进城乡共荣的理论与路径。本文在解析这一概念内涵的基础上，梳理了其国际研究动态。对近20年来的文献进行分析，发现研究主要集中在6个方面。除有少量研究提出或深入阐释了这一新城乡关系的概念外，学界早期主要关注城乡居民对生态系统服务的认知与偏好差异，致力于促进城乡社区合作。随后开始对城乡梯度上的生态系统服务进行量化和评估，以明确特定生态系统服务在城乡空间的供需关系。同时，快速发展了联系城乡的生态系统服务产品设计和城乡多元主体下的制度与管理研究，为新城乡关系的市场化途径和可持续治理提供支持。近年来，城乡交错带的生态规划与管理成为新的研究热点，以促进城乡生态资源共享和协同管理。未来研究应着重关注城乡区位条件对新城乡关系的影响，不同社会文化背景下居民的认知与偏好，生态产品的可持续商业模式，利益相关者之间的共同利益和信任关系，以及城乡交错带生态建设与经济发展的权衡等方面。

关键词：生态系统服务生态系统服务付费多利益主体城乡交错带乡村振兴城乡关系城乡融合

岩溶洼地抽蓄上库选址地质适宜性定量评价研究

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工程地质学报 2024年

作者：郭果郑克勋余波王松江中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司

在岩溶洼地上建库筑坝，往往存在岩溶渗漏、岩溶塌陷及岩溶地基稳定等工程地质问题，但岩溶洼地具有天然的空间资源优势，利用洼地建库具有较大的开发潜力。本文从工程地质角度出发，以岩溶洼地抽蓄建库适宜性评价作为目标，选取洼地位... 详细信息

在岩溶洼地上建库筑坝，往往存在岩溶渗漏、岩溶塌陷及岩溶地基稳定等工程地质问题，但岩溶洼地具有天然的空间资源优势，利用洼地建库具有较大的开发潜力。本文从工程地质角度出发，以岩溶洼地抽蓄建库适宜性评价作为目标，选取洼地位置、地形坡度、天然库容、地形封闭条件、地层岩组、区域构造、岩溶发育程度、岩溶水动力条件、水头差、距高比，共10个指标，构建岩溶洼地建库适宜性评价指标体系，在深入分析各评价指标对洼地建库选址影响的基础上，对各评价指标进行了量化分级，采用层次分析法确定各个评价指标的权重，并建立了洼地建库适宜性评价数学模型。研究结果表明，岩溶发育程度、天然库容、岩溶水动力条件、水头差在洼地建库选址决策中起到关键性作用。本文研究成果将洼地建库选址由定性分析转化为定量评价，增强了洼地建库选址的科学性和合理性，可为多个岩溶洼地抽蓄库址的筛查提供参考和指导。

关键词：岩溶洼地建库选址评价指标适宜性评价