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基于立体视觉的可见光通信室内定位技术研究与实现

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基于立体视觉的可见光通信室内定位技术研究与实现

作者：于朋鑫北京邮电大学

学位级别：硕士

位置服务(LBS)是推动无人驾驶、物流管理、物联网等行业发展的重要驱动力,而获取位置信息(定位)是LBS的基础。随着城镇化的推进,人们大量的生产生活都将在室内进行,对室内定位的需求也跃然纸上。使用发光二极管(LED)作为发射端的室内定... 详细信息

位置服务(LBS)是推动无人驾驶、物流管理、物联网等行业发展的重要驱动力,而获取位置信息(定位)是LBS的基础。随着城镇化的推进,人们大量的生产生活都将在室内进行,对室内定位的需求也跃然纸上。使用发光二极管(LED)作为发射端的室内定位技术以其定位准确性高,铺设成本低,使用范围广,绿色环保等多项优势受到了越来越多的关注,成为室内定位技术的重点研究方向。在目前的相关研究中,以光电检测器(PD)作为接收端的定位方法因多径效应的影响而易受外界干扰;而以图像传感器(IS)作为接收端的定位方法在理想定位环境下表现优秀,但在非理想定位环境下(IS发生倾斜或抖动)会产生巨大的定位误差。解决非理想定位环境的定位误差是可见光室内定位的关键技术难题,具有重要的研究价值。论文针对这一问题提出立体视觉和可见光通信相结合的定位技术方案(Stereo-VLIP),及相应的方法和算法,主要创新点如下:(1)如果以IS的帧率为参考,用开关键控(OOK)方式将位置星座信息调制到LED上,会导致LED发生人眼可见的闪烁。针对该问题,设计实现了一种基于卷帘快门曝光的二进制振幅键控调制方案,实验结果表明该方案在解决LED闪烁问题的同时还可以提高通信速率。(2)提出了一种用双目相机作为接收端的可见光室内定位算法,该算法利用立体视觉获取到的距离信息和LED在IS中成像的位置信息即可计算出定位点的三维坐标,实验结果表明,在LED和IS距离两米以内,半径为120cm的区域中,定位误差不超过4cm。除了定位精度高,实时性强之外还可以减少定位环境中所用LED数量,降低成本。(3)为了解决接收端倾斜对定位带来的影响,提出了一种结合立体视觉和透视n点投影算法(Perspective-n-Points,PnP)的位姿估计方法,可以在定位范围内只有三个LED的情况得到接收端位姿的唯一解,在实现抗倾斜的同时不会过分增加硬件成本和计算量。实验结果表明,在发生小范围倾斜的情况下,定位误差不超过7cm,保证了厘米级的定位精度。在论文的实验部分测试了 Stereo-VLIP技术的性能,在240cm × 240cm × 200cm的实验空间内,解码成功率达到55%,解码准确率达到95%,平面定位最大误差不超过7cm,空间定位最大误差不超过10cm,实现了厘米级的定位精度。定位速率达到10帧/秒,可以实现实时定位。

关键词：可见光通信室内定位立体视觉 PnP算法抗倾斜

新型冠状病毒肺炎不同临床分型间CT和临床表现的相关性研究

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中华放射学杂志 2020年第4期54卷 300-304页

作者：黄璐韩瑞于朋鑫王少康夏黎明华中科技大学同济医学院附属同济医院放射科武汉430030 武汉市第一医院放射科 430022 北京推想科技有限公司 100025

目的探讨新型冠状病毒肺炎(COVID-19)不同临床分型的CT和临床表现的相关性。方法回顾性分析2020年1月华中科技大学同济医学院附属同济医院确诊的103例COVID-19患者的胸部CT平扫图像和临床资料,根据COVID-19诊疗方案(试行第五版),将所... 详细信息

目的探讨新型冠状病毒肺炎(COVID-19)不同临床分型的CT和临床表现的相关性。方法回顾性分析2020年1月华中科技大学同济医学院附属同济医院确诊的103例COVID-19患者的胸部CT平扫图像和临床资料,根据COVID-19诊疗方案(试行第五版),将所有患者分为普通型(58例)、重型(36例)和危重型(9例),并分析其临床表现、实验室检查和CT表现。CT特征参数包括病灶分布、位置、大小、形态、边缘、数目、密度、肺炎病灶占整肺百分比和肺外表现。不同临床分型的CT特征之间的比较采用χ2或Fisher确切概率法。年龄、从发病到CT检查时间及肺炎病灶占整肺体积百分比之间的比较采用方差分析(正态分布)或Kruskal-Wallis秩和检验(非正态分布)。结果临床表现方面,危重型COVID-19患者更常见于老年男性,中位年龄65岁。58例普通型COVID-19患者有49例(84%)以发热为首发症状,重型及危重型COVID-19患者均以发热为首发症状,重型(25/36, 69%)及危重型(6/9, 67%)COVID-19患者的咳嗽发生率高于普通型(20/58, 34%)。所有危重型患者存在呼吸困难。CT表现中,普通型COVID-19表现为双肺(41/58, 71%)、多发(40/58, 69%)、磨玻璃(31/58, 52%)或混合型(25/58, 43%)、斑片(56/58, 97%)灶;重型及危重型COVID-19均表现为双肺病灶,重型COVID-19以多发(34/36, 96%)、斑片(33/36, 92%)、混合密度灶(26/36, 72%)为主;9例危重型COVID-19病灶均为大于3 cm的多发混合密度病灶。肺炎病灶占整肺体积的百分比:普通型(12.5%±6.1%)明显低于重型(25.9%±10.7%)及危重型(47.2%±19.2%) COVID-19,两者差异具有统计学意义(P值分别为<0.001、0.002),重型COVID-19也显著低于危重型,差异具有统计学意义(P=0.032)。结论 COVID-19不同临床分型的CT和临床表现存在差异,胸部CT表现具有特征性,不仅能早期诊断,还能对其临床病程及严重程度进行评估。

关键词：新型冠状病毒肺炎体层摄影术,X线计算机

大鼠肠道平滑肌胶原条带构建及周期性拉伸培养的体外评价

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中国组织工程研究 2024年第35期28卷 5630-5635页

作者：于朋鑫韩禹秋郭丽娜王秀丽大连医科大学辽宁省大连市116000

背景:肠道平滑肌层是肠道管壁结构的重要组成部分,在组织工程化肠道的仿生构建中备受关注。目的:探索周期性机械拉伸对胶原条带内肠道平滑肌细胞生长活性以及功能基因表达的影响。方法:以自制鼠尾胶原为支架,以大鼠原代肠道平滑肌细胞... 详细信息

背景:肠道平滑肌层是肠道管壁结构的重要组成部分,在组织工程化肠道的仿生构建中备受关注。目的:探索周期性机械拉伸对胶原条带内肠道平滑肌细胞生长活性以及功能基因表达的影响。方法:以自制鼠尾胶原为支架,以大鼠原代肠道平滑肌细胞为种子细胞,同时结合自主设计的胶原条带拉伸培养装置,构建肠道平滑肌细胞胶原条带培养体系,采用Eth D-1/Calcein-AM细胞活性染色、洋红染色、细胞骨架-Ki67免疫荧光染色观察细胞的生长活性与增殖情况,定量RT-PCR检测desmin、α-sma、vimentin功能基因的表达。结果与结论:(1)成功构建肠道平滑肌细胞胶原条带培养体系,条带内肠道平滑肌细胞具有良好的细胞活性;(2)与静态培养相比,周期性拉伸动态培养条件下Ki67阳性表达的细胞数量增多且显著高表达标志性基因desmin、α-sma、vimentin(P<0.001);(3)结果表明:机械力学刺激有利于肠道平滑肌细胞在体外培养过程中维持生长状态,并促进其功能性分化。

关键词：组织工程肠道平滑肌胶原条带动态拉伸胶原支架三维培养

深度学习模型对纯磨玻璃结节肺腺癌病理亚型的预测分析

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中国医学科学院学报 2020年第4期42卷 477-484页

作者：陶雪敏方瑞吴重重张弛张荣国于朋鑫赵绍宏解放军医学院北京100853 中国人民解放军总医院第一医学中心放射诊断科北京100853 北京推想科技有限公司先进研究院北京100025

目的利用深度学习对CT上表现为纯磨玻璃密度结节(pGGN)的肺腺癌进行分型,并与手术病理结果对比,探讨其对病理亚型的预测价值。方法收集219例(共240个病灶)经病理证实且胸部CT上表现为pGGN的肺腺癌患者的CT影像与病理资料,根据病理分型,... 详细信息

目的利用深度学习对CT上表现为纯磨玻璃密度结节(pGGN)的肺腺癌进行分型,并与手术病理结果对比,探讨其对病理亚型的预测价值。方法收集219例(共240个病灶)经病理证实且胸部CT上表现为pGGN的肺腺癌患者的CT影像与病理资料,根据病理分型,将其分为非浸润性腺癌组[包括浸润前病变(不典型腺瘤样增生和原位腺癌)以及微浸润腺癌]和浸润性腺癌组。首先对pGGN进行勾画与标记,然后将标记好的数据随机分为学习训练组(80%)及验证测试组(20%),其中验证测试组中的结果需与两位胸部影像专家的诊断结果进行对比。结果深度学习模型对pGGN肺腺癌病理亚型的预测取得了较高的性能。深度学习模型对pGGN判断的准确率为0.8330,95%CI为0.7016~0.9157,专家1对pGGN诊断的准确率为0.5000,95%CI为0.3639~0.6361,专家2对pGGN诊断的准确率为0.5625,95%CI为0.4227~0.6931,两位专家联合对pGGN诊断的准确率为0.5417,95%CI为0.4029~0.6743,深度学习模型的准确率明显高于专家个人及专家组(P=0.002)。专家个人前后两次诊断的一致性Kappa值分别为0.939和0.799,专家个人前后两次的诊断一致性为良好;专家间的一致性Kappa值为0.667,专家间的诊断一致性为中等(P=0.000)。结论深度学习模型能相对准确地判别pGGN的病理类型,诊断效能优于专家组判断。

关键词：人工智能深度学习卷积神经网络 CT 肺腺癌

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质量可靠性技术在原油罐防腐中的应用

全面腐蚀控制 2016年第2期30卷 32-34页

作者：于朋鑫大庆油田储运销售分公司葡北油库黑龙江大庆163000

我国的国民经济在近年来获得了异常迅速的发展,能源消耗量不断提高,因此对石油的依赖性也变得越来越大。但是,相对而言,我国的石油资源是较为短缺的,深度开采导致原油呈现出越来越严重的劣质化倾向,并且大多数进口原油都是高酸、高硫原... 详细信息

我国的国民经济在近年来获得了异常迅速的发展,能源消耗量不断提高,因此对石油的依赖性也变得越来越大。但是,相对而言,我国的石油资源是较为短缺的,深度开采导致原油呈现出越来越严重的劣质化倾向,并且大多数进口原油都是高酸、高硫原油。这些都是导致油罐腐蚀问题日益严重的原因。必须采取相关的质量可靠性技术对这一问题进行解决,促使油罐的防腐性能得以增强,最终确保油罐的质量的可靠性。

关键词：原油劣质化质量可靠性技术防腐油罐

基于机器学习的CT定量指标与新型冠状病毒肺炎临床分型及肺损伤严重程度的相关性研究

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中华放射学杂志 2021年第3期55卷 239-244页

作者：朱桐黄璐严祥虎艾涛罗毅于朋鑫夏黎明唐大中华中科技大学同济医学院附属同济医院放射科武汉430030 北京推想科技有限公司 100025

目的探讨胸部CT定量指标在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)临床分型及肺损伤严重程度评价中的价值。方法回顾性分析华中科技大学同济医学院附属同济医院2020年1月1日至2020年4月1日COVID-19确诊的438例患者的临床及CT影像资料。临床分型为... 详细信息

目的探讨胸部CT定量指标在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)临床分型及肺损伤严重程度评价中的价值。方法回顾性分析华中科技大学同济医学院附属同济医院2020年1月1日至2020年4月1日COVID-19确诊的438例患者的临床及CT影像资料。临床分型为普通型146例、重型247例、危重型45例。使用人工智能(AI)深度学习定量分析所有患者胸部CT指标,包括全肺体积、全肺感染体积、磨玻璃密度体积(GGO体积,CT值<-300 HU)和实性密度体积(SO体积,CT值≥-300 HU)以及SO体积/GGO体积。采用Kruskal-Wallis检验对各临床分型之间定量参数的差异性进行统计学分析,采用多元有序logistic回归分析定量参数与临床分型之间的相关性。结果 438例COVID-19确诊患者中,重型及危重型患者的年龄较大(P<0.05),且危重型患者以男性为主(P<0.05)。各临床分型患者的临床表现均主要以发热为主,其次为咳嗽、乏力、胸闷、呼吸困难、消化道症状等。3种临床分型肺部病变的CT表现均以GGO为主;全肺感染体积、GGO体积、SO体积以及各自在全肺体积的比例均从普通型、重型到危重型患者逐渐增大(P<0.01);SO体积/GGO体积随临床分型严重程度增加逐渐增大[普通型为0.12(0.03,0.34),重型为0.29(0.11, 0.59),危重型为0.61(0.39,0.97),P<0.05]。多元有序logistic回归分析显示全肺感染体积(OR=1.009)、SO体积/GGO体积(OR=1.866)、GGO体积(OR=1.008)和SO体积(OR=1.016)对临床分型的严重程度产生显著的正向影响关系(P<0.01)。结论基于AI胸部CT定量指标(SO体积、GGO体积、SO体积/GGO体积)与COVID-19肺炎临床严重程度密切相关。

关键词：人工智能体层摄影术,X线计算机新型冠状病毒肺炎

基于CT平扫影像组学模型预测食管癌淋巴结转移

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中国医学影像技术 2021年第9期37卷 1333-1337页

作者：余鎏黄玲玲袁振亚赵泉印宏坤于朋鑫曹颖重庆市开州区人民医院放射科重庆405400 推想医疗科技股份有限公司北京100025

目的评估术前基于胸部CT平扫影像组学模型预测食管癌患者淋巴结转移的价值。方法回顾性分析368例经术前内镜活检及术后病理确诊的食管癌患者,其中100例淋巴结转移、268例无淋巴结转移,按比例3∶1将其分为训练组(包括201例无淋巴结转移... 详细信息

目的评估术前基于胸部CT平扫影像组学模型预测食管癌患者淋巴结转移的价值。方法回顾性分析368例经术前内镜活检及术后病理确诊的食管癌患者,其中100例淋巴结转移、268例无淋巴结转移,按比例3∶1将其分为训练组(包括201例无淋巴结转移和75例淋巴结转移)和验证组(67例无淋巴结转移和25例淋巴结转移)。自胸部CT中提取食管癌病灶的影像组学特征,并以最小绝对收缩和选择算子(LASSO)回归进行降维,筛选与食管癌淋巴结转移关联度高的特征;采用支持向量机构建预测淋巴结转移的影像组学模型,并以受试者工作特征(ROC)曲线分析模型的诊断效能。结果共提取1046个组学特征参数,经LASSO降维筛选出11个特征参数用于建立预测淋巴结转移模型。影像组学模型预测训练组淋巴结转移的曲线下面积(AUC)为0.84,敏感度为84.00%,特异度为75.12%,准确率为77.54%;于验证组的AUC为0.82,敏感度为80.00%,特异度为77.61%,准确率为78.26%。结论术前基于胸部CT平扫影像组学模型预测食管癌患者淋巴结转移具有较高价值。

关键词：食管肿瘤淋巴结转移体层摄影术,X线计算机影像组学

后疫情时代人工智能肺炎辅助诊断系统的临床应用场景探索

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放射学实践 2024年第7期39卷 888-894页

作者：陈冲王大为于朋鑫周文孙希子唐媛媛赵赟刘秋雨谢开周舒畅李大胜赵绍宏夏黎明华中科技大学同济医学院附属同济医院放射科武汉430030 推想医疗科技股份有限公司先进研究院北京100025 北京市海淀医院北京大学第三医院海淀院区放射科北京100080 中国人民解放军总医院放射科北京100853

目的:基于临床验证性研究,探索后疫情时代人工智能肺炎辅助诊断系统(AI-ADS)潜在的临床应用场景。方法:回顾性收集了来自三家医院的1049例胸部CT扫描数据,包括400例胸部CT表现正常的病例、233例新冠肺炎病例和416例其他社区获得性肺炎... 详细信息

目的:基于临床验证性研究,探索后疫情时代人工智能肺炎辅助诊断系统(AI-ADS)潜在的临床应用场景。方法:回顾性收集了来自三家医院的1049例胸部CT扫描数据,包括400例胸部CT表现正常的病例、233例新冠肺炎病例和416例其他社区获得性肺炎病例。六名高年资放射科医师参与了数据标注工作。采用敏感度、特异度、Dice系数和受试者操作特征(ROC)曲线下面积(AUC)评估人工智能系统在相应场景中的性能表现。结果:AI-ADS基于胸部CT识别各类型肺炎、细菌性肺炎、新冠肺炎、其他病毒性肺炎和其他社区获得性肺炎的AUC分别为0.968、0.983、0.992、0.941、0.958,检测各种肺炎的敏感度均超过0.90;鉴别病毒性肺炎和非病毒性肺炎的AUC达到0.950,敏感度为0.885,特异度为0.910;在新冠肺炎和其他社区获得性肺炎测试集中分割肺炎区域的平均Dice系数分别达到0.851和0.753。结论:AI-ADS在肺炎的检测预警、病灶定量分析以及鉴别诊断方面具有良好的性能,具备了后疫情时代的多场景应用价值。

关键词：新型冠状病毒感染社区获得性肺炎体层摄影术,X线计算机人工智能辅助诊断系统

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试析大庆油田油气集输工艺设备的改进和发展

中国石油和化工标准与质量 2013年第19期33卷 92-92页

作者：于朋鑫大庆油田储运销售分公司黑龙江大庆163000

随着我们国家经济水平的不断提升和技术水平的不断增长,油气集输行业也得到了非常好的发展,在本文当中主要结合大庆油田油气技术工艺设备的改进和发展前景进行说明和分析,希望能够对相关方面工作的进行有所启示和指导。

关键词：大庆油田油气集输工艺设备工艺改进