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基于条件生成对抗网络的焊缝精确定位算法研究

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基于条件生成对抗网络的焊缝精确定位算法研究

作者：刘英志桂林理工大学

学位级别：硕士

在工业工厂中,近年来人工智能技术逐渐被应用在自动化设备的研发中,具有自主识别能力的智能化焊接加工设备也愈来愈多,同时也出现了多种辅助焊机进行跟踪定位的方法。其中,运用以机器视觉为基础,激光结构光辅助对焊接工件位置信息进行... 详细信息

在工业工厂中,近年来人工智能技术逐渐被应用在自动化设备的研发中,具有自主识别能力的智能化焊接加工设备也愈来愈多,同时也出现了多种辅助焊机进行跟踪定位的方法。其中,运用以机器视觉为基础,激光结构光辅助对焊接工件位置信息进行识别的方法,由于其适用性广,光波抗干扰能力强和成本较低等优势,被广泛运用在智能焊接加工设备的研发当中。但在实际加工任务中,通过简单的检测方法或图像处理办法,焊枪在跟踪定位的过程中很容易出现由于焊缝图像受到环境光等干扰造成的跟踪位置偏移和焊缝特征无法识别等问题。特别是在二氧化碳保护焊的加工过程中,由于其加工工艺易出现强弧光和强飞溅干扰问题,使得那些主要依靠视觉进行焊接加工的自动焊接机器人设备无法完成焊缝精确定位的焊接加工任务,因此,将焊缝图像修复技术与深度学习模型相结合逐渐成为近年来解决焊缝视觉跟踪的主要研究方向,深度学习图像修复不仅拥有良好的图像修复质量,还可以通过对抗训练使网络获得更有效的焊缝特征,能够有效提升焊缝跟踪和定位的精度和稳定性。为开展焊缝精确跟踪定位算法研究,对6轴关节臂机器人进行了静态条件下关节末端的挠度形变分析,并且对关节臂机器人的关节处和支臂处的弯曲、扭转和拉伸变形建立了关节臂机器人刚度模型,利用刚度模型进行分析计算得到运动姿态与支臂末端变形的映射关系,对6轴关节臂机器人的运动控制进行误差补偿,实验中得出空间距离中平均误差不超过0.01mm;针对激光视觉远距离无法进行定位的问题,研究了一种利用Zernike矩阵的双目视觉远程定位方法,并实现对工件进行亚像素级像素坐标检测,误差控制在0.34～0.42像素;并进行了高斯噪声和脉冲噪声鲁棒性测试,最大误差不足0.1像素;结合STC跟踪算法进行特征圆跟踪实验平均误差0.1801mm。针对焊接过程中,获取的激光结构光焊缝图像容易受到强弧光和飞溅等干扰等问题,本文提出了一种基于GAN生成式对抗网络的图像修复方法,为降低生成式对抗网络的修复图像的梯度损失问题,利用STN空间变换网络对生成式对抗网络进行优化,该方法通过定位、网格发生器和采样器模块对图像特征进行保留。为验证该方法的图像处理效果,本文还对稀疏模型和双树复小波模型去噪方法开展研究并进行对比实验,实验结果表明,本文提出的GAN+STN方法可以有效地对焊缝污染图像进行修复,同时获得较好的图像修复质量,在平均梯度值等图像指标中相较与其他方法提升了60%以上。为进一步提升图像修复网络算法修复焊缝图像的质量并解决焊缝图像的特征检测不稳定问题,本文提出了一种由三个对抗网络组成的多模态条件生成对抗网络MS-CGAN方法,将带有条件的焊缝图像输入对抗网络进行训练,使图像修复网络可以获得更好的焊缝图像修复质量,避免污染图像与干净图像误判的问题,同时建立点特征检测网络和直线特征检测网络,对焊缝图像特征检测网络进行训练后输入图像修复网络,使图像修复网络可以获得更利于检测的焊缝图像。通过实验分析,MS-CGAN方法在图像修复质量和对焊缝跟踪的精度上均有提升,在7次焊接实验中均为出现定位丢失的问题,最低跟踪误差低于0.02mm,因此该焊缝定位方法具有很好的定位精度和稳定性。

关键词：深度学习双目视觉激光结构光生成对抗网络多模态条件生成对抗网络

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有机润滑型防/除冰表面研究进展

材料工程 2023年第7期51卷 102-112页

作者：郭志彪何志伟杭州电子科技大学材料与环境工程学院杭州310018

有机润滑型表面是一种润滑层与基底相结合的新型表面,因其较低的黏附力在防/除冰领域受到了广泛关注。本文简述了有机润滑型表面的设计原则和防/除冰机理,分析了表面耐久性问题;主要介绍了不同类型有机润滑型防/除冰表面的功能及其优缺... 详细信息

有机润滑型表面是一种润滑层与基底相结合的新型表面,因其较低的黏附力在防/除冰领域受到了广泛关注。本文简述了有机润滑型表面的设计原则和防/除冰机理,分析了表面耐久性问题;主要介绍了不同类型有机润滑型防/除冰表面的功能及其优缺点;最后建议将多种防/除冰策略与有机润滑型表面结合来设计新型防/除冰表面,实现外部低温环境中的长期使用。针对新型有机润滑型表面及其在防/除冰领域的应用,如何延长其使用寿命并实现户外裸露表面的全天候防/除冰是未来发展的方向之一。

关键词：防/除冰表面有机润滑持续释放液固相转变光/电热促进

基于生物仿生的多组份层级复合结构的冲击力学行为

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基于生物仿生的多组份层级复合结构的冲击力学行为

作者：刘英志太原理工大学

学位级别：硕士

经过数百万年的优胜劣汰,自然界中能够留存下来的天然生物大都进化出独特的结构与功能,尽管这些天然生物是由性能相对单一的成分构成,但其特有的微观结构赋予其优异的力学性能。贝壳珍珠层、海螺壳及螳螂虾指节均是由大量无机相碳酸钙... 详细信息

经过数百万年的优胜劣汰,自然界中能够留存下来的天然生物大都进化出独特的结构与功能,尽管这些天然生物是由性能相对单一的成分构成,但其特有的微观结构赋予其优异的力学性能。贝壳珍珠层、海螺壳及螳螂虾指节均是由大量无机相碳酸钙及少量有机基质构成的复合材料,但其各自的结构特点赋予其人工合成材料所难以比拟的性能。贝壳珍珠层是通过软硬材料层级镶嵌排列而构成的一种砖泥结构,片层与片层间存在各类形式的相互作用,使得贝壳具有较高的强度及韧性;海螺壳内部是一种三层层级跨层结构,受到外界袭扰后,裂纹在跨层结构中会沿着一种“Z”字型的路径进行传播,超长的裂纹传播路径赋予海螺壳远超其他结构的强度及硬度,为头盔及防弹衣等防护设备的制造提供了良好的设计思路;螳螂虾指节是一种独特的胶合板螺旋排列结构,在捕食其他生物或者受到冲击时,螺旋排列的结构会产生大量的嵌套微裂纹,微裂纹会沿着螺旋排列的胶合板逐渐传播,避免整体结构发生灾难性破坏,因而赋予了螳螂虾指节极高的强度及韧性。各式各样的天然生物微结构排列特点为复合结构的发展提供了良好的思路,因此,通过研究天然生物材料的结构特点,构建各类具有仿天然生物材料结构的复合结构具有重大的研究意义。本文的主要研究内容为构建各类仿天然生物材料结构的仿生模型,通过实验及有限元模拟研究不同排列方式、材料体积分数及不同冲击速度对仿生结构性能的影响。论文主要做了以下两个部分的研究工作:第一部分为实验部分,首先通过增材制造技术打印了两种基体材料的标准件,并对其在准静态拉压及动态拉压条件下进行了实验,得到了两种基体材料的基本力学性能,实验结果表明硬材料是一种脆性且应变率不敏感材料,软材料受应变率影响较大。随后,结合增材制造、落锤冲击实验及数字图像相关技术(DIC)对三种仿天然生物结构及软硬基材板状试件进行了实验研究,对比了不同结构在性能上的异同点以及模型的整体变形模式,结果表明三类仿天然生物结构在性能(承载能力、可压缩变形、能量吸收)上各有所长,并且三类仿生结构均实现了性能折中,不再像基体板状材料一样只具备某类极端力学性能。第二部分为有限元模拟部分,首先通过实验验证了基体材料及复合结构模型的正确性与合理性,并且对其进行了网格敏感性的验证;随后,设计了不同类型的仿生复合结构,对其在不同的冲击速度下进行了有限元模拟,分析了不同类型的设计对结构承载、变形模式及能量吸收能力的影响。有限元结果表明通过改变结构的排列方式、软硬材料体积占比能够在很大程度上改善结构的性能,一般来说具有砖泥排布方式的模型在低速冲击下能够展现出逐层破坏模式,并且其能达到的最大压缩位移要大于对齐排列的模型;不同的软硬材料体积分数配比会对结构的承载力及能量吸收能力产生较大影响,通常来说较低软材料含量的模型具有较大的承载能力,但其可压缩变形及能量吸收能力将受到很大的影响,较大的软材料体积含量会增加结构的可变形性及能量吸收能力,但其承载能力会受到极大的影响,合理配置结构的软硬材料占比,能够实现承载能力、可变形能力及能量吸收能力的完美结合,为新型防护设备的制造提供良好的设计思路及数据上的支持。

关键词：天然生物材料仿生结构 3D打印落锤冲击有限元模拟

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人工智能时代财务会计向管理会计转型的研究

中文科技期刊数据库（全文版）经济管理 2023年第3期 0151-0154页

作者：刘英志大连市旅顺口区农业综合行政执法队辽宁大连116000

近年来,随着信息技术的不断发展和进步,越来越多的人工智能技术被应用到企业经营管理的进程中,也为企业的稳定发展,提供诸多便利条件。作为企业运营管理工作的重要组成部分,财务会计很大程度上会影响到企业未来的发展和建设方向,加强对... 详细信息

近年来,随着信息技术的不断发展和进步,越来越多的人工智能技术被应用到企业经营管理的进程中,也为企业的稳定发展,提供诸多便利条件。作为企业运营管理工作的重要组成部分,财务会计很大程度上会影响到企业未来的发展和建设方向,加强对人工智能技术的应用,有助于提升企业的财务工作水平,进而为管理决策提供更为系统的信息,提升决策的科学性以及合理性。所以进入到人工智能时代,推动企业由财务会计向管理会计进行调整和转型,有助于让会计管理呈现更多的价值及功能,本文中笔者就将围绕“人工智能时代财务会计向管理会计转型”展开论述,以期相关研究内容能够为广大从业者带去参考。

关键词：人工智能时代财务会计管理会计

纳米相变微胶囊在蓄热结构化填充床中的应用模拟

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化工学报 2023年第10期74卷 4109-4128页

作者：黄志国孙志高苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009

利用相变材料的潜热储能,是解决可再生能源不连续问题的有效途径之一。以钛酸四丁酯(TBT)为前体,采用界面水解-缩聚法制备了纳米相变微胶囊。纳米相变微胶囊的热导率提高到原材料的215%,约为0.43 W/(m·K),相变温度为42.4℃,相变潜热达... 详细信息

利用相变材料的潜热储能,是解决可再生能源不连续问题的有效途径之一。以钛酸四丁酯(TBT)为前体,采用界面水解-缩聚法制备了纳米相变微胶囊。纳米相变微胶囊的热导率提高到原材料的215%,约为0.43 W/(m·K),相变温度为42.4℃,相变潜热达到234.7 J/g,纳米相变微胶囊强化了相变材料的传热性能蓄热,适用于太阳能热水系统。建立了三维计算模型,利用Fluent软件对填充床进行了数值模拟,研究了顺排结构(SS)和叉排结构(CS)填充床的蓄/放热性能。分析了两种结构化填充床在不同流速下,液相率、温度场和蓄/放热功率的变化情况。结果表明,随着流速的增大,SS和CS的熔化/凝固速率均加快。在相同流速下,CS比SS熔化/凝固更快。SS和CS在不同的阶段升温速率不同,与SS相比,CS的温度变化更加均匀。在较低流速(2 L/min)下,SS和CS蓄/放热持续时间较长,变化较小。在不同的流速(2、4和6 L/min)下,CS的峰值蓄热功率是SS的1.7倍~1.9倍,峰值放热功率是SS的1.8倍~2.0倍。

关键词：相变纳米相变微胶囊填充床数值模拟顺排结构叉排结构蓄/放热性能

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蓄热用纳米相变微胶囊制备与性能

化工进展 2023年第11期42卷 5842-5851页

作者：黄志国孙志高苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009

防止相变材料的泄漏和提高热导率是相变材料储能的两大关键问题。本文以钛酸四丁酯(TBT)为前体,通过细乳液界面聚合法制备了nano-TiO_(2)@n-docosane微胶囊。采用生物显微镜对其形成过程进行观察,利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热... 详细信息

防止相变材料的泄漏和提高热导率是相变材料储能的两大关键问题。本文以钛酸四丁酯(TBT)为前体,通过细乳液界面聚合法制备了nano-TiO_(2)@n-docosane微胶囊。采用生物显微镜对其形成过程进行观察,利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热导率测定仪和热重分析仪对nano-TiO_(2)@n-docosane微胶囊的性能进行了表征。研究结果表明,nano-TiO_(2)@n-docosane微胶囊形成过程表现为纳米微胶囊数量由少变多、粒径由小变大、微观溶液界面由模糊变清晰的过程,溶液陈化放冷过程表现为由胶凝悬浮状态逐渐转变为粉末沉淀状态。nano-TiO_(2)@n-docosane微胶囊粒径与转速显著相关,外貌形态与TBT、盐酸(HCl)和十二烷基硫酸钠(SDS)用量密切相关。纳米相变微胶囊的融化和凝固温度分别为41.3℃和42.4℃,相变焓为178J/g,包覆率和包覆效率达到70.7%和69.0%,蓄热能力为97.6%。nano-TiO_(2)@n-docosane微胶囊平均热导率是n-docosane的215%。红外光谱测试结果表明,n-docosane和TiO_(2)物理结合,n-docosane成功被TiO_(2)包覆。热重分析表明TiO_(2)形成了一个物理保护屏障,减缓了n-docosane向胶囊外的扩散。

关键词：相变焓稳定性纳米微胶囊正二十二烷二氧化钛

非活动性HBsAg携带状态人群临床治愈进展

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中华肝脏病杂志 2023年第12期31卷 1336-1339页

作者：莫志硕高志良中山大学附属第三医院感染科广州510630

非活动性HBsAg携带状态(IHCs)人群基数庞大,往往因疾病进展隐匿、病情较轻而被忽视。随着IHCs临床治愈的研究证据不断丰富和夯实,IHCs通过基于聚乙二醇干扰素α的治疗策略可获得较高的临床治愈率,IHCs人群的治疗意愿也更加强烈。现综述... 详细信息

非活动性HBsAg携带状态(IHCs)人群基数庞大,往往因疾病进展隐匿、病情较轻而被忽视。随着IHCs临床治愈的研究证据不断丰富和夯实,IHCs通过基于聚乙二醇干扰素α的治疗策略可获得较高的临床治愈率,IHCs人群的治疗意愿也更加强烈。现综述目前国内外指南对IHCs的定义及其治疗建议、IHCs的疾病进展情况及临床治愈研究进展,为IHCs的科学管理和合理治疗提供参考和依据。

关键词：乙型肝炎表面抗原非活动性HBsAg携带状态疾病进展聚乙二醇干扰素α 临床治愈 HBsAg清除

铁磁性三维Ising模型精确解及时间的自发产生

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金属学报 2023年第4期59卷 489-501页

作者：张志东中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016

本文综述在三维Ising模型精确解方面取得的研究进展。首先介绍作者构建的拓扑量子统计物理学,包括时间平均、Jordan-von Neumann-Wigner框架、拓扑结构对热力学性质的贡献等学术思想。然后介绍用Clifford代数方法和Riemann-Hilbert问题... 详细信息

本文综述在三维Ising模型精确解方面取得的研究进展。首先介绍作者构建的拓扑量子统计物理学,包括时间平均、Jordan-von Neumann-Wigner框架、拓扑结构对热力学性质的贡献等学术思想。然后介绍用Clifford代数方法和Riemann-Hilbert问题的方法证明作者提出的两个猜想,证明在两个猜想基础上推定的三维Ising精确解的正确性。在此基础上,探究了时间的本源,得出三维多体相互作用体系中粒子(自旋)间相互作用自发产生时间的结论。

关键词： Ising模型精确解拓扑量子统计时间多体相互作用

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从认识论探讨城市规划的伦理问题

国际城市规划 2024年

作者：刘志中国与亚洲业务部林肯土地政策研究院北京大学—林肯研究院城市发展与土地政策研究中心

本文从认识论的视角探讨我国城市规划实践中，尤其是智慧城市规划所面临的伦理问题。城市规划总体上是向善的，但在规划过程中往往要面对“两难选择”问题，规划的实施也有可能导致一些个人或人群的利益受损。因此，规划师要遵循某些伦... 详细信息

本文从认识论的视角探讨我国城市规划实践中，尤其是智慧城市规划所面临的伦理问题。城市规划总体上是向善的，但在规划过程中往往要面对“两难选择”问题，规划的实施也有可能导致一些个人或人群的利益受损。因此，规划师要遵循某些伦理原则尽量避免这些个人或人群的利益损失。从认识论的视角看，规划师同感的缺乏、规划知识的局限和规划中容易出现的谬误都有可能导致规划实施对社会局部产生意外的负面影响。这些影响在智慧城市规划实施中尤其突出。本文认为，规划师应该在交往理性的基础上增强同感，在规划中识别受损者并尽力避免其损失。但因规划知识的局限性，现实中往往不可能做出一个对任何人都不伤害的规划。因此，规划和实施需要有相应的安全保障政策补充，以有效保护弱势或受损群体的利益，从而实现规划伦理。总而言之，城市规划既要有理性，也要有感性和交往理性，还要有配套的安全保障政策。

关键词：规划伦理两难选择认识论智慧城市安全保障政策