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磁性微型机器人神经自适应轨迹跟踪控制

机器人 2023年第6期45卷 683-690页

作者：刘跃跃王浩羽张加易樊启高江南大学物联网工程学院江苏无锡214122

针对复杂环境和不确定的动态模型问题,提出了一种自适应神经网络控制算法,并且基于李雅普诺夫理论保证了闭环系统的稳定性。相较而言,基于模型的控制策略需要精准地知道微机器人的动力学以及周围环境参数,而本文提出的基于径向基函数神... 详细信息

针对复杂环境和不确定的动态模型问题,提出了一种自适应神经网络控制算法,并且基于李雅普诺夫理论保证了闭环系统的稳定性。相较而言,基于模型的控制策略需要精准地知道微机器人的动力学以及周围环境参数,而本文提出的基于径向基函数神经网络的状态反馈控制策略可以有效地根据状态与期望轨迹在线估计系统模型的不确定项。最后,在所开发的磁场驱动的微型机器人系统上进行了2项实验并进行了对比,以验证所提出的控制器的有效性。结果表明,曲线与直线的轨迹跟踪均方根误差分别达到6.2204像素与6.4279像素,明显优于传统的PID(比例-积分-微分)算法。

关键词：磁性微机器人自适应神经网络参数不确定李雅普诺夫函数轨迹跟踪

电子元器件装配机器人无标定视觉伺服控制系统研究

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电子元器件装配机器人无标定视觉伺服控制系统研究

作者：刘跃跃江苏大学

学位级别：硕士

目前的3C电子、半导体行业,大规模的机器人自动化装配作业已成为现实。随着机器视觉技术的突破,机器人视觉伺服控制技术开始广泛的运用于电子元器件装配工作中。然而传统的机器人视觉伺服工作模式依赖于对设备定期进行精确标定,才能完... 详细信息

目前的3C电子、半导体行业,大规模的机器人自动化装配作业已成为现实。随着机器视觉技术的突破,机器人视觉伺服控制技术开始广泛的运用于电子元器件装配工作中。然而传统的机器人视觉伺服工作模式依赖于对设备定期进行精确标定,才能完成预先设定的工作轨迹,满足精度要求。在复杂的工业环境中,标定工作变得更加繁琐和高频,标定的精度和鲁棒性较差。机器人无标定视觉伺服控制技术省去了繁琐的标定过程,在控制效率、精度和鲁棒性方面有更多优势,能够进一步提高机器人电子元器件装配的智能性。本文基于图像的无标定视觉伺服控制技术,设计电子元器件装配的无标定视觉伺服系统,主要的研究内容包括:(1)采用基于深度学习技术的改进的RCF算法进行电子元器件轮廓提取。在RCF模型的主网络卷积层中引入CBAM注意力机制模块,并在侧输出网络中加入级联网络和特征融合模块,将每一层的侧输出和上一层特征输出融合,使高层信息传播至低层特征。改进的RCF模型算法,减少了电子器件内部及背景纹理信息干扰,使得获取的电子元器件轮廓更加精细,图像特征信息更加准确,提高了无标定视觉伺服系统的鲁棒性。对获取的轮廓图像进行图像处理,特征提取后,得到无标定视觉伺服控制系统目标函数所需的线特征信息。(2)基于改进的鲁棒信息滤波器算法对雅可比矩阵在线估计。鲁棒信息滤波器将雅可比矩阵线性近似环节产生的误差设定为随机的有界噪声,实现在未知系统噪声环境下雅可比矩阵的精确估计,但该算法并未考虑视觉测量数据中出现异常值的情况。改进的鲁棒信息滤波算法,引入自适应残差权重的滤波算法,对观测数据中存在的野值数据有显著的抑制效果,实现雅可比矩阵的有效估计。改进的算法对工业生产环境具有更好的鲁棒性。(3)搭建电子元器件装配机器人无标定视觉伺服系统实验平台。基于Py Qt5开发机械手人机交互界面,使用Raspberry Pi 4B作系统控制器,Arduino开发板为机械臂控制器,工业相机获取图像特征信息,编写控制程序,设计电子元器件抓取实验,最终验证电子元器件无标定视觉伺服原型系统。

关键词：无标定视觉伺服深度学习轮廓提取鲁棒信息滤波雅可比矩阵

基于阻抗模型的不确定环境下微纳操作力跟踪控制策略研究

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仪器仪表学报 2023年第3期44卷 191-199页

作者：俞子牛刘跃跃巫亦浩樊启高江南大学物联网工程学院无锡214122

微机电系统在生物医学领域具有巨大的应用潜力,以压电陶瓷为基础设计的压电驱动系统在微纳操作高精度控制领域发挥着重要作用。在各领域的实际应用中,微操系统与环境的交互一直是研究的热门方向。由于微尺度下跟踪力误差相比宏观尺度下... 详细信息

微机电系统在生物医学领域具有巨大的应用潜力,以压电陶瓷为基础设计的压电驱动系统在微纳操作高精度控制领域发挥着重要作用。在各领域的实际应用中,微操系统与环境的交互一直是研究的热门方向。由于微尺度下跟踪力误差相比宏观尺度下更不可忽略,因此微操作臂与环境接触力的精准控制是提高微操作准确度的关键。为此本文提出一种力跟踪阻抗控制策略,能够在操作过程中实现对接触力的精确跟踪。考虑到阻抗模型对环境参数要求较高,本文提出了扩展卡尔曼滤波器对外部环境参数进行在线估计的方法。实验结果表明,所提控制方法能够成功实现微操作臂-环境交互模型的力跟踪控制并且有良好的跟踪精度,力跟踪平均绝对误差为7.82 mN,均方根误差为10.16 mN,因此该方法对不确定性环境下接触力的精确跟踪具有可行性。

关键词：微纳操作力跟踪扩展卡尔曼滤波器阻抗控制

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肺段解剖的CT研究及其临床价值的初步探讨

肺段解剖的CT研究及其临床价值的初步探讨

作者：刘跃跃苏州大学

学位级别：硕士

目的:建立肺血管、支气管和肺实质的VR重建融合模型,评价其显示肺段CT解剖的能力。资料与方法:选择一例行64排螺旋CT肺动脉期增强患者作为研究对象,其肺动脉干和肺静脉的强化CT值分别为525Hu和403Hu。在工作站上进行支气管、肺动脉和肺... 详细信息

目的:建立肺血管、支气管和肺实质的VR重建融合模型,评价其显示肺段CT解剖的能力。资料与方法:选择一例行64排螺旋CT肺动脉期增强患者作为研究对象,其肺动脉干和肺静脉的强化CT值分别为525Hu和403Hu。在工作站上进行支气管、肺动脉和肺静脉的VR重建,并制作肺血管、支气管与肺实质的VR融合模型,设定支气管、肺动脉、肺静脉和段间分隔作为观察指标。通过亚毫米薄层图像、MRP、VR和融合图像进行交互阅片、观察分析,评价这些观察指标在显示肺段CT结构中的价值。结果:①.各段支气管和亚段支气管均能清楚显示,支气管分支最远观察到第7级。②.两肺所有段肺动脉均能清楚显示,并能确定其起源动脉。③.50%(8/16)的段肺静脉近段走行于段间分隔,远段分别进入相邻的肺段;50%(8/16)的段肺静脉直接走行于肺段实质内。④.22%(4/18)的段间分隔可依靠“无纹理区+段间静脉+线状致密影”直接定位;78%(14/18)的段间分隔需依靠肺动脉树辅助定位。结论:肺血管、支气管和肺实质VR融合模型结合亚毫米图像的MRP,可清楚显示肺段的CT解剖结构。目的:观察30例患者的肺动脉、肺静脉、支气管的解剖类型及其变异,探讨其在肺段切除术中的应用价值。资料与方法:30例患者入组研究。在GE公司ADW4.4工作站上进行肺动脉VR重建,联合使用亚毫米薄层图像多平面重建技术,观察支气管、肺动脉、肺静脉的解剖类型及其变异。结果:①.27例的段支气管独立发出,3例患者出现段支气管共干改变,均为尖段和后段支气管共干(B1+2)。②.右肺上叶肺动脉三级分支共计显示54支,其中,一支者5例,两支者23例,三支者1例,四支者1例;右肺上叶尖段肺动脉全部为右肺动脉干首支发出的粗大肺动脉。③.段间静脉39支,再分出2支肺段静脉进入相邻两个肺段;段内静脉59支,直接走行于相应肺段内。④.存在2支引流静脉的肺段有41个,占46%(41/90);存在1支引流静脉的肺段有49个,占54%;其中肺段引流静脉起源于段间静脉者为18个,占37%(18/49)。结论:三维CT能清楚显示支气管、肺动脉和肺静脉的CT解剖类型及其变异,可为胸外科医师提供肺段切除手术所需的解剖信息。

关键词：肺段支气管肺动脉肺静脉解剖 CT 肺段切除术

基于微透镜阵列超薄装置的指静脉识别系统研究

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基于微透镜阵列超薄装置的指静脉识别系统研究

作者：刘跃跃华南理工大学

学位级别：硕士

生物特征识别技术是利用人的不同生理特征,比如指纹,人脸,掌纹等进行个人身份鉴定。由于每个人的生物特征具有独一无二的特性,安全性很高,因此被广泛的应用在考勤,刑侦,安防等领域。在生物特征识别中,手指静脉识别技术因其内部特性,活... 详细信息

生物特征识别技术是利用人的不同生理特征,比如指纹,人脸,掌纹等进行个人身份鉴定。由于每个人的生物特征具有独一无二的特性,安全性很高,因此被广泛的应用在考勤,刑侦,安防等领域。在生物特征识别中,手指静脉识别技术因其内部特性,活体识别的特点,已经成为生物特征识别研究的热点。但是现有的手指静脉识别技术受光学成像的限制,体积较大,不方便实际使用。随着手机等移动平台的发展,如何将识别系统应用在移动领域是需要解决的一个问题。同时如何更加的提高系统的识别性能也是目前研究的热点。本文基于微透镜阵列组成的人造复眼的基础上通过采集多幅手指静脉的图像序列,进行图像序列的拼接,构成完整的手指静脉图像,然后针对拼接之后的图像进行图像特征提取与识别。首先介绍了本系统的图像采集原理,系统的硬件结构,然后介绍基于本系统的核心之一:手指静脉序列的拼接算法。本文采用基于模板匹配的最佳重叠区域查找,定位出相邻两张图像之间的手指静脉重叠部分,根据重叠部分的位置进行图像融合,获得一张完整的静脉图像。然后就是图像在特征提取之前的预处理及ROI(感兴趣区域)提取过程,在预处理过程中一个重点就是图像旋转校正的问题,本文根据手指边缘线,基于最小二乘拟合算法进行手指图像的旋转校正,校正效果良好。本文的另外一个核心部分是手指静脉的特征提取与识别,首先介绍了一些常用的特征提取方法,提出了基于多阈值LBP编码的特征提取方法。重点介绍多阈值LBP特征提取的原理以及实现过程。本文的主要贡献包括:1.基于微透镜阵列采集经脉图像并进行图像拼接。2.较好的解决手指偏移的ROI提取等问题。3提出多阈值LBP手指静脉的特征提取方法。最后本文在自建的数据库中对比其他识别算法的结果,实验表明本算法具有较高的识别效率。

关键词：微透镜阵列手指静脉图像拼接特征提取多阈值LBP编码

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一种新型多盘土钉墙支护性能数值模拟分析

一种新型多盘土钉墙支护性能数值模拟分析

作者：刘跃跃安徽理工大学

学位级别：硕士

现有土钉墙为等径土锚支护,本文提出一种新型多盘土锚支护的土钉墙,为研究新型多盘土钉墙支护的土体变形、土钉轴力、侧摩阻力的影响等因素,运用FLAC3D5.0数值模拟软件进行数值分析。（1）本文概述了基坑支护变形的形式,并提出了多盘土... 详细信息

现有土钉墙为等径土锚支护,本文提出一种新型多盘土锚支护的土钉墙,为研究新型多盘土钉墙支护的土体变形、土钉轴力、侧摩阻力的影响等因素,运用FLAC3D5.0数值模拟软件进行数值分析。（1）本文概述了基坑支护变形的形式,并提出了多盘土钉墙,介绍了多盘土钉支护结构,叙述了多盘土钉墙的支护机理以及多盘土钉影响变形的因素。介绍了多盘土钉的制备,其是先钻孔,然后利用一种扩孔工具在已钻好的孔中扩孔形成盘腔,插入螺纹钢筋,灌入水泥浆或水泥砂浆,待其固化后可得到多盘土钉。（2）运用FLAC3D数值模拟墙高6米、土钉长为5米、倾角为15度、三层多盘土钉支护,分析了盘间距为5d（d为杆体直径）、盘径为1.5d、盘厚度为1.0d、盘数量为8个的多盘土钉的多盘土钉支护,与等长等径土钉相比,开挖至坑底,多盘土钉在基坑坡面水平位移最大值减少63.4%,坑外地表最大沉降值减小了66.3%,最大轴力值减小了 16.4%,并且多盘土钉减小了滑动面的区域。其与长度为2.8L（L为多盘土钉的长度）的等径土钉支护效果相同。（3）将正交实验法引入多盘土钉支护工程分析中,共设置了 9组数值模拟,研究了盘直径、盘数量、盘间距对基坑水平变形以及坑外沉降的敏感性,结果发现对变形敏感性排序为:盘径、盘数量以及盘间距。（4）在敏感性研究的基础之上,运用FLAC3D5.0数值模拟软件分析了盘体直径、盘体数量、盘间距对基坑变形的影响。共设置17组多盘土钉支护模型,并根据基坑变形曲线以及数据分析得到最佳盘径为1.5d,最佳盘间距为3.5d,盘体尽量沿土钉长方向等间隔分布。（5）研究了多盘土钉布置形式、多盘土钉长度以及多盘土钉倾角对基坑变形的影响,共设置了 13组基坑模型,根据基坑变形图分析其变化规律,最终得到多盘土钉宜采用逐短型布置,多盘土钉长度应在开挖深度的1.6倍以内,多盘土钉尽量沿水平布置。图[44]表[7]参[61]

关键词：多盘土钉墙基坑水平变形坑外土体沉降 FLAC3D 正交实验

三维CT血管造影在右肺上叶静脉解剖中的应用

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中国临床解剖学杂志 2019年第2期37卷 139-141页

作者：刘跃跃师毅冰徐州市中心医院CT室江苏徐州221000

目的应用多层螺旋CT血管造影(MSCTA)联合后处理容积重建(VR)技术显示右肺上叶静脉,对其解剖结构进行分类。方法 95例患者行肺动静脉造影,应用VR技术显示右肺上叶静脉,研究其分支类型及引流静脉归类概况。结果 (1)右肺上叶前静脉有多支,9... 详细信息

目的应用多层螺旋CT血管造影(MSCTA)联合后处理容积重建(VR)技术显示右肺上叶静脉,对其解剖结构进行分类。方法 95例患者行肺动静脉造影,应用VR技术显示右肺上叶静脉,研究其分支类型及引流静脉归类概况。结果 (1)右肺上叶前静脉有多支,95例患者共268支,走形复杂,主要收集右肺上叶前段和尖段血液,有18例走形于右肺水平裂,收集右肺上叶前段和右肺中叶的血液;右肺中央静脉为1支,共95支,走形于右肺上叶前段和尖段支气管中间;右肺上叶后静脉较少出现,共14支,其中5支直接汇入左心房。(2)右肺上叶肺静脉分型中,"前+中央静脉"型最为常见,有81例(85.2%),"前+中+后静脉"型14例(14.8%),单纯的"前静脉"型和"中央静脉"型本研究未发现。结论 MSCTA联合后处理VR技术可以真实直观地显示右肺上叶静脉的分支形式。

关键词：体层摄影术,X线计算机容积重建右肺上叶静脉解剖

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文化传承发展中的屈原文化及其当代价值

文学遗产 2024年第1期 4-10页

作者：刘跃进中国社会科学院文学研究所

《文学遗产》自创刊以来,始终坚持继承和弘扬中华优秀传统文化,努力提倡用科学的观点和方法来研究中国古典文学,立足当代,坚守学术,以学术的方式服务于国家和社会,为繁荣发展中国特色社会主义文化贡献我们的力量。今年是《文学遗产》创... 详细信息

《文学遗产》自创刊以来,始终坚持继承和弘扬中华优秀传统文化,努力提倡用科学的观点和方法来研究中国古典文学,立足当代,坚守学术,以学术的方式服务于国家和社会,为繁荣发展中国特色社会主义文化贡献我们的力量。今年是《文学遗产》创刊70周年,为深入学习贯彻习近平文化思想,切实担负起新的文化使命,本刊特设“习近平文化思想与中华民族现代文明建设”专栏。在新的历史起点上,我们将坚定不移地以习近平文化思想为引领,着力续中华文脉、推动中华优秀传统文化创造性转化和创新性发展,积极推进知识创新、理论创新、方法创新,建构中国自主的知识体系,不断开创新时代中国古典文学研究的新局面。

关键词：《文学遗产》中国古典文学研究中国特色社会主义文化中华优秀传统文化文化使命知识创新屈原文化创新时代

卫操与拓跋力微及其子孙——《桓帝功德颂碑》考释

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内蒙古社会科学 2024年第1期45卷 122-129页

作者：刘跃进中国社会科学院北京102445 河南大学河南开封475001

卫操撰写的《桓帝功德颂碑》既是北魏早期有文字记载的信史资料,又是北魏拓跋氏集团早期文章的代表作,具有重要的史料价值和文学意义。以《桓帝功德颂碑》为研究对象,具体考察了卫操的生平事迹、碑文的真伪等问题,得出的结论是卫操与拓... 详细信息

卫操撰写的《桓帝功德颂碑》既是北魏早期有文字记载的信史资料,又是北魏拓跋氏集团早期文章的代表作,具有重要的史料价值和文学意义。以《桓帝功德颂碑》为研究对象,具体考察了卫操的生平事迹、碑文的真伪等问题,得出的结论是卫操与拓跋力微、拓跋禄官以及拓跋猗■、拓跋猗卢三代部落首领都有交往,他对北魏早期的历史比较熟悉。解读《桓帝功德颂碑》对北魏早期历史及文学史的深入研究有一定的推进作用。

关键词：北魏卫操桓帝拓跋力微拓跋猗■ 碑文