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面向SLAM地图任意位置的定姿技术研究与实现

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面向SLAM地图任意位置的定姿技术研究与实现

作者：吴官东南京理工大学

学位级别：硕士

机器人定姿技术用于确定机器人相对于世界坐标系的位置和朝向。随着3D SLAM技术的研究发展,面向3D SLAM地图的机器人定姿技术成为重要研究方向,信息量的增加对提高定姿的鲁棒性具有重要意义。本文以面向3D SLAM地图任意位置的机器人定... 详细信息

机器人定姿技术用于确定机器人相对于世界坐标系的位置和朝向。随着3D SLAM技术的研究发展,面向3D SLAM地图的机器人定姿技术成为重要研究方向,信息量的增加对提高定姿的鲁棒性具有重要意义。本文以面向3D SLAM地图任意位置的机器人定姿为目标,对基于点云全局描述子的初定位和位姿跟踪技术进行了研究,具体研究内容如下:针对机器人开机后的初定位问题,提出一种NODo S-GL全局定位方法。区别于已有的扫描与扫描的匹配方式,该方法以可行域栅格采样为基础,设计了新的扫描与局部地图的匹配方案。为了使得局部地图和单帧点云生成的描述子具有一致性,设计了统计内表面距离信息的NODo S描述子,以及具有旋转不变性的C-NODo S。定位时,首先利用KD-Tree完成C-NODo S粗匹配,得到候选帧集合,然后基于NODo S精匹配得到唯一的匹配帧,最后经局部点云配准得到定姿结果。KITTI数据集和实车平台上的实验结果表明,NODo S-GL能够取得较好的定位准确率和实时性。为了充分利用多线激光雷达感知数据提高位姿跟踪的稳定性,设计了基于全局描述子匹配观测模型的BOSS-MCL位姿跟踪方法。该方法提出了以极坐标方式统计周围障碍物结构信息的BOSS描述子,并设计了基于快速位运算的描述子相似度计算方法,借助描述子预生成策略提高粒子权值更新速度。通过实地环境下的对比实验数据可以看出,BOSS-MCL在位姿跟踪鲁棒性和实时性方面均有提升。本文最后搭建了阿克曼无人车自主导航系统。硬件方面使用编码器作为里程计,使用多线激光雷达作为环境感知传感器,使用工控机作为计算单元;导航软件方面以Cartographer和Le GO-LOAM构成SLAM模块;以NODo S-GL和BOSS-MCL构成定位模块,以A*和TEB构成规划模块;此外还设计了Nav Aid图形化应用程序用于地图编辑和任务管理。在真实道路环境下,无人车成功完成了自主导航和避障实验,表明本文提出的NODo S-GL全局定位方法、BOSS-MCL位姿跟踪方法,以及自主导航系统具有实际应用价值。

关键词：多线激光雷达全局描述子初定位位姿跟踪

基于迈克耳孙干涉仪与线阵CCD的金属丝杨氏模量测量方案

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物理与工程 2019年第4期29卷 93-96页

作者：姜悦吴官东金陵科技学院理学院

杨氏模量是描述固体材料抵抗弹性形变能力的重要力学参数,对它的精确测量在科学研究和技术应用中都具有重要意义。本文设计了一种金属丝杨氏模量测量的改进方案,使用迈克耳孙干涉仪测定金属丝受力拉伸的微小形变量,用拉力传感器测量金... 详细信息

杨氏模量是描述固体材料抵抗弹性形变能力的重要力学参数,对它的精确测量在科学研究和技术应用中都具有重要意义。本文设计了一种金属丝杨氏模量测量的改进方案,使用迈克耳孙干涉仪测定金属丝受力拉伸的微小形变量,用拉力传感器测量金属丝中的拉力,并用线阵CCD图像传感器结合单片机编程实现对干涉圆环移动的自动计数。将该测量方案与传统光杠杆法的实验结果进行对比可知,该方法能显著提高测量结果的精度,降低测量结果的不确定度。

关键词：迈克耳孙干涉仪杨氏模量微小伸长量线阵CCD 拉力传感器

潜艇高压气吹除主压载水舱应急挽回的运动规律和控制策略

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海军工程大学学报 2024年第1期36卷 29-33页

作者：刘辉李志辉官东吴向君海军工程大学动力工程学院武汉430033

针对潜艇高压气吹除压载水舱应急挽回姿态控制难题,以吹除高压气和压载水舱中压力气体为研究对象,推导并构建了高压气吹除和压载水舱解除气压数理模型。结合潜艇应急挽回数学模型,对潜艇发生破损进水事故的应急挽回过程进行数值仿真,分... 详细信息

针对潜艇高压气吹除压载水舱应急挽回姿态控制难题,以吹除高压气和压载水舱中压力气体为研究对象,推导并构建了高压气吹除和压载水舱解除气压数理模型。结合潜艇应急挽回数学模型,对潜艇发生破损进水事故的应急挽回过程进行数值仿真,分析了某潜艇事故采取3种不同挽回方案条件下潜艇运动姿态变化规律。研究结果表明:所构建的数理模型能较好描述潜艇应急挽回姿态变化规律,为潜艇应急挽回运动规律预报、潜艇运动状态实时评估和姿态控制方案制定提供理论依据和技术支持。

关键词：高压气压载水舱应急挽回

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考虑路径关系的干线多路径绿波优化模型

交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 103-113,163页

作者：吴场建曹奇任刚东南大学交通学院南京211189

针对协调路径数目增加后绿波带宽变窄问题,本文提出一种考虑路径关系的多路径协调控制优化模型。分析路径的相关关系,构建上下行分区和路径分解模型;引入子区划分参数,改进经典多路径模型,构建子区内部协调约束;分析路径在相邻子区之间... 详细信息

针对协调路径数目增加后绿波带宽变窄问题,本文提出一种考虑路径关系的多路径协调控制优化模型。分析路径的相关关系,构建上下行分区和路径分解模型;引入子区划分参数,改进经典多路径模型,构建子区内部协调约束;分析路径在相邻子区之间的衔接特征,构建子区间连接性约束条件;综合考虑子路径长度和流量构建权重系数,以各子路径绿波带宽加权和最大为优化目标,建立多路径协调控制优化模型。为验证模型的有效性,选取南京市典型干道为研究对象开展案例分析。实验结果表明,本文提出的模型可以有效增大绿波带宽,相较于对比模型,加权绿波带宽和提高49.44%。利用VISSIM验证了方案的应用效果,仿真结果表明,本文模型方案可以获得更高的通行效益。相较于对比方案,关键路径车均延误和车均停车次数明显降低,干道车均延误和车均停车次数分别降低了20%和27%,车辆平均速度提高了17%。本文模型可为城市道路干线协调控制提供理论基础。

关键词：交通工程绿波优化模型混合整数线性规划多路径干线协调控制路径关系

“探索”视角下的书目关联数据化与图书馆服务创新研究

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图书馆杂志 2024年

作者：吴诺曼四川大学图书馆

IFLA-LRM概念模型取代FRBR，以此为统领，RDA、BIBFRAME和MARC21的一系列元数据标准的革新，体现了关联数据时代图书馆资源数据突破平台限制、提升在互联网的可见度、实现复用与共享的意图。新增的“探索”用户任务是理解多个元数据标... 详细信息

IFLA-LRM概念模型取代FRBR，以此为统领，RDA、BIBFRAME和MARC21的一系列元数据标准的革新，体现了关联数据时代图书馆资源数据突破平台限制、提升在互联网的可见度、实现复用与共享的意图。新增的“探索”用户任务是理解多个元数据标准文件不断更新迭代的关键线索，把握书目关联数据化这一趋势，并且不受限于以文献为中心的思维定式，将“探索”思维贯穿在图书馆工作的各个方面，将为转型时期的图书馆事业创新带来启发，更好地服务于智慧图书馆时代的用户群体。

关键词： IFLA-LRM RDA BIBFRAME2.0 MARC21关联数据智慧图书馆

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基于残差网络的轻量级图卷积推荐方法

计算机工程与应用 2024年第3期60卷 205-212页

作者：唐宇吴贞东四川师范大学计算机科学学院成都610101

针对现有基于图卷积网络的推荐模型存在消息传播链路不完善、最终节点表示冗余的问题,提出了一种基于残差网络的轻量级图卷积推荐方法(ResLightGCN)。引入残差结构建立同一节点相邻层之间的消息传播网络,扩充了信息传播路径;从语义角度... 详细信息

针对现有基于图卷积网络的推荐模型存在消息传播链路不完善、最终节点表示冗余的问题,提出了一种基于残差网络的轻量级图卷积推荐方法(ResLightGCN)。引入残差结构建立同一节点相邻层之间的消息传播网络,扩充了信息传播路径;从语义角度上优化最终节点的表示,即不考虑没有消息传播的图卷积层;在四个公开数据集上对ResLightGCN进行评价,实验结果表明提出的模型优于现有的几种基线模型,特别是在Yelp和Amazon_Books数据集上,ResLightGCN模型的NDCG@10评价指标比最佳基线模型分别提升了16.2%和15.8%。

关键词：推荐系统图神经网络协同过滤残差网络消息传播

犯罪治理模式数智化转型的制度因应——以隐私保护为视角

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中国人民公安大学学报（社会科学版） 2024年第1期40卷 25-34页

作者：吴何奇上海政法学院上海201701 中国浦东干部学院上海201204

随着信息的海量积聚和数智技术的兴起,数字化犯罪治理正迈向数智化犯罪治理。我国的隐私规制通过知情同意原则、数据最小化原则保证隐私让渡的自主性与正当性,但上述原则在隐私保护方面仍有短板。域外隐私监管采用合理隐私期待标准划分... 详细信息

随着信息的海量积聚和数智技术的兴起,数字化犯罪治理正迈向数智化犯罪治理。我国的隐私规制通过知情同意原则、数据最小化原则保证隐私让渡的自主性与正当性,但上述原则在隐私保护方面仍有短板。域外隐私监管采用合理隐私期待标准划分公/私界限,通过对第三方原则的灵活阐释与令状制度协调隐私保护与数智赋能,通过相关权利义务的设定不断强化数据使用的透明可控。犯罪治理模式数智化转型中隐私监管的中国方案应包括三个方面的内容:对数智化犯罪治理应实行全过程隐私监管;通过场景导向的规则构造提升隐私监管的动态性;数智化犯罪治理应遵循数据最小化原则。

关键词：犯罪治理数智化隐私保护制度因应

双路特征提取与度量的少样本细粒度图像分类方法

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第2期57卷 137-146页

作者：冀中吴伊兵王轩天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

少样本学习旨在利用少量数据训练深度学习模型,并将其快速泛化到新任务中.在这一领域,少样本细粒度图像分类是最具有挑战性的任务之一,原因在于细粒度图像具有类内方差大、类间方差小的特点.为了解决这一问题,本文提出了一种基于距离与... 详细信息

少样本学习旨在利用少量数据训练深度学习模型,并将其快速泛化到新任务中.在这一领域,少样本细粒度图像分类是最具有挑战性的任务之一,原因在于细粒度图像具有类内方差大、类间方差小的特点.为了解决这一问题,本文提出了一种基于距离与方向双重度量的神经网络,分别利用欧氏距离衡量特征间的绝对距离差异和余弦相似度衡量特征间的相对方向差异,以提升度量信息多样性和样本特征的判别性.同时,为了与当前先进的少样本细粒度图像分类方法对比,将特征提取器在不增加深度的前提下设置为双路形式,以适应不同度量方法对嵌入特征信息的需要.此外,设计了彼此分离的通道和空间注意力机制,分别通过自适应通道注意力和空间信息交叉注意力对不同阶段的提取特征进行增强,从而挖掘重要分类信息.最后,通过双相似度模块分别计算两种差异信息的度量结果,并选取一定权重融合得到最终的相似度分数,实现绝对差异与相对差异在度量空间中的协调补充.在4个主流细粒度图像分类数据集上进行实验对比与分析,最终结果表明了所提方法在相同设置下最多实现了7.0%左右的分类准确率提升.

关键词：细粒度图像少样本欧氏距离余弦相似度

乙醇耦合其他预处理提高扇贝柱热泵干燥速率及品质

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农业工程学报 2024年第2期40卷 72-81页

作者：赵亚吴小恬石启龙山东理工大学农业工程与食品科学学院淄博255000

干燥后期速率低、能耗高是限制热泵干燥(heat pump drying,HPD)在水产品干燥中应用的瓶颈。非热力预处理技术在易腐食品干燥中具有提高干燥速率和改善干制品品质的巨大潜力。基于此,该研究以乙醇(E)单独和联合真空(VC+E)、超声波(US+E)... 详细信息

干燥后期速率低、能耗高是限制热泵干燥(heat pump drying,HPD)在水产品干燥中应用的瓶颈。非热力预处理技术在易腐食品干燥中具有提高干燥速率和改善干制品品质的巨大潜力。基于此,该研究以乙醇(E)单独和联合真空(VC+E)、超声波(US+E)、超声波辅助真空(USVC+E)预处理作为处理组,以未经预处理的扇贝柱为对照(CK),探究其对扇贝柱干燥动力学及干制品品质特性的影响。利用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术,对扇贝柱热泵干燥过程中水分状态及分布进行了研究。结果表明:扇贝柱热泵干燥处于降速干燥阶段,干燥过程受水分内部扩散的控制。Weibull模型能较好地描述扇贝柱热泵干燥过程。与CK相比,乙醇单独处理和US和/或真空联合预处理都能提高水分有效扩散系数(Deff),进而提高干燥速率。LF-NMR结果表明,扇贝柱中主要水分为不易流动水;随着干燥进行,各组分的横向弛豫时间向左偏移;不易流动水所占比例降低,而紧密结合水、疏松结合水和自由水所占比例增加。与CK相比,预处理有利于扇贝柱不易流动水向自由水转化,进而提高干燥速率。与CK相比,乙醇单独处理和US和/或真空联合预处理可降低扇贝柱黄度、总色差、收缩率、硬度、弹性和咀嚼性,但是增加了扇贝柱的亮度、红度和复水比。预处理组中,US+E和USVC+E色泽参数(总色差:US+E,(7.40±0.22);USVC+E,(6.99±0.16))最佳,收缩率(US+E,35.97%±1.29%;USVC+E,34.43%±1.24%)和硬度(US+E,(25.20±1.08)N;USVC+E,(26.68±0.61)N)最低;而US+E弹性(0.55±0.01)和咀嚼性(7.27±0.30)N最低,但复水比(1.753±0.022)最高。相比于CK,US+E可显著降低(P<0.05)总色差58.24%,收缩率32.75%、硬度23.17%、弹性15.38%、咀嚼性38.91%,但是复水180 min后,能显著提高(P<0.05)复水比9.975%。综合考虑,US+E作为一种非热力、绿色预处理技术,可用于强化扇贝柱热泵干燥效率,改善干制品品质。

关键词：热泵干燥乙醇超声波扇贝柱干燥动力学品质特性