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基于时空序列数据的个性化兴趣点推荐

基于时空序列数据的个性化兴趣点推荐

作者：姜毅恒吉林大学

学位级别：硕士

近年来,随着基于地理社交网络(Location-based Social Networks,LBSNs)的兴起,序列兴趣点(Point-of-Interest,POI)推荐已成为现代日常生活中的重要组成部分。具体来说序列兴趣点推荐的实现按照以下流程进行,通过分析用户的历史兴趣点访... 详细信息

近年来,随着基于地理社交网络(Location-based Social Networks,LBSNs)的兴起,序列兴趣点(Point-of-Interest,POI)推荐已成为现代日常生活中的重要组成部分。具体来说序列兴趣点推荐的实现按照以下流程进行,通过分析用户的历史兴趣点访问序列,挖掘其中的序列相关性,并对用户偏好进行建模,最终推荐一系列用户在未来有可能访问的兴趣点。随着自注意力网络(Self-Attention Network,SAN)的引入,序列兴趣点推荐方法在最近几年内获得了蓬勃发展。与此同时,SAN也超越传统的卷积神经网络和循环神经网络,成为了最先进的序列推荐方法。为了追求更细粒度的用户偏好建模,已有的方法利用改进的注意力机制或者神经网络层来处理用户历史序列中的时间和空间信息。尽管这些方法带来了可观的推荐精度提升,但其缺陷在于显著地增加了模型的参数规模和计算复杂度。因此,本文提出了两种既不需要额外参数,也不需要高额计算负担的轻量化方法,来加强SAN对用户历史序列中时空间隔的利用:针对时间间隔,本文提出了时间感知位置编码器(Time Aware Position Encoder,TAPE),其首先基于用户历史访问兴趣点的时间戳来对兴趣点在序列中的位置进行动态调整,并利用正余弦变换函数来编码相应的位置表示向量,最终将位置表示注入序列表示以此来反映序列中兴趣点之间的相对时间临近程度;针对空间间隔,本文提出了间隔感知注意力模块(Interval Aware Attention Block,IAAB),其通过逐点相加的方式将历史序列中兴趣点之间的空间间隔注入注意力相似矩阵中,使注意力机制能够在时间条件的约束下重点关注兴趣点之间相对空间临近程度,并为推荐结果的可解释性带来提高。最终本文将以上两个方法集成到自注意力网络架构中,提出了一个端到端的时空间隔感知序列兴趣点推荐模型(Self-Attention Network based Spatial-Temporal interval aware sequential POI recommendation framework,STi SAN)。本文在三个公开数据集以及一个长春城市交通数据集上进行了实验。首先,推荐精度实验证明相较于已有的最先进方法,本文的推荐模型STi SAN能够在所有数据集上带来平均13.01%的性能提升,并且在不同稀疏等级的数据上STi SAN依旧能保持其优越的性能。其次,本文通过消融实验证明了TAPE和IAAB在STi SAN框架下的有效性。除此以外,本文通过指标评估以及可视化分析分别论证了TAPE和IAAB的可拓展性和可解释性。最后,本文详细分析了不同的超参数设置对推荐性能的影响。

关键词：序列兴趣点推荐位置编码注意力机制

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透镜飞行器击水弹跳运动数值模拟

兵工学报 2024年第5期45卷 1482-1496页

作者：任帆涛牛钰森姜毅杨宝生北京理工大学宇航学院北京100081

探索跨介质飞行器水面弹跳过程中的运动特性和自由液面特性,对于跨介质飞行器的着水和弹跳复飞研究有着重要的参考价值。基于无网格粒子数值模拟方法研究透镜跨介质飞行器击水弹跳运动特性及液面变化特性,在与试验值对比的基础上,重点... 详细信息

探索跨介质飞行器水面弹跳过程中的运动特性和自由液面特性,对于跨介质飞行器的着水和弹跳复飞研究有着重要的参考价值。基于无网格粒子数值模拟方法研究透镜跨介质飞行器击水弹跳运动特性及液面变化特性,在与试验值对比的基础上,重点研究不同自旋速度、击水速度和击水角度对透镜飞行器击水弹跳运动特性及自由液面特性的影响。研究结果表明:自旋速度是保证透镜跨介质飞行器顺利实现击水弹跳运动的必要条件,受飞行器自旋速度诱导出现的触水区马格努斯效应会导致飞行器出现侧向运动;击水弹跳过程普遍包括稳定下落、击水、弹跳至平稳飞行三个阶段,自由液面受飞行器强烈冲击出现液面破碎和液体迸溅现象;击水弹跳过程中,飞行器击水速度衰减率及砰击载荷受自旋速度影响较小,主要受击水速度与击水角度影响,击水速度与击水角度越大,速度衰减率及砰击载荷越大。

关键词：透镜飞行器击水弹跳无网格粒子法跨介质液面破碎

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西瓜棚巡检机器人自动导航关键技术研究

西瓜棚巡检机器人自动导航关键技术研究

作者：姜毅重庆三峡学院

学位级别：硕士

农机自动导航是实现农业现代化的关键基础技术之一,对研究解决农机智能装备先进技术供给与需求具有重要的科研与应用价值,对研究更加智能和自动化程度更高的农业机器人对提升农业生产效率具有重要意义。针对农机在山区、农田、大棚、大... 详细信息

农机自动导航是实现农业现代化的关键基础技术之一,对研究解决农机智能装备先进技术供给与需求具有重要的科研与应用价值,对研究更加智能和自动化程度更高的农业机器人对提升农业生产效率具有重要意义。针对农机在山区、农田、大棚、大树等环境中进行作业,卫星导航性能极易受到环境影响,定位和导航服务性能大幅降低,存在受环境干扰导致GNSS定位失调、INS导航误差较大等问题。本文对兼顾大棚及农田环境下的西瓜巡检机器人自动导航展开研究,对农业机械定位技术进行分析,确定了RTK定位和IMU组合导航方案,设计出一套基于Kalman滤波的GNSS/INS组合导航的巡检机器人自主定位导航控制系统,使得巡检机器人可以实时高频采集高精度的位置和姿态信息,追踪作业路径轨迹以及动态避障,以及搭载相机等设备实现对农作物病虫害数据收集,进一步高效代替人工完成巡检工作。本文的主要研究内容如下:(1)巡检机器人导航系统方案设计。通过调研分析巡检机器人的实际项目需求,对机器人的硬件结构进行设计和选型。基于巡检机器人在大棚和农田环境下硬件系统的性能要求,机器人移动平台选用履带式的,进行巡检作业采用机械臂搭载相机的方式,选用工业控制机作为机器人的控制核心,通过CAN通信协议完成工控机与移动平台的信息接收,确定了RTK定位和IMU测姿的组合方式进行定位导航,以及使用多线激光雷达感知目标障碍物。巡检机器人软件系统是基于Linux的Ubuntu20.04开发设计,使用Qt designer设计人机交互平台发布机器人导航任务,核心控制基于ROS开发包括路径规划、目标定位以及动态避障等,实现巡检机器人的自动导航控制。(2)对GNSS/INS组合导航定位算法研究。首先,围绕巡检机器人在西瓜大棚中进行自动导航需求,设计出一套基于全球导航卫星系统(GNSS)和惯性导航系统(INS)的组合导航方案。其次,根据IMU输出的三轴角速度、加速度信息以及RTK设备输出高精度的三轴位置、速度信息,采用松耦合模式,通过Kalman滤波对INS误差实时校正,解算出巡检机器人的精准位置、速度和姿态信息,为实现机器人自动导航提供精准的定位信息。最后,设计滤波仿真实验,验证Kalman滤波算法对非线性状态估计的优化效果。(3)对机器人路径追踪控制方法研究。设计巡检机器人导航控制原理,通过对机器人移动平台进行运动学建模分析,根据导航控制原理以及预瞄点搜索追踪目标点,提出一种确定预瞄点、预瞄距离的方法,使用PID控制算法对巡检机器人自动导航转向进行控制并实时纠正航向偏差。设计试验,验证巡检机器人在大棚环境中自动导航追踪路径的稳定性和准确性。(4)对巡检机器人避障控制研究。设计出一种基于多线激光雷达检测障碍物的控制算法,通过建立激光雷达坐标及转换,对获取的点云信息进行点云噪点过滤、分割地面和非地面点云预处理,对剩余的点云使用欧几里得算法进行聚类处理,得到的点云团簇用来判断障碍物大小,然后通过设定阈值判断控制机器人进行自动避让。设计巡检机器人自动导航过程中的避障试验,将避障控制算法集成到巡检机器人,在实际作业环境中验证巡检机器人的避障性能。

关键词：自动导航农业巡检机器人组合定位自动追踪

泡沫铝填充薄壁金属圆管吸能特性的预测及优化方法

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兵工学报 2024年第6期45卷 1954-1964页

作者：严松姜毅邓月光文享华北京理工大学宇航学院北京100081

为提高泡沫铝填充薄壁金属圆管的吸能特性并进行高效率结构设计,基于均匀拉丁超立方试验设计方法和径向基函数神经网络,构建轴向冲击下泡沫铝填充铝管吸能特性的近似模型,并将近似模型嵌入遗传算法中实现构件的结构优化。研究结果表明:... 详细信息

为提高泡沫铝填充薄壁金属圆管的吸能特性并进行高效率结构设计,基于均匀拉丁超立方试验设计方法和径向基函数神经网络,构建轴向冲击下泡沫铝填充铝管吸能特性的近似模型,并将近似模型嵌入遗传算法中实现构件的结构优化。研究结果表明:基于径向基函数神经网络构建的近似模型的拟合优度大于0.99、均方根误差小于0.08,且近似模型的计算耗时仅为数值计算的0.56%;近似模型在保证较高精度的同时可大幅提高计算效率;对泡沫铝填充铝管的结构优化发现,通过增大圆管半径和壁厚、减小高度可使泡沫铝填充铝管的平均压缩力最大化,反之,可使泡沫铝填充铝管的峰值压缩力最小化;基于遗传算法的多目标优化显著提高了泡沫铝填充铝管的吸能特性;该研究成果可为泡沫铝填充薄壁金属圆管的快速设计和优化提供参考。

关键词：泡沫铝吸能特性径向基函数神经网络近似模型结构优化

油茶远缘杂交‘攸杂2’×‘华硕’子代重要性状分析

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油茶远缘杂交‘攸杂2’×‘华硕’子代重要性状分析

作者：姜毅中南林业科技大学

学位级别：硕士

普通油茶‘华硕’(*** 'huashuo')是大果高产油茶新品种,具有秋冬季节开花、高光效和大果等特点。攸县油茶(*** Hu)拥有较薄的果皮、较高的籽粒产出、春季开花的特性。如何把攸县油茶的这些独特性状引入广泛栽培的普通油茶种植中,对于... 详细信息

普通油茶‘华硕’(*** 'huashuo')是大果高产油茶新品种,具有秋冬季节开花、高光效和大果等特点。攸县油茶(*** Hu)拥有较薄的果皮、较高的籽粒产出、春季开花的特性。如何把攸县油茶的这些独特性状引入广泛栽培的普通油茶种植中,对于提升油茶产量和与品质起着极其关键的作用。本研究以攸县油茶品种‘攸杂2’×普通油茶‘华硕’种间杂交407株子代为试材,对其枝叶性状、花性状、果实经济性状和品质性状进行分析,旨在筛选出具备双亲优异性状的优良种质,为油茶的遗传改良研究提供理论基础。主要的研究结果如下:1.油茶种间杂交F1代枝叶性状研究。群体中各项表型性状变异系数范围在10.08%～71.64%之间,变异程度最高的是顶芽个数,最低的是SPAD值;叶面积、新稍长和顶芽个数的变异系数都超过20%,变异较强。顶芽个数这一性状的变异系数高达71.64%,出现广泛分离,其中亲优势和超亲优势都为负值,说明F1代群体的顶芽个数相对亲本出现衰退现象。群体表型性状中叶宽、叶厚、叶面积、新稍长及分枝角度这5个性状呈正态分布,符合数量遗传变异规律,可能属于多基因控制的数量性状。群体各表型性状的中亲优势和超高亲优势大多为负值,只有叶形指数表现出中亲优势和超亲优势,因此子代叶片形态较亲本具有较大的杂种优势;叶长、叶宽、SPAD值则表现为超低亲优势。相关性分析表明F1代群体各性状之间相关性较为密切,但分枝角度和SPAD值与其它性状之间并无显著相关性。K均值聚类分析将F1代群体分为三类,第一类中大多数表型性状都大于另外两类,综合表现最优。F1代群体叶绿素总量在1.72mg/g～2.30mg/g之间,亲本与子代叶绿素差异主要体现在叶绿素a含量上。亲本与子代群体净光合速率日变化趋势整体相同,低SPAD值群体蒸腾速率日变化与亲本差异较大。2.油茶种间杂交F1代花性状研究。F1代群体整体花期介于父母本之间,属冬季开花,整体花期偏向于父本‘华硕’,少数单株存在晚花现象。聚类分析结果将杂交子代花期分为3种类型,大多为Ⅱ和Ⅲ类型,始花期主要集中在1 1月下旬至12月中旬。F1代植株的花器性状差异明显,出现广泛分离;子代花的横纵径小于亲本,其它花器官性状介于亲本之间;花器官性状变异范围在11.18%～19.87%之间,变异程度最大的是雌蕊长,最小是柱头裂数。雌蕊长、雄蕊群长、花瓣数、花药数和柱头裂数表现为超低亲优势,其中雌蕊长超低亲优势达46.74%。杂种比例方面大部分子代群体花径小于低亲值;雌蕊长、雄蕊群长、花瓣数、花药数和柱头裂数绝大部分介于亲本之间。子代单枚花药花粉数量在480～12360粒之间;子代单枚花药拟花粉数的变异系数相对较大,离散程度较高;子代花粉活力与亲本差异较大。3.油茶种间杂交F1代果实性状研究。群体共统计到78棵坐果植株,整体坐果率为19.17%,这些座果植株童期较短具有早实性特点。子代平均单果重、果实横纵径低于亲本;果皮厚、鲜出籽率、干出籽率、含水率都介于亲本之间。子代果实性状变异系数范围在11.57%～29.93%,变异系数最大的是鲜果重,最小的是果横径。鲜出籽率和干出籽率的杂种优势指数分别为105.71%、119.64%,具有较大的杂种优势。F1代坐果群体含油率范围30.42%～48.56%。品质性状方面变异系数最大的为亚麻酸,最小为总不饱和脂肪酸;硬脂酸超亲优势和中亲优势都为正值,有较强的杂种优势。4.综合分析及优株筛选。综合相关性表明分枝角度与花柱长呈极显著负相关。顶芽个数与花径呈极显著负相关。雌蕊长与果皮厚呈极显著正相关;与始花期、鲜出籽率、干出籽率之间呈现出极显著负相关。始花期与鲜出籽率、干出籽率呈极显著正相关。最后根据育种目标筛选果大、皮薄、含油率高、高光效、花期晚等特点的优良单株,综合参考果实主成分、鲜单果重、果皮厚、鲜出籽率、含油率、SPAD值以及始花期等性状指标,筛选出6棵优株分别是:YH11-14、YH12-19、YH14-18、YH14-37、YH15-23、YH6-21。

关键词：攸县油茶普通油茶杂交子代性状分析遗传变异

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纳米硒对AA肉鸡生长性能和肉品质的影响

饲料研究 2024年第15期47卷 40-44页

作者：姜毅峰王密锦州医科大学畜牧兽医学院辽宁锦州121000

试验旨在研究纳米硒对AA肉鸡生长性能和肉品质的影响。选取1日龄AA肉鸡480只,随机分为3组,每组8个重复,每个重复20只鸡。对照组在基础饲粮中添加0.4 mg/kg亚硒酸钠,试验1组在基础饲粮中添加0.3 mg/kg纳米硒,试验2组在基础饲粮中添加0.5 ... 详细信息

试验旨在研究纳米硒对AA肉鸡生长性能和肉品质的影响。选取1日龄AA肉鸡480只,随机分为3组,每组8个重复,每个重复20只鸡。对照组在基础饲粮中添加0.4 mg/kg亚硒酸钠,试验1组在基础饲粮中添加0.3 mg/kg纳米硒,试验2组在基础饲粮中添加0.5 mg/kg纳米硒。试验期42 d。结果显示:与对照组相比,22~42日龄,试验1组和试验2组肉鸡平均日采食量显著降低(P<0.05),试验2组肉鸡料重比显著降低(P<0.05);试验2组肉色红度(a*值)显著提高(P<0.05),试验1组和试验2组胸肌剪切力显著降低(P<0.05);试验2组肉鸡胸肌谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性显著提高(P<0.05),试验1组和试验2组肉鸡胸肌总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性显著提高(P<0.05);试验2组肉鸡胸肌重组与合成蛋白(Nrf2)表达量显著降低(P<0.05),醌氧化还原酶1(NQO1)表达量显著增加(P<0.05);试验1和试验2组肉鸡胸肌谷胱甘肽过氧化物酶1(GPX1)、血红素氧化酶-1(HO1)表达量显著增加(P<0.05)。研究表明,饲粮中添加纳米硒可以提高AA肉鸡肌肉的抗氧化能力,改善肉品质,其中添加0.5 mg/kg纳米硒的效果较好。

关键词：纳米硒肉鸡生长性能肉品质抗氧化性能

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有机硒对肉鸡生长性能、屠宰性能、肉品质及抗氧化性能的影响

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饲料研究 2024年第11期47卷 51-55页

作者：姜毅峰王密锦州医科大学畜牧兽医学院辽宁锦州121000

试验旨在研究有机硒对肉鸡生长性能、屠宰性能、肉品质及抗氧化性能的影响。选取1日龄罗斯308肉鸡360只,随机分为3组,每组6个重复,每个重复20只鸡。Na_(2)SeO_(3)组、Se-Met组和Nano-Se组分别以0.4 mg/kg硒水平添加亚硒酸钠、硒代蛋氨... 详细信息

试验旨在研究有机硒对肉鸡生长性能、屠宰性能、肉品质及抗氧化性能的影响。选取1日龄罗斯308肉鸡360只,随机分为3组,每组6个重复,每个重复20只鸡。Na_(2)SeO_(3)组、Se-Met组和Nano-Se组分别以0.4 mg/kg硒水平添加亚硒酸钠、硒代蛋氨酸和纳米硒。试验期42 d。结果显示,1~21日龄,Se-Met组料重比显著低于Na_(2)SeO_(3)组(P<0.05)。Nano-Se组和Se-Met组的腹脂率显著低于Na_(2)SeO_(3)组(P<0.05)。与Na_(2)SeO_(3)组相比,Nano-Se组肉鸡的胸肌a^(*)值显著增加(P<0.05),Se-Met组和Nano-Se组肉鸡的胸肌系水力显著增加(P<0.05)。与Na_(2)SeO_(3)组相比,Nano-Se组肉鸡的胸肌总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(T-SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性显著增加(P<0.05),Se-Met组和Nano-Se组肉鸡的胸肌丙二醛(MDA)含量显著降低(P<0.05)。研究表明,有机硒能够有效改善肉鸡的生长性能、屠宰性能、肉品质和抗氧化能力,其中纳米硒效果优于硒代蛋氨酸。

关键词：有机硒肉鸡生长性能屠宰性能肉品质抗氧化性能

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系留气球结构参数对稳态响应的影响研究

空天技术 2024年第3期2024卷 103-112页

作者：庞策王谦杨纯祎姜毅何泽青中国科学院空天信息创新研究院中国科学院大学

针对系留气球系统结构参数对系留气球稳态响应影响的研究不足，本研究应用CFD方法计算出外部稳定流场作用于系留气球体心的稳态气动力系数，采用“弹簧-质点”模型对缆绳进行数学建模，建立了系留气球系统稳态平衡方程，并给出求解方法... 详细信息

针对系留气球系统结构参数对系留气球稳态响应影响的研究不足，本研究应用CFD方法计算出外部稳定流场作用于系留气球体心的稳态气动力系数，采用“弹簧-质点”模型对缆绳进行数学建模，建立了系留气球系统稳态平衡方程，并给出求解方法以及通过实验验证了其正确性，分析了载荷重心位置、球体初始俯仰角以及主系点位置等参数对系留气球稳态响应的影响规律。得出系留气球在风场中理想的稳态响应为俯仰角随着风速增大而不变或略微减小，并对此提出新的球体气动特性优化设计要求：在保证气动力系数尽可能小的前提下，通过优化球体形状使得升阻比增大、俯仰力矩系数减小。

关键词：系留气球稳态响应迎风低头载荷重心数值仿真

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伸缩筒燃气弹射系统动力学特性

现代防御技术 2024年

作者：李虹霖姜毅严松唐静楠北京理工大学宇航学院

为降低弹射载荷并提高火箭的发射精度，提出了一种伸缩筒燃气弹射系统。基于理论分析和数值计算方法研究了该弹射系统的动力学特性。火箭出筒速度的仿真值和理论值的最大相对误差为-0.98%，验证了该弹射系统有限元模型的正确性。基于有... 详细信息

为降低弹射载荷并提高火箭的发射精度，提出了一种伸缩筒燃气弹射系统。基于理论分析和数值计算方法研究了该弹射系统的动力学特性。火箭出筒速度的仿真值和理论值的最大相对误差为-0.98%，验证了该弹射系统有限元模型的正确性。基于有限元模型，开展了该弹射系统的降压效果及发射角度、推力偏心和风载荷对火箭运动姿态和内筒振动响应影响的研究。结果表明：相比单筒弹射系统，该弹射系统的平均降压效果和最大降压效果约为30.3%和35.1%；发射角度、推力偏心和风载荷越大，火箭运动姿态与内筒振动响应越恶劣；其中，发射角度是影响火箭发射精度的主要因素，且发射角度对发射精度的最大影响效果是其他两个因素最大影响效果的2.3～4.4倍。该研究成果可为伸缩筒燃气弹射系统的设计与优化提供参考。

关键词：伸缩筒动力学有限元降压发射精度