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基于嵌入式Linux的机器人控制和交互

基于嵌入式Linux的机器人控制和交互

作者：孔祥基汕头大学

学位级别：硕士

机器人的应用已经迅速扩展到娱乐、家庭、工业、医疗等多个领域。随着集成电路、5G通信、嵌入式等相关技术的进步,人们对于机器人的需求已经不再局限于简单的控制,拥有良好的人机交互能力是机器人发展的核心方向。基于高可靠性、低成本... 详细信息

机器人的应用已经迅速扩展到娱乐、家庭、工业、医疗等多个领域。随着集成电路、5G通信、嵌入式等相关技术的进步,人们对于机器人的需求已经不再局限于简单的控制,拥有良好的人机交互能力是机器人发展的核心方向。基于高可靠性、低成本的机器人控制系统,并融合视觉、听觉等感知技术,来提高机器人的智能交互能力已成为近年来的研究热点。在小型人形机器人领域,低成本的控制器和开源、移植性高、可裁剪性高的操作系统组成的控制系统决定了产品的市场占有率,以及机器人二次迭代更新的速度。因此,本文基于ARM架构的硬件平台,结合嵌入式Linux操作系统以建立高性价比的交互控制系统为主要目标。通过结合其他硬件模块,及开源软件资源,实现机器人的语音交互控制,视觉信息在局域网内的采集压缩传输。论文的主要内容有:1.以ARM架构的S3C2440为硬件核心,移植嵌入式Linux系统及其他开源软件资源,搭建起了一个人形机器人控制系统。2.以搭建的软硬件系统为基础,在嵌入式Linux系统内实现对机器人运动的控制。结合语音识别模块、语音合成模块,实现机器人语音交互控制,完成了语音识别芯片在Linux系统下的驱动开发,及在Linux系统下机器人舵机、语音合成芯片等硬件设备的使用。在此过程中介绍了UART、SPI等通信协议以及Linux系统下字符设备驱动开发、SPI总线设备驱动的开发。3.基于Linux中的v4l2视频应用框架、USB摄像头驱动框架、H264编码、RTP协议等相关技术,并借助无线网卡和USB摄像头,模拟实现机器人视觉信息采集压缩,并通过网络发送至上位机。

关键词：机器人控制嵌入式Linux Linux驱动语音交互视频传输

丙酮盐酸混合液提取土壤腐殖质组分的光谱学特征

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 474-479页

作者：宋鸽孔祥仕黑龙江大学中俄学院黑龙江哈尔滨150080 Institute of Earth Sciences St.Petersburg State UniversitySt.Petersburg 199034Russia 吉首大学旅游学院湖南吉首416000

采用丙酮盐酸混合液提取土壤胡敏酸(HA)和胡敏素(HU)组分,利用元素分析、紫外-可见漫反射光谱和红外光谱进行结构表征。元素分析表明,HA中C、H、N和S含量均高于HU,O含量低于HU。原子比分析表明HA的缩合度相对较高,分子结构相对复杂,HU... 详细信息

采用丙酮盐酸混合液提取土壤胡敏酸(HA)和胡敏素(HU)组分,利用元素分析、紫外-可见漫反射光谱和红外光谱进行结构表征。元素分析表明,HA中C、H、N和S含量均高于HU,O含量低于HU。原子比分析表明HA的缩合度相对较高,分子结构相对复杂,HU的缩合度相对较低,分子结构相对简单。紫外-可见漫反射光谱分析表明,由于腐殖质(HS)的组成复杂,多种官能团互相干扰,HA和HU紫外-可见漫反射光谱无明显特征峰,吸光度值随着波长的增加呈下降趋势,且HA包含的吸光有机成分较多,化学组成较复杂。HA和HU紫外特征参数SUV254和E4/E6比较分析表明,与HU相比,HA芳香性较大,腐殖化程度较高。红外光谱分析表明,HA和HU具有相似的红外光谱,各研究对象特征吸收峰的吸收强度不同,其中开垦黑土20~40 cm和未开垦灰土18~37 cm土层HA的振动幅度较大,说明其包含的酚类化合物、含羟基化合物、脂肪族化合物和羧酸,以及含羰基的醛、酮、醚等化合物的含量较多。开垦黑土10~20 cm土层和未开垦灰土18~37 cm土层HU在各特征吸收峰振动幅度较大,说明其包含的酚类化合物、羧酸、脂肪烃和糖类化合物含量较多。红外光谱各吸收峰强度比较分析表明,开垦后黑土HA和HU酚类化合物、羟基官能团和脂肪族化合物等含量增加,而开垦后灰土HA和HU酚类化合物、羧酸和脂肪族化合物含量下降,表明开垦对黑土土壤有机质影响相对较小,并且在一定程度上增加了土壤有机质含量,而促进了灰土土壤有机质的分解。综上所述,丙酮盐酸混合液提取法为HS生物化学和生理活性的研究提供了新的技术手段,为合理利用土壤资源提供理论依据。

关键词：胡敏酸胡敏素元素分析紫外-可见漫反射光谱近红外光谱

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三维周期结构波阻板的带隙特性研究

岩土力学 2024年第6期45卷 1651-1660页

作者：高盟张硕孔祥龙山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛266590 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东青岛266590

波阻板(wave impeding block,简称WIB)常被用于动力机器、轨道交通、建筑施工等振源产生的振动污染控制。但波阻板受土层截止频率的制约,隔振频带窄且无法对特定频率范围进行针对性的振动控制,根据声子晶体,发展了一种三维周期结构波阻... 详细信息

波阻板(wave impeding block,简称WIB)常被用于动力机器、轨道交通、建筑施工等振源产生的振动污染控制。但波阻板受土层截止频率的制约,隔振频带窄且无法对特定频率范围进行针对性的振动控制,根据声子晶体,发展了一种三维周期结构波阻板(periodic structural WIB,简称PSWIB)。采用COMSOL有限元分别计算了散射体为正方体及球体时三维周期结构波阻板的带隙,讨论了结构、材料参数等因素对带隙特性的影响,并进行了正交试验优化设计。理论和数值计算均表明:三维有限周期结构波阻板所得衰减区与无限周期波阻板带隙范围一致,具有带隙性,振动衰减区内最大振幅衰减可达54 dB。与传统波阻板相比,三维周期结构波阻板拓宽了隔振频带,突破了截止频率的制约,并可依据振源特性设计三维周期结构波阻板材料参数满足对目标频率振动隔离的要求。

关键词：三维周期结构波阻板目标频率带隙衰减域

基于KPCA和数据处理组合方法神经网络的半球谐振陀螺温度建模补偿方法

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浙江大学学报（工学版） 2024年第7期58卷 1336-1345页

作者：张晨汪立新孔祥玉火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025

针对半球谐振陀螺(HRG)的温度建模与补偿问题,提出基于核主成分分析(KPCA)和数据处理组合方法(GMDH)神经网络的建模补偿方法.通过分析HRG的温度特性和大数据特征,初步确定网络模型的特征向量.为了去除HRG输出数据的相关性和冗余性,引入K... 详细信息

针对半球谐振陀螺(HRG)的温度建模与补偿问题,提出基于核主成分分析(KPCA)和数据处理组合方法(GMDH)神经网络的建模补偿方法.通过分析HRG的温度特性和大数据特征,初步确定网络模型的特征向量.为了去除HRG输出数据的相关性和冗余性,引入KPCA并降低特征向量维度.将特征向量代入GMDH神经网络训练,区分训练集和验证集以确定网络权值和网络结构,实现HRG温度漂移的建模与补偿.实验结果表明,单一样本预测时,所提方法预测效果明显好于传统多项式模型;多样本预测时,在4种不同训练样本下,所提方法相比传统多项式模型精度分别提升了48.5%、54.0%、56.3%、68.4%,相比GMDH模型分别提升了3.6%、5.1%、3.8%、8.8%.所提方法能够有效提高HRG在变温工况下的测量精度.

关键词：半球谐振陀螺(HRG) 核主成分分析(KPCA) 数据处理组合方法(GMDH) 温度建模与补偿测量精度

“因民之所利而利之”——论儒家的经济干预主义及其限度

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孔子研究 2024年第3期 27-42,157页

作者：孔祥来浙江科技大学杭州310023

不同于完全的自由放任主义,儒家将“富民”作为政治的第一要务,认为国家干预对于矫正自由竞争的缺陷和弥补私人生产能力的不足是必要的,如为劳动者分配必要的生产资料,指导生产活动,提供资本支持,维护经济秩序,应对经济危机,建设基础设... 详细信息

不同于完全的自由放任主义,儒家将“富民”作为政治的第一要务,认为国家干预对于矫正自由竞争的缺陷和弥补私人生产能力的不足是必要的,如为劳动者分配必要的生产资料,指导生产活动,提供资本支持,维护经济秩序,应对经济危机,建设基础设施,救助弱势群体等。但基于“富民”的唯一目标,国家干预必须以“因民之所利而利之”为基本原则,而不能附加任何财政目的,不能像“轻重论”那样利用干预手段谋取经济利益。儒家认识到,只有社会经济发展了,人民物质生活富足了,其建设礼乐文明的社会理想才可能实现。

关键词：因民之所利而利之经济干预富民儒家经济思想

商业数据保护的实践反思与立法展望——基于数据信息财产属性的保护路径构想

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比较法研究 2024年第3期 72-92页

作者：孔祥俊上海交通大学上海交通大学知识产权与竞争法研究院

当前盛极一时的数据确权研究与波澜不惊的数据保护实践形成了强烈的反差,并明显地在各说各话。理论上的数据确权必要性并未转化为实践中的现实紧迫性,理论上的完美性未必能够有效地解决实践问题。当前数据实践毕竟刚刚展开,系统的理想... 详细信息

当前盛极一时的数据确权研究与波澜不惊的数据保护实践形成了强烈的反差,并明显地在各说各话。理论上的数据确权必要性并未转化为实践中的现实紧迫性,理论上的完美性未必能够有效地解决实践问题。当前数据实践毕竟刚刚展开,系统的理想化的数据确权体系构建仍然是一种远期的愿景,现行的数据保护路径则是更具实操性的理性选择。数据保护与知识产权有高度近似的类比点,基于信息财产保护的既有路径适于纳入知识产权法框架体系,并特别契合反不正当竞争法的“额头汗水说”底层逻辑。当前的数据反不正当竞争裁判融确权于保护之中,基本满足了数据实践需求,但实践发展迅速,有必要在新一轮的我国反不正当竞争法的修订中设置数据保护专条,创设更有确定性和可预见性的专门规则,构建定位于类权利和弱权利的数据保护制度。

关键词：商业数据数据确权知识产权反不正当竞争法额头汗水说商业数据专条

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水生浮游植物有机质的组成、结构和生烃特征

地球化学 2024年

作者：孔祥兰杨余冉勇中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室中国科学院深地科学卓越创新中心中国科学院大学

面对化石能源的日益枯竭及化石能源引起的环境污染问题，探索新的环境友好型以及可持续的能源十分必要。本文对野外采集的两种水生浮游植物（浮萍和刚毛藻）进行索氏抽提和酸碱水解处理，将浮萍和刚毛藻的原始样品（original sample，... 详细信息

面对化石能源的日益枯竭及化石能源引起的环境污染问题，探索新的环境友好型以及可持续的能源十分必要。本文对野外采集的两种水生浮游植物（浮萍和刚毛藻）进行索氏抽提和酸碱水解处理，将浮萍和刚毛藻的原始样品（original sample， OS）分离成去游离脂（lipid-free， LPF）级分和难降解有机质（non-hydrolysable organic matter， NHOM）级分，采用元素分析仪、Rock-Eval热解仪和固态13C核磁共振（Nuclear magnetic resonance， NMR）技术进行表征，并通过封闭热解实验研究NHOM级分的生烃特征。结果表明: ①NHOM级分具有高有机碳含量、低氮、氧含量，其结构类似于孢粉素; ②刚毛藻NHOM级分比浮萍NHOM级分有较高的H/C原子比、氢指数和质量指数以及较高的脂肪性和生烃潜力; ③封闭热解实验中浮萍和刚毛藻两种浮游植物的NHOM级分的产油率和生烃转化率分别为17.7%～20.6%和18.0%～24.5%，表明浮萍和刚毛藻两种水生浮游植物在生物质能的开发中具有一定的价值。

关键词：水生植物有机质固态 C核磁共振技术生烃特征生物质能

革新意识与思想觉醒——俄国巡回展览画派的早期实践活动与审美图景

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山东师范大学学报（社会科学版） 2024年第2期69卷 127-137页

作者：孔祥雯清华大学美术学院北京100084

俄国19世纪最大的民主艺术协会——巡回展览协会(画派),成立于1870年,一直存续至1923年,由坚持现实主义原则的俄国画家群体创立,在俄国艺术史上打开了一个前所未有的崭新局面,让俄国艺术在此历史时期迸发出蓬勃的生命力。巡回展览画派... 详细信息

俄国19世纪最大的民主艺术协会——巡回展览协会(画派),成立于1870年,一直存续至1923年,由坚持现实主义原则的俄国画家群体创立,在俄国艺术史上打开了一个前所未有的崭新局面,让俄国艺术在此历史时期迸发出蓬勃的生命力。巡回展览画派诞生的前身和最初形态由“十四人反叛”事件开始,这群皇家美术学院的优等生们在艺术创作的反思和觉醒中奋起,从早期以“合作社”互助的形式凝聚到后来转变和发展为以画派协会的机制运转,期间进行了不同形式和规模的组织实践尝试。巡回展览画派作为艺术团体,它的运作模式、创作的革新意识和美学思想在不断探索的过程中逐渐形成了独特的实践路径和审美图景,串联起一条具备非凡内涵的发展脉络。

关键词：革新意识思想觉醒巡回展览画派早期实践审美图景

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耐高温吸波陶瓷及其涂层的研究进展

材料工程 2024年第4期52卷 24-33页

作者：高基磊刘俐武汉理工大学材料科学与工程学院武汉430070

随着近现代科技的发展,高速飞行器对生存能力需求不断提高,其鼻锥、机翼、尾喷管等高温部件极易暴露。传统吸波材料普遍不能应用于高温环境,为了能够隐藏高速飞行器的高温部件,吸波材料的高温应用引起了研究人员的重视,耐高温吸波陶瓷... 详细信息

随着近现代科技的发展,高速飞行器对生存能力需求不断提高,其鼻锥、机翼、尾喷管等高温部件极易暴露。传统吸波材料普遍不能应用于高温环境,为了能够隐藏高速飞行器的高温部件,吸波材料的高温应用引起了研究人员的重视,耐高温吸波陶瓷材料可以实现上述背景下的应用。为提供分析和改善陶瓷吸波材料高温程度有限和吸收带宽较窄问题的依据,对引入温度影响后,耐高温吸波陶瓷材料的吸波机理进行了阐述。耐高温吸波陶瓷材料与涂层可以分为碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、氧化物陶瓷和聚合物转化陶瓷。本文在此分类的基础上,对陶瓷吸波材料和涂层损耗电磁波机理及其高温条件下的吸波性能进行了归纳总结,并指出未来耐高温吸波陶瓷材料应改善现有材料耐高温程度不足以及有效吸收带宽较窄的问题,进而加强其在高温条件下的服役能力。

关键词：陶瓷复合材料介电损耗高温吸波涂层

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