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基于视觉引导的移动抓取机械臂运动规划研究

基于视觉引导的移动抓取机械臂运动规划研究

作者：张建冬太原科技大学

学位级别：硕士

随着科学技术的不断发展,机器人技术已成为智能化时代不可或缺的一部分。面对非结构化未知环境,传统的固定式机械臂由于机动性差、操作空间有限、实时避障困难等问题难以满足工作需求。针对此类问题,本文基于机器视觉对移动抓取机械臂... 详细信息

随着科学技术的不断发展,机器人技术已成为智能化时代不可或缺的一部分。面对非结构化未知环境,传统的固定式机械臂由于机动性差、操作空间有限、实时避障困难等问题难以满足工作需求。针对此类问题,本文基于机器视觉对移动抓取机械臂的运动规划进行深入研究。首先,以小型6关节机械臂为研究对象,通过D-H法构建机械臂各连杆坐标模型,获取其关节角、扭转角、连杆长度、偏距四个参数值;基于该参数值采用矩阵变换分析方法建立移动机械臂正逆运动学模型;为验证该模型的准确性,使用蒙特卡洛法对机械臂的最大可操作范围进行仿真。其次,针对移动机械臂在路径规划过程中转折点多、搜索时间慢、缺乏导向性、路径非优等问题,提出一种基于改进RRT算法的移动机械臂避障路径规划方法。通过约束新节点生成方式、设置障碍物因子、平滑处理路径转折点3大方面的改进,实现路径轨迹的最优化;通过Matlab对该算法进行仿真,实现避障运动的平滑稳定,满足机械臂的工作需求,为后续移动机械臂的动态避障提供理论基础。然后,由于机械臂关节轨迹跟踪速度慢、精度低、系统不稳定,因此提出基于改进粒子群算法的轨迹跟踪控制策略。采用拉格朗日基本定律构建机械臂动力学模型,并将径向基函数神经网络与改进的非线性干扰器结合,极大提升机械臂的轨迹跟踪效率、解决系统抖颤问题。通过对机械臂前两个关节进行仿真,保证机械臂的稳定运行,降低机械臂关节电机的损耗。最后,搭建避障抓取实验平台,通过张正友标定法对相机参数进行标定,优化相机内外参数;并基于Light-YoLo-V3智能识别方法实现目标物体的精准识别定位。在不同场景下进行避障抓取实验验证本文所研究的算法,促使机械臂更快速、更高效地找到最优路径并实现无障碍抓取。

关键词：移动机械臂避障规划轨迹跟踪检测识别目标抓取

基于DS-InSAR的南京江北区域地面沉降监测与分析

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大地测量与地球动力学 2024年

作者：宋秋月范洪冬朱邦彦张建阳中国矿业大学自然资源部国土环境与灾害监测重点实验室南京市测绘勘察研究院股份有限公司

本文提出一种基于分布式目标InSAR(DS-InSAR)的地表形变监测方法，该方法采用HTCI算法进行同质像元识别，通过特征值分解方法实现相位优化，根据时空相干性确定分布式目标(DS)，最后建立DS相位与形变间的关系模型来解算时序地表形变。... 详细信息

本文提出一种基于分布式目标InSAR(DS-InSAR)的地表形变监测方法，该方法采用HTCI算法进行同质像元识别，通过特征值分解方法实现相位优化，根据时空相干性确定分布式目标(DS)，最后建立DS相位与形变间的关系模型来解算时序地表形变。实验利用50景Sentinel-1A影像获取2021-10～2023-10南京江北区域地表形变时空分布信息。结果表明：1）与PS-InSAR结果的相关系数为0.731，点位密度提高6.22倍，DS-InSAR可更加完整地反映研究区时空地表形变。2）与水准实测数据整体吻合较好，最大误差为5.6 mm，平均误差为2.6 mm，均方根误差(RMSE)为3.0 mm。3）地质构造、城市建设以及降雨情况等是引起地面沉降的主要影响因素。

关键词：南京江北区域 InSAR 分布式目标地面沉降监测

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机械搅拌法铁水脱硫增硅工艺研究

机械搅拌法铁水脱硫增硅工艺研究

作者：张建冬河北联合大学

学位级别：硕士

课题首次提出了将冶金行业中机械搅拌法铁水脱硫工艺，应用于铸造行业高炉铁水炉外脱硫、增硅的工艺方案。首先对工艺的可行性进行了理论分析，确定该工艺：理论上合理，技术上可行后，在津唐球墨铸管厂成功实践了该工艺。并在生产试验... 详细信息

课题首次提出了将冶金行业中机械搅拌法铁水脱硫工艺，应用于铸造行业高炉铁水炉外脱硫、增硅的工艺方案。首先对工艺的可行性进行了理论分析，确定该工艺：理论上合理，技术上可行后，在津唐球墨铸管厂成功实践了该工艺。并在生产试验中，研究了影响机械搅拌法铁水脱硫率、硅铁收得率的主要因素，以及影响铁水温降的主要因素等。在此基础上，确定了最佳工艺操作参数，建立了粉剂消耗预测模型。生产试验研究表明：机械搅拌法铁水炉外脱硫增硅工艺，理论上合理，技术上可行。它可使高炉采用低硅操作，稳定了高炉生产，扩大了原料来源，为生产低硫高硅铸造生铁提供了一种新方法。采用机械搅拌法配以石灰系脱硫剂，可以将铸造用铁水中[S]由0.04%.06%降低至0.001%.008%范围，均能达到目标值[S]%≤0.02%;采用机械搅拌法配以硅铁增硅剂进行铁水炉外增硅，增硅效果明显，可以将铸造用铁水中的[Si]由0.5%.7%增至1.7%.9%，满足铸造用铁水对硅、硫含量的要求。石灰粉粒度在0.5.0mm范围;搅拌桨转速稳定在120r/min，插入铁水深度为900100mm;搅拌时间为8min，可以获得较好的脱硫效果，脱硫率保持在88%以上，最高可达94%。硅铁粒度在2mm范围;搅拌桨转速稳定在120r/min，插入铁水深度900100mm;搅拌时间为5min，可以获得较高、较稳定的硅铁收得率，收得率保持在90%以上，最高可达92.5%。在保证铁水脱硫率的前提下，脱硫过程中适量减少搅拌时间是减小铁水温降的有效措施，搅拌时间稳定在8min，可控制处理过程温降≤50℃;铁水增硅过程中硅铁的溶解可以缓解铁水温降，增硅过程搅拌时间稳定在5min铁水温降≤37℃。建立的脱硫增硅粉剂消耗数学模型，当目标硫含量确定在0.001%.008%内，目标硅含量确定在1.7%.9%以内，按模型计算出的耗量加入石灰、硅铁，经机械搅拌法工艺处理后，铁水终点硫含量误差在0.005%以内，终点硅含量误差0.2%以内。

关键词：机械搅拌法铸造铁水脱硫率硅铁收得率铁水温降

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1920年国民大会问题研究

1920年国民大会问题研究

作者：张建冬辽宁师范大学

学位级别：硕士

1920年出现的有关国民大会问题的讨论,是在直皖战争结束后,由直系将领吴佩孚最先公开提出的。这一主张的提出与相关实践,正好迎合了五四前后进步知识分子将接触与学习到的一战后西方新民主思潮,运用到当时中国实际的需求。本文拟分三部... 详细信息

1920年出现的有关国民大会问题的讨论,是在直皖战争结束后,由直系将领吴佩孚最先公开提出的。这一主张的提出与相关实践,正好迎合了五四前后进步知识分子将接触与学习到的一战后西方新民主思潮,运用到当时中国实际的需求。本文拟分三部分梳理1920年社会各界对国民大会问题的讨论以及各社会团体组织的国民大会实践活动。第一部分主要讲述民国初年,先进知识分子阶层对西方民主新浪潮中直接民主的介绍与宣传,以及吴佩孚提出国民大会主张后,社会各界的态度。这部分内容对知识界详细讨论国民大会问题打下良好的社会基础。第二部分主要是在知识界支持召集国民大会的前提下,对大会的组织方式,代表选举及大会任务等相关内容的论述。主要形式是知识分子在报刊上发表言论,对召集国民大会可能出现的各种问题给出不同的解决意见,这为国民大会进行实际的行动提供了良好的运行方案。第三部分主要讲述国民大会运动最先在北京和上海地区扩散,之后部分省份各团体以上海或北京为学习对象,并结合本省区特点积极参与组织相关国民大会的实际行动。最后是文章的结语部分。社会各界对国民大会问题的讨论与实际活动并没有促成全国性国民大会的召开。但是国民大会运动促进了知识界对直接民主浪潮的宣传,加深了国人对民主思想的认识;同时知识界提出召集国民大会的部分意见,为近代国人寻求一条适合中国民主发展的道路也有一定的借鉴意义。

关键词： 1920年国民大会知识界

胶东地区玲珑双向变质核杂岩的均衡隆升:运动学涡度的指示

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地质学报 2024年第1期98卷 31-49页

作者：吴晓冬朱光合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009 湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湖南湘潭411201

在胶东半岛西北部,围绕着玲珑岩基所发育的早白垩世伸展构造,属于独特的双向变质核杂岩。这一变质核杂岩的东、西边界上,分别发育了倾斜相背的招平与焦家伸展拆离剪切带。双向变质核杂岩的剥露是否也有均衡隆升的贡献,一直没有明确的认... 详细信息

在胶东半岛西北部,围绕着玲珑岩基所发育的早白垩世伸展构造,属于独特的双向变质核杂岩。这一变质核杂岩的东、西边界上,分别发育了倾斜相背的招平与焦家伸展拆离剪切带。双向变质核杂岩的剥露是否也有均衡隆升的贡献,一直没有明确的认识。本次工作以采自这两条边界拆离剪切带不同部位的糜棱岩样品为分析对象,分别应用刚性残斑长短轴比值法(具体又分别使用了Wallis投图法和刚性颗粒网格法)和石英c轴组构与主应变比值法对同一样品进行了运动学涡度测量。对于招平拆离剪切带,应用刚性残斑长短轴比值法获得的涡度值为0.57~0.73,而应用石英c轴组构与主应变比值法获得的涡度值为0.80~0.93。对于焦家剪切带,应用刚性残斑长短轴比值法获得的涡度值为0.58~0.74,而应用石英c轴组构与主应变比值法获得的涡度值为0.79~0.93。对于剪切带的同一样品,这两种测量方法给出的结果明显不同。应用刚性残斑长短轴比值法数据所获得这两条剪切带的减薄率,也明显高于应用石英c轴组构与主应变比值法数据的计算结果。理论分析与实例表明,刚性残斑长短轴比值法所获得的涡度值代表了剪切带的早期变形,而石英c轴组构与主应变比值法所得结果指示了晚期变形。由此表明,玲珑双向变质核杂岩边界拆离剪切带演化中,伴随着纯剪组分的明显降低,指示了剪切带产状的变陡,为均衡隆升的结果。均衡隆升发生在核杂岩演化的晚阶段,是早白垩世郭家岭期同构造花岗闪长岩侵位的响应。本文结果指示,双向与不对称变质核杂岩具有相似的演化规律,都经历过晚阶段均衡隆升,对中—下地壳的剥露具有重要的贡献。

关键词：伸展拆离剪切带运动学涡度一般剪切均衡隆升玲珑双向变质核杂岩

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去除红外图像中脉冲噪声的双边加权中值滤波

传感技术学报 2024年第3期37卷 492-498页

作者：顾冬娟江西机电职业技术学院教务处江西南昌330013

针对现有方法在去除红外图像的脉冲噪声时,未能有效保持图像的边缘细节和纹理结构,提出了基于统计检测的双边加权中值滤波算法。算法根据脉冲噪声的取值和分布特征,用最小和最大像素值以及统计规律进行噪声检测;对检测出来的噪声像素,... 详细信息

针对现有方法在去除红外图像的脉冲噪声时,未能有效保持图像的边缘细节和纹理结构,提出了基于统计检测的双边加权中值滤波算法。算法根据脉冲噪声的取值和分布特征,用最小和最大像素值以及统计规律进行噪声检测;对检测出来的噪声像素,以多尺度的方式、自适应地用双边加权系数对邻域中的无噪像素和已经去噪处理的像素进行频次加权,然后取它们的中值作为当前噪声像素的估计值。其中双边加权系数自适应于距离邻近度与灰度相似度。实验结果表明,相对于部分现有方法,所提方法去噪所得的EPI和SSIM值更高,去噪图像的视觉效果更佳。

关键词：图像去噪双边加权中值滤波结构相似性指数脉冲噪声统计规律

基于SpERT-Aggcn模型的专利知识图谱构建研究

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数据分析与知识发现 2024年第1期8卷 146-156页

作者：何玉张晓冬郑鑫北京科技大学经济管理学院北京100083

【目的】针对知识图谱构建中识别嵌套实体以及提升关系抽取精度的问题,提出信息抽取模型SpERTAggcn,并构建绿色合作专利知识图谱。【方法】基于SpERT-Aggcn模型抽取专利摘要文本中的嵌套实体和关系,采用Protégé构建本体并根据所构建... 详细信息

【目的】针对知识图谱构建中识别嵌套实体以及提升关系抽取精度的问题,提出信息抽取模型SpERTAggcn,并构建绿色合作专利知识图谱。【方法】基于SpERT-Aggcn模型抽取专利摘要文本中的嵌套实体和关系,采用Protégé构建本体并根据所构建本体实现三元组的映射。【结果】在关系抽取任务上,SpERT-Aggcn比SpERT模型的F1值高2.61个百分点,其中长距离关系抽取F1值高4.42个百分点;构建的绿色合作专利知识图谱包含699517个实体、3241805条关系。【局限】SpERT-Aggcn模型的短距离关系F1值低于SpERT模型,说明本文模型对于短距离关系的识别能力较差。【结论】通过基于跨度的实体识别模型以及引入依存文法信息的关系抽取模型,构建的知识图谱完整度更高。

关键词：绿色合作专利知识图谱图卷积网络信息抽取

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基于幅值掩膜时频神经网络的语音频带扩展

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 179-184页

作者：许春冬谭国武应冬文江西理工大学信息工程学院江西赣州341000 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

为了提高基于深度学习的语音频带扩展性能,提出一种结合幅值掩膜的时频神经网络模型.该模型既能利用语音的相位信息,又能通过幅值掩膜来优化预测语音的幅值.模型时域部分设计一种融合注意力机制的长短时记忆神经网络,该网络可以实现并... 详细信息

为了提高基于深度学习的语音频带扩展性能,提出一种结合幅值掩膜的时频神经网络模型.该模型既能利用语音的相位信息,又能通过幅值掩膜来优化预测语音的幅值.模型时域部分设计一种融合注意力机制的长短时记忆神经网络,该网络可以实现并行计算,当预测高频语音时充分利用距离相近的前后语音帧之间的关系,舍弃对远距离语音帧之间关系的学习,从而减少模型的计算量.主客观实验表明该方法在信噪比和可懂度等度量上优于传统方法和基于深度神经网络的语音频带扩展方法.

关键词：语音频带扩展时频神经网络长短时记忆神经网络幅值掩膜注意力机制

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聚合物挤出成型过程狭缝组合流道出口流动平衡系数解析解

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机械工程学报 2024年第12期 259-267页

作者：张广冬黄翔盐城工学院机械工程学院南京航空航天大学机电学院

对于薄壁类塑料异型材挤出制品，其挤出模具成型段流道为狭缝组合流道。在挤出成型过程中，模具出口处的流动平衡状态直接影响着挤出制品的成型质量。狭缝组合流道出口处流动平衡系数通常依赖于数值模拟求解，技术门槛高，求解难度大，... 详细信息

对于薄壁类塑料异型材挤出制品，其挤出模具成型段流道为狭缝组合流道。在挤出成型过程中，模具出口处的流动平衡状态直接影响着挤出制品的成型质量。狭缝组合流道出口处流动平衡系数通常依赖于数值模拟求解，技术门槛高，求解难度大，应用范围受限。针对上述问题，提出狭缝组合流道出口流动平衡系数的解析模型。首先，对流动平衡系数理论公式进行完全平方公式展开，得到流动平衡系数的速度相关项和无关项。然后，假定幂律流体在狭缝流道中充分发展流动，通过理论推导，得到狭缝流道出口处流动平衡系数的解析式。接着，基于狭缝组合流道的区域划分，根据不同狭缝流道子区域的速度比公式，建立狭缝组合流道出口流动平衡系数的理论模型。最后，针对典型的狭缝组合流道，采用数值模拟方法对流动平衡系数的解析值进行验证。结果表明，在各个子区域的宽高比大于10时，流动平衡系数的解析解和数值解的误差小于5%，满足实际应用需要。

关键词：挤出模具流动平衡狭缝组合流道解析解数值解

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