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基于深度学习的移动机器人目标物体识别与定位技术研究

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基于深度学习的移动机器人目标物体识别与定位技术研究

作者：徐印赟安徽工程大学

学位级别：硕士

目标物体识别与定位技术是在输入图像或视频中识别出目标的种类以及确定其在图像或视频中的位置,进而对空间中目标物体进行定位的研究。目标物体识别与定位技术的研究核心是目标检测技术,基于移动机器人的目标物体定位是利用目标检测技... 详细信息

目标物体识别与定位技术是在输入图像或视频中识别出目标的种类以及确定其在图像或视频中的位置,进而对空间中目标物体进行定位的研究。目标物体识别与定位技术的研究核心是目标检测技术,基于移动机器人的目标物体定位是利用目标检测技术获得的图像位置,进而进行坐标变换至相应移动机器人需要的物体空间位置。近年来关于目标物体识别与定位方面的研究持续升温,各种应用实例也是层出不穷,比如农业果蔬检测、行人检测、无人机遥感监测等。本文对目前一些典型的目标检测算法进行综合评判,选择YOLOv4模型作为解决方案。同时为了解决YOLOv4模型在目标尺度变化较大情况下的检测精度问题,以及目前目标检测的NMS算法在目标重叠、遮挡情况下容易产生误抑制,造成漏检的问题,研究了一种基于YOLOv4模型的改进目标物体识别与定位方法,该方法提高了目标检测的精度,降低了检测框的误抑制。本文主要研究内容包括:1.针对深度学习算法进行系统性研究,结合移动机器人本身的应用条件,确定本课题适合的深度学习目标检测算法。在目标检测算法的模型部分,为了解决YOLOv4算法在目标尺度变化较大情况下的检测精度问题,本文在YOLOv4模型中新引入了一层SPP层,增大感受野范围,并对SPP层及其池化核的尺度进行了修改,目的在于提高模型在多个尺度上的信息融合能力,降低前馈神经网络在网络递进过程中的信息丢失,从而提高模型的检测精度。最后将改进模型在VOC公开数据集上进行了训练与测试,并利用改进模型在基于Jetson AGX Xavier计算平台的中科深谷移动机器人上进行了实际实物测试,验证本文改进模型的可行性。2.在目标检测的非极大值抑制（NMS）算法部分,为了解决目前的NMS算法在目标重叠、遮挡情况较多时容易产生误抑制造成漏检的问题,本文根据目标检测框所包含的信息以及实时性问题引入了曼哈顿距离这一考察量,提出一种改进的NMS算法,并在COCO数据集上对改进算法进行了测试,最后也在中科深谷移动机器人实物平台上进行了测试,验证算法的有效性和实时性。3.本文将改进方法在中科深谷移动机器人实物平台上进行了实际实验。并且根据机器人应用范畴,模拟农业机器人的水果检测环境,在室内进行了相应的算法实验,在移动机器人平台验证了方法的可行性与实时性。

关键词：移动机器人目标检测 YOLO网络 SPP模块 NMS

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超固结土固结不排水试验抗剪强度取值研究

公路 2022年第2期67卷 249-254页

作者：冀成刚倪振强徐公印程跃广任增成山东三山公路工程监理咨询有限公司聊城市252000 聊城大学建筑工程学院聊城市252000

土的抗剪强度是土力学核心问题之一,因此以超固结低液限粉质黏土为研究对象,采用固结不排水试验研究土的有效和总黏聚力、内摩擦角取值。从试样真实破坏形态出发,推导出试样的真抗剪强度参数值取值标准为0.8倍有效应力比峰值;超孔隙水... 详细信息

土的抗剪强度是土力学核心问题之一,因此以超固结低液限粉质黏土为研究对象,采用固结不排水试验研究土的有效和总黏聚力、内摩擦角取值。从试样真实破坏形态出发,推导出试样的真抗剪强度参数值取值标准为0.8倍有效应力比峰值;超孔隙水压力峰值对应的抗剪强度值物理意义明确、数值易于确定,可替代0.8倍有效应力比峰值作为真抗剪强度参数值;根据试样在固结完成时土骨架受到有效围压不再变化的原理,推导了总抗剪强度参数值修正公式;建议根据工况现场实际情况,取超孔隙水压力峰值修正抗剪强度参数值,与应力差峰值或有效应力比峰值抗剪强度参数值的组合值作为固结不排水试验的总抗剪强度指标。

关键词：路基工程超固结土固结不排水抗剪强度取值标准

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基于改进YOLO及NMS的水果目标检测

电子测量与仪器学报 2022年第4期36卷 114-123页

作者：徐印赟江明李云飞吴云飞卢桂馥安徽工程大学高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室芜湖241000 安徽工程大学电气工程学院芜湖241000 安徽工程大学计算机与信息学院芜湖241000

为使水果采摘机器人在复杂情况下如树叶遮挡、果实目标尺度变化大等情况能准确地检测出水果,提出一种YOLO(you only look once)改进模型与NMS(non-maximum suppression)改进算法的目标检测方法。首先,对传统YOLO深度卷积神经网络架构进... 详细信息

为使水果采摘机器人在复杂情况下如树叶遮挡、果实目标尺度变化大等情况能准确地检测出水果,提出一种YOLO(you only look once)改进模型与NMS(non-maximum suppression)改进算法的目标检测方法。首先,对传统YOLO深度卷积神经网络架构进行改进,设计一种更细化的SPP5(spatial pyramid pooling)特征融合网络模块,强化特征图多重感受野信息的融合,并基于此模块提出一种YOLOv4-SPP2-5模型,在标准YOLOv4网络中跨层添加并改进SPP层,重新分布池化核大小,增强感受野范围,从而降低目标误检率;其次,提出一种Greedy-Confluence的NMS改进算法,通过对高度接近的检测框直接抑制和对重叠检测框综合考虑距离交并比DIOU(distance-intersection over union)和加权接近度WP(weighted proximity)的方法,均衡NMS的计算消耗并减少检测框的错误抑制,从而提高遮挡、重叠物体的检测精度;最后,分别对改进方法进行性能测试,验证方法的可行性,随后制作水果检测数据集并进行格式转换和标签标注,然后采用数据增强技术对训练数据进行扩充,并使用K-means++聚类方法获取先验锚定框,在计算机上进行了水果检测实验。结果表明,基于改进YOLO网络及改进NMS的水果检测方法在准确率方面有显著的提高,平均精度均值(mean average precision,MAP)在YOLOv4上达到了96.65%,较原网络提升1.70%,并且实时性也得到了保证,在测试设备上达到了39.26帧/s。

关键词：水果目标检测 YOLO网络 SPP模块 NMS 信息熵

人骨形成蛋白2A活性片段在大肠杆菌中的高效表达

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Acta Biochimica et Biophysica Sinica 1996年第1期28卷 8-14页

作者：林松徐印坎李伯良中国科学院上海生物化学研究所第二军医大学长征医院

将编码人骨形成蛋白２Ａ（ＢＭＰ２Ａ）Ｃ端１７３个氨基酸（ＢＭＰ２３）和１３４个氨基酸（ＢＭＰ２４）的ＤＮＡ基因片段分别重组克隆进入ＰＬ启动子控制下的表达载体，构建了表达质粒ｐＢＬＢＭＰ２３和ｐＢＬＢＭＰ２４，分别转化... 详细信息

将编码人骨形成蛋白２Ａ（ＢＭＰ２Ａ）Ｃ端１７３个氨基酸（ＢＭＰ２３）和１３４个氨基酸（ＢＭＰ２４）的ＤＮＡ基因片段分别重组克隆进入ＰＬ启动子控制下的表达载体，构建了表达质粒ｐＢＬＢＭＰ２３和ｐＢＬＢＭＰ２４，分别转化大肠杆菌进行表达研究．ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析温敏诱导的表达菌，可以分别观察到分子量为２０ｋＤ和１５．５ｋＤ的高表达条带，与理论计算的分子量一致，表达量分别占细菌蛋白质总量的１０％和２０％左右。表达产物经包含体制备达到８０％以上纯度。Ｎ端序列测定的１５个氨基酸，与重组ｃＤＮＡ基因编码的序列相同．ＢＭＰ２３和ＢＭＰ２４包含体经复性处理后，得到二聚体分子蛋白质条带，与骨基质胶原重组后在大鼠体内测活，观察到ＢＭＰ２３诱导软骨细胞生成，ＢＭＰ２４刺激丰富的骨样胶原组织合成．

关键词：骨形成蛋白诱导成骨软骨细胞胶原组织

改进的线性自抗扰永磁同步电机转速控制器设计

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电子测量与仪器学报 2022年第4期36卷 73-81页

作者：卢志远柏受军江明徐印赟刘富春安徽工程大学高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室芜湖241000 安徽工程大学电气工程学院芜湖241000

基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection controller,LADRC)在永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)转速、电流复合控制中无法应对q轴电流突变和参数整定存在缺陷,提出一种改进的自抗扰控制器。首先,分析常规LADRC在转速、电流复合控制的设计方法,并对其核心参数进行剖析。其次,基于常规LADRC用最速控制综合函数(fhan)代替比例微分(the proportion of differential,PD)进行控制律设计,提高系统控制性能并优化参数配置方式;同时基于该函数特性,设计电流外环控制器,利用电流偏差反馈算法对q轴电流进行限幅控制,避免电流冲击过大损伤硬件。通过搭建实验平台测试,实验结果显示改进的LADRC能有效应对q轴电流冲击,同时具有与传统LADRC相当的抗扰能力,并且对扰动的瞬态响应时间缩短20 ms,表明改进的LADRC具有更高的安全性能和良好的抗扰能力。

关键词：永磁同步电机线性自抗扰控制复合控制转速控制电流限幅

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保水剂在路堑边坡水土防治的应用研究

公路 2023年第5期68卷 54-58页

作者：倪振强崔瑞福曹汝鼎任增成程跃广徐公印聊城大学建筑工程学院聊城市252000 山东三山公路工程监理咨询有限公司聊城市252000

保水剂是一种绿色环保的保水材料,目前研究集中在保水剂与土体相互作用的微观结构方面,对其力学特性方面研究较少。以掺保水剂土体为研究对象,利用保水率试验和直剪试验分别研究不同掺量和含水量土体的保水率和抗剪强度,探寻其保水性能... 详细信息

保水剂是一种绿色环保的保水材料,目前研究集中在保水剂与土体相互作用的微观结构方面,对其力学特性方面研究较少。以掺保水剂土体为研究对象,利用保水率试验和直剪试验分别研究不同掺量和含水量土体的保水率和抗剪强度,探寻其保水性能与抗剪强度变化之间的关系。通过分析表明:土体的保水率随保水剂掺量增加而增大,但超过一定掺量后,其增幅较小;土体掺入保水剂后,黏聚力增大,内摩擦角降低,有利于表层土的稳定;塑限是特殊的含水量,接近最优含水量,能使压实土形成最优结构。综合考虑保水性、经济性和抗剪强度,确定在掺量0.3%时形成最优结构。

关键词：公路边坡防护土壤改良保水剂保水率力学特性抗剪强度含水量

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遗精梦泄从心辨治5法

中医杂志 2004年第5期45卷 337-338页

作者：徐经印宁夏回族自治区同心县人民医院专家门诊同心县城长征东街13号751300

笔者根据中医学理论和多年的临床实践经验,摸索出遗精病从心论治的一些规律,总结出辨治5法,临床疗效较满意,现报告如下.

关键词：遗精从心辨治中医药疗法补益心脾摄精法清心滋肾填精法安神健脑秘精法宁心固肾涩精法

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胃下垂辨治5法

中医杂志 2002年第9期43卷 706-707页

作者：徐经印宁夏回族自治区同心县人民医院专家门诊同心县城长征东街13号751300

胃下垂是指站立时胃下缘达盆腔,胃小弯切角迹低于髂嵴连线而言。临证可见腹胀,且食后加重,平卧减轻,恶心,嗳气,纳差,上腹痛,便秘或腹泻等症。部分胃下垂患者伴有肝、肾、子宫下垂等病症。多以补中益气汤升阳为治,但此法易滞脾壅胃,特别... 详细信息

胃下垂是指站立时胃下缘达盆腔,胃小弯切角迹低于髂嵴连线而言。临证可见腹胀,且食后加重,平卧减轻,恶心,嗳气,纳差,上腹痛,便秘或腹泻等症。部分胃下垂患者伴有肝、肾、子宫下垂等病症。多以补中益气汤升阳为治,但此法易滞脾壅胃,特别是对胃下垂胃内滞留液较多,或有十二指肠壅滞症者,每见加重之弊。定法定方是从“虚”字着眼,主要强调了辨病。笔者临证时,根据患者不同体质,不同病情,运用辨证辨病相结合的原则,分法辨治,疗效显著,现简述如下。1 健脾益气,升阳举陷法本法适用于脾虚气陷型胃下垂者。脾胃气虚,清阳下陷,摄纳无力;升举无能,而见胃下垂,胃内无明显滞留液。伴肢倦乏力,不思饮食,食后腹胀,头晕气短,面色(白光)白,大便稀溏,甚或心悸,舌质淡、苔薄白,脉沉细。

关键词：胃下垂中医药疗法辨证论治

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分析论点品味意境 005

分析论点品味意境