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室内多房间环境下移动机器人路径规划算法优化研究

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室内多房间环境下移动机器人路径规划算法优化研究

作者：宋卫猛重庆理工大学

学位级别：硕士

随着我国机器人产业的发展,移动机器人在多种环境下扮演着重要的角色,室内多房间环境是移动机器人较为常见的工作环境,该环境主要由多个相互独立且通过走廊相连的房间组成,具有面积大、障碍物复杂的特点,导致移动机器人路径规划存在着... 详细信息

随着我国机器人产业的发展,移动机器人在多种环境下扮演着重要的角色,室内多房间环境是移动机器人较为常见的工作环境,该环境主要由多个相互独立且通过走廊相连的房间组成,具有面积大、障碍物复杂的特点,导致移动机器人路径规划存在着规划效率低、转折点数量多、动态避障效果差等问题。本文针对在室内多房间环境下移动机器人路径规划面临的问题,以常用的A*算法为基础,对A*算法进行改进并与动态窗口算法进行融合,提高了规划效率和动态避障效果,减少了转折点数量,使移动机器人在室内多房间环境下既可以快速稳定的移动又可以躲避突然出现的障碍物。对于提升移动机器人复杂场景下动态避障能力,拓展其使用范围,具有十分重要的理论意义和工程应用价值。具体研究内容如下:(1)提出了一种基于自适应启发函数和逆向寻优策略的改进A*算法。本文针对室内多房间环境下移动机器人路径规划存在规划效率低和转折点数量多的问题,以室内环境下移动机器人常用的A*算法为基础,对其进行改进。增加自适应权重系数、引入父节点影响力和筛选搜索方向,共同提高规划效率;采用逆向寻优策略,在已生成路径的基础上进一步优化,减少转折点数量。在室内多房间环境下设置了五组仿真实验,实验结果表明,改进A*算法在室内多房间环境下规划所需时间更短,规划路径转折点数量更少。(2)将改进A*算法与动态窗口法进行了融合。虽然在室内多房间环境下改进A*算法规划所需时间更短,转折点数量更少,但在紧急情况时无法做出有效的实时避障,而进行局部路径规划常用的动态窗口算法缺乏全局导向,难以根据全局地图信息规划出一条最优路径,在室内多房间环境下极易陷入局部最优。本文针对上述两种类型的路径规划算法的缺点,结合改进A*算法和动态窗口算法的优点进行融合。在室内多房间环境下设置了两组仿真实验进行验证,实验结果表明,融合算法既弥补了动态窗口算法在室内多房间环境下极易陷入局部最优的不足,又解决了动态环境下改进A*算法动态避障能力较差的问题,动态避障效果表现较好。(3)在真实的室内多房间环境下设置了两组实物实验进行验证。搭建了基于Linux的ROS开发环境,将改进A*算法和融合算法应用到实际机器人系统中,使用SLAM算法在真实世界中构建室内多房间环境地图。使用这两种算法为机器人进行路径规划实物实验,实验结果表明,在真实的室内多房间环境下,使用改进A*算法的移动机器人所规划的路径在规划效率和转折点数量方面的优越性同样显著,使用融合算法的移动机器人从起始点运动到目标点所用的时间更短,动态避障效果表现较好,可以快速、稳定、安全的进行运动。

关键词：移动机器人路径规划算法算法融合室内多房间环境

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中国祁连山山脉微孢衣科地衣的分类学研究

中国祁连山山脉微孢衣科地衣的分类学研究

作者：张彦猛山东师范大学

学位级别：硕士

微孢衣科(Acarosporaceae)地衣隶属于微孢衣目(Acarosporales),茶渍纲(Lecanoromycetes),子囊菌门(Ascomycota),真菌界(Fungi)。该科在形态学上的主要分类特征为:地衣体壳状至鳞叶状,少数种为脐叶状;上表面黑色、褐色、黑褐色、黄色、... 详细信息

微孢衣科(Acarosporaceae)地衣隶属于微孢衣目(Acarosporales),茶渍纲(Lecanoromycetes),子囊菌门(Ascomycota),真菌界(Fungi)。该科在形态学上的主要分类特征为:地衣体壳状至鳞叶状,少数种为脐叶状;上表面黑色、褐色、黑褐色、黄色、白色或灰色(灰色多因被粉霜的缘故);基物多为岩石,其次是土壤,偶见在树皮等其他基物上;光合共生物为球形绿藻;子囊果埋生或贴生,多为子囊盘型(网衣型、茶渍型或平茶渍型),极少数为子囊壳型;盘面平整或具脐状凸起;子实层有真淀粉质或半淀粉质分布,侧丝有或无分支,粘合或松散;子囊内含多孢(通常多于100个孢子),子囊顶器为Acarospora-type、Lecanora-type或Pleopsidium-type;子囊孢子较小、透明无色、单胞无隔、球形至椭球形;分生孢子果为分生孢子器型,埋生;分生孢子针状、杆状、亚球形至椭球形,不分隔,透明无色。其中,子囊多孢,通常为100个以上,是该科最主要的分类特征。本研究对近两年采自祁连山山脉的标本和保存于山东师范大学植物标本室(SDNU)、中国科学院微生物研究所菌物标本馆(HMAS-L)、中国科学院昆明植物研究所隐花植物标本馆(KUN)的采自该地区的微孢衣科地衣标本约400份进行研究。利用传统分类学和现代分子生物学相结合的方法,探究祁连山山脉微孢衣科地衣的物种组成、属种间划分依据、表型与基因型特征等,为建立更趋合理自然的分类系统提供基础数据支持。主要研究结果如下:1.首次对中国祁连山山脉微孢衣科地衣的物种组成及分布情况进行全面、系统地研究,对该科物种的形态和解剖特征进行观察、拍照记录与分析,按照数字标本馆的形式进行详细描述,提供了微孢衣科的分种检索表。2.首次全面、系统地对祁连山山脉微孢衣科地衣进行表型与基因型相结合的研究,通过多个基因位点(ITS、nu LSU、mt SSU)联合分析,选用贝叶斯推论法和最大似然法对祁连山山脉微孢衣科地衣物种进行系统发育研究。共鉴定出祁连山山脉微孢衣科4属23种:Acarospora 17种、Glypholecia 2种、Pleopsidium 1种、Sarcogyne 3种。其中,发现并描述新种2个:Acarospora sp.1、Acarospora sp.2;中国新记录种2个:***、***;祁连山新记录种13个:***、***、***、***、***、***、***、***、***、***、***、***、***。截至目前,祁连山山脉微孢衣科物种共34种。表型与基因型联合分析结论如下:***等人(2015)发现子囊盘内有无藻类分布以及子囊盘是否碳化已经不能作为划分Acarospora和Polysporina的重要依据。因为他们发现Polysporina的物种中存在子囊盘内有藻且不碳化的过渡态,从而提出将Polysporina并入Acarospora,目前这一观点已被广泛接受。本研究通过表型分析发现***(原为Polysporina arenacea)也存在子囊盘内有藻类分布的过渡态,结合基因型研究,进一步支持了Westberg等人的观点。***的模式种***所在的分支嵌套在Acarospora中,根据系统发育分析结果,Glypholecia应并入Acarospora中,但是由于其形态学特征与Acarospora物种有明显的区别,并且世界范围内该属的物种数量较少(仅报道2种),不足以探讨该属的分类地位,后期随着物种和序列的增加,将进一步明确该属在微孢衣科中的分类地位。3.在系统发育树中,Acarospora的部分物种(***,***)和Sarcogyne的物种聚集形成一个单独的分支,但是该分支的支持度较低,这与Westberg(2015)的研究结果一致。通过表型研究发现,虽然这些物种通过TLC法都未检测到化学物质,但因其形态、解剖特征差异十分明显,且该分支支持度较低,就目前获得的序列不足以将其进行准确评定,后期需继续丰富该类群的序列,进一步探讨其分类学地位。

关键词：地衣型真菌微孢衣科分子系统学分类学

考虑移动式储能的综合能源系统冰灾后抢修与调度协同优化

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电力自动化设备 2024年第1期44卷 10-16,56页

作者：孙亮孙萌萌赵海猛孙艳学东北电力大学电气工程学院吉林吉林132000 国网东北分部绿源水力发电公司云峰发电厂吉林通化134299

冰灾易造成大规模停电事故,此时综合能源系统中的热电耦合设备可协调电出力和热出力,降低损失。根据典型的气象数据模拟冰灾故障场景,建立除冰抢修、综合能源系统与移动式储能系统双层协同优化调度模型,以减少冰灾带来的不利影响。上层... 详细信息

冰灾易造成大规模停电事故,此时综合能源系统中的热电耦合设备可协调电出力和热出力,降低损失。根据典型的气象数据模拟冰灾故障场景,建立除冰抢修、综合能源系统与移动式储能系统双层协同优化调度模型,以减少冰灾带来的不利影响。上层优化模型为保障综合能源系统的电网快速恢复供电的除冰抢修调度模型,下层优化模型为综合能源系统与移动式储能系统调度模型,上层的各故障线路除冰抢修进度与下层的各节点实时切负荷情况相互传递、交互优化,保障在短时间内抢修更多的故障线路的同时恢复更多的用电负荷,并充分利用热电联产机组灵活的热电比以优化综合能源系统调度,有效减少系统整体经济损失。另外,下层优化模型依据故障后综合能源系统的切负荷情况调度移动式储能系统,进一步减少系统切负荷损失,同时可提高综合能源系统韧性。通过算例仿真验证所提方法的有效性。

关键词：冰灾除冰抢修综合能源系统移动式储能系统协同优化

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一种基于IOT的智能电子围栏设计

兵工自动化 2024年第3期43卷 67-71页

作者：朱志猛中关村硬创空间集团有限公司北京100089

针对电子围栏系统安全、经济和检测精度需求,提出一种智能电子围栏监控方案。设计电子围栏系统功能结构、系统架构,并在此基础上设计软硬件组成方案;提出电子围栏回波信号的预处理、特征提取和侵入行为检测模型;以某公司提供的电子围栏... 详细信息

针对电子围栏系统安全、经济和检测精度需求,提出一种智能电子围栏监控方案。设计电子围栏系统功能结构、系统架构,并在此基础上设计软硬件组成方案;提出电子围栏回波信号的预处理、特征提取和侵入行为检测模型;以某公司提供的电子围栏数据为基础,验证所提方案有效性。结果表明:该特征提取模型能够有效提取信号特征,提升分类性能,回波检测模型分类准确率为89.3%;该方案为电子围栏系统安全管理及稳定运行提供了一定借鉴。

关键词：电子围栏物联网回波信号预处理特征提取

重载列车作用下UHPC框架桥的力学特性及疲劳性能研究

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重载列车作用下UHPC框架桥的力学特性及疲劳性能研究

作者：张建猛北方工业大学

学位级别：硕士

在交通量日益增加的背景下,框架桥实现了公路和铁路的分离,缓解了交通压力,提高了通行效率。但传统框架桥结构存在自重大,施工难度高的缺点,考虑到超高性能混凝土(UHPC)作为一种新型材料具有强度高、耐久性优异的特点,本文依托实际工程,... 详细信息

在交通量日益增加的背景下,框架桥实现了公路和铁路的分离,缓解了交通压力,提高了通行效率。但传统框架桥结构存在自重大,施工难度高的缺点,考虑到超高性能混凝土(UHPC)作为一种新型材料具有强度高、耐久性优异的特点,本文依托实际工程,将UHPC应用到框架桥结构中,对比分析了普通框架桥和UHPC框架桥在静力学特性、动力响应方面的差异性,以及UHPC框架桥的疲劳性能。具体研究结论如下:(1)基于平截面假定,分析了框架桥结构的平面变形理论和本构关系;并做了U120混凝土弹性模量试验,测得其弹性模量为47.93GPa,分析采用了Carreira和Chu提出的基于PC曲线适合于含钢纤维的UHPC受压应力-应变的本构修正数学公式。(2)成桥阶段普通框架桥与UHPC框架桥的变形与应力的发展规律类似,后者位移与弯矩值略大;在运营阶段重-列车荷载作用下,UHPC框架桥的应力云图与普通框架桥类似,应力分布从桥体两端向跨中递减,由跨中向桥体中部即中墙顶端递增,整体呈现出对称分布的特点;传统框架桥最大弯矩(顶板4621k N·m,底板3331k N·m),最大位移为27mm,超过规范规定限值,发生承载力不足破坏;UHPC框架桥虽然最大弯矩(顶板跨中2622.3k N·m,底板2917k N·m)小于普通框架桥,最大变形仅为2.69mm,呈现出较好的力学性能,满足承载力要求,符合规范规定。框架桥有限元模拟位移值与现场检测数据最大误差为14.47%,在规范允许的15%的范围内。(3)采用Ritz向量法计算出UHPC框架桥主要振型、周期和频率,选取天然与人工地震波,利用非线性时程分析法,计算UHPC框架桥的动力响应,研究表明:UHPC框架桥的变形较小,整体刚度大于普通框架桥,在罕遇地震作用下UHPC框架桥的顶、底板位移值较普通框架桥分别减小10.26%和8.09%;UHPC框架桥比普通框架桥,总体耗能增加了15%,良好的阻尼耗能能够显著减少地震力对结构造成的破坏,提高结构的安全性和可靠性。(4)结合线性损伤Miner准则,并根据静力分析结果中框架桥受力最不利位置确定为疲劳细节关注点A、B和C,得到列车循环荷载下的应力时程曲线与应力幅,预测关注点和UHPC框架桥的使用寿命为92.1年;分析了24小时交通量增加、列车速度和列车增重三个维度下UHPC框架桥的疲劳寿命的变化规律与累积疲劳损伤趋势,研究表明其疲劳寿命随着交通量的增加而减少,总体呈现逆相关性。

关键词：框架桥超高性能混凝土力学特性疲劳性能

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合肥南动车所车底入所作业分析及优化

中国铁路 2024年第5期 131-135页

作者：刘德猛中国铁路上海局集团有限公司调度所上海200431

随着我国高速铁路事业的不断发展,高速铁路路网规模及投入运用的动车组车底数量越来越多,各动车所运输组织任务逐渐加大。由于动车组车底运用不断增加,合肥南动车所内的运输组织作业出现困难,影响出入所效率。针对该情况,从现行站场、... 详细信息

随着我国高速铁路事业的不断发展,高速铁路路网规模及投入运用的动车组车底数量越来越多,各动车所运输组织任务逐渐加大。由于动车组车底运用不断增加,合肥南动车所内的运输组织作业出现困难,影响出入所效率。针对该情况,从现行站场、运用方式、人员架构等方面,对存在问题进行分析,提出车务、机务、车辆一体化运输组织的具体可行性建议,并给出近期及远期优化措施,提升了动车组车底运用效率,维护了合肥南站日常运输生产秩序,为相关动车所优化提供了参考依据。

关键词：高速铁路动车所动车组运用运输组织作业分析

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社会关系中的主体叙述

江汉论坛 2024年第2期 127-135页

作者：李钧鹏王东猛湖北省社会发展与社会政策研究中心湖北武汉430079

个人与社会的关系是社会学研究的基本问题。重回经典社会学理论传统,剖析马克思、涂尔干、韦伯和福柯等人的经典著述,可以发现社会学家在处理社会学基本问题时,通常侧重从社会关系的某一理论维度出发,并以现实为参照来考察主体的构型。... 详细信息

个人与社会的关系是社会学研究的基本问题。重回经典社会学理论传统,剖析马克思、涂尔干、韦伯和福柯等人的经典著述,可以发现社会学家在处理社会学基本问题时,通常侧重从社会关系的某一理论维度出发,并以现实为参照来考察主体的构型。社会学理论传统中存在四种重要且明晰的主体叙述方式:马克思将主体置于生产关系中,涂尔干将主体置于道德关系中,韦伯将主体置于理性关系中,福柯将主体置于权力关系中。四位社会学理论大师叙述主体的方式,彰显了经典社会学理论的解释魅力,给我们留下了巨大的理论想象空间。

关键词：社会关系主体叙述生产关系道德关系理性关系权力关系

研究腹腔镜胆总管切开取石术一期缝合在老年胆总管结石患者中的临床应用价值

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当代医药论丛 2024年第12期22卷 60-62页

作者：孙龙凤王志超戴猛张建国航空总医院消化病中心消化外科北京100012

目的:评估腹腔镜胆总管切开取石术一期缝合(LCPC)在老年胆总管结石患者中的作用效果。方法:抽取航空总医院在2020年1月至2024年1月收治的60例老年胆总管结石患者作为此次试验对象,按照随机法将其分为两组(对照组和研究组),每组30例。对... 详细信息

目的:评估腹腔镜胆总管切开取石术一期缝合(LCPC)在老年胆总管结石患者中的作用效果。方法:抽取航空总医院在2020年1月至2024年1月收治的60例老年胆总管结石患者作为此次试验对象,按照随机法将其分为两组(对照组和研究组),每组30例。对照组行开腹手术治疗,研究组行LCPC治疗,比较疗效。结果:治疗后,研究组总有效率为96.67%,高于对照组的80%,差异有统计学意义(P<0.05)。对照组并发症发生率为26.67%,高于研究组的6.67%(P<0.05)。在术中出血量等手术指标上,研究组较对照组更优(P<0.05)。研究组术后各阶段的VAS评分较对照组低(P<0.05)。结论:老年胆总管结石患者进行LCPC治疗,能够减轻术后疼痛程度,降低术后并发症发生率,改善各项手术指标,提高手术治疗效果,值得在临床上推广。

关键词： LCPC 老年胆总管结石并发症

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流场波系引导的三维消波翼优化设计方法

航空学报 2024年第6期45卷 183-197页

作者：戴今钊陈海昕清华大学航天航空学院北京100084

为提升高超声速飞行器的升阻比,一种重要设计思想是让飞行器各组件的激波、膨胀波产生有利的相互作用,获得增升、减阻的效果。基于上述设计思想的高升阻比构型通常根据无黏二维/轴对称流场的激波-膨胀波关系设计。由于三维效应与空气黏... 详细信息

为提升高超声速飞行器的升阻比,一种重要设计思想是让飞行器各组件的激波、膨胀波产生有利的相互作用,获得增升、减阻的效果。基于上述设计思想的高升阻比构型通常根据无黏二维/轴对称流场的激波-膨胀波关系设计。由于三维效应与空气黏性的影响,其实际性能相比理想设计性能往往存在较明显的退化。针对上述问题,提出流场波系引导的优化设计方法。不同于以气动性能指标为目标的传统优化方法,该方法以设计流场的波系形态为目标引导几何参数的优化方向。设计方法在一种主翼、上翼产生有利干扰的三维消波翼的设计中得到应用验证。通过将优化构型的流场、气动性能与根据二维无黏方法设计的初始构型对比,证明了优化设计方法的有效性。通过与菱形翼对比,验证了消波翼在设计工况下相比于常规构型的升阻比优势。

关键词：优化设计消波高超声速高升阻比气动布局