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基于压电薄膜传感器的触觉类型识别方法研究

基于压电薄膜传感器的触觉类型识别方法研究

作者：李祺龙吉林大学

学位级别：硕士

机器触觉是机械设备与外界交互的一种重要感觉方式,研发高灵敏度的触觉传感器对提升自动化设备的触觉感知能力十分重要。触觉类型识别,即对物体的硬度、粘弹性、冷热和粗糙度等维度进行更加准确的感知,实现对触觉信息的高效获取,对于提... 详细信息

机器触觉是机械设备与外界交互的一种重要感觉方式,研发高灵敏度的触觉传感器对提升自动化设备的触觉感知能力十分重要。触觉类型识别,即对物体的硬度、粘弹性、冷热和粗糙度等维度进行更加准确的感知,实现对触觉信息的高效获取,对于提高工业生产力具有关键作用。聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride,PVDF)压电薄膜因其灵敏度高、柔韧性好等特性,成为构建高灵敏度触觉传感器的理想选择。本文基于压电薄膜设计了互锁凸点拱形结构触觉传感器,结合多级信号调理电路,使用准确率高和可解释性强的识别算法,完成了对多种触觉类型的讨论与分析。首先,本文总结了压电式和其他类型触觉传感器的技术进展,以及触觉类型算法的研究现状,包括神经网络、贝叶斯网络在类型识别中的应用。PVDF材料具有优异的压电和热释电性能,是触觉传感器的理想选择。本文基于仿生学原理,设计了一种具有互锁凸点拱形结构的PVDF压电薄膜触觉传感器,该结构模拟了人类皮肤的触觉敏感机制。不同结构的传感器对比测试显示,互锁凸点拱形结构传感器比普通拱形传感器具有更高的灵敏度。在硬件系统设计方面,本文提出的方案包括机械手选型、信号调理电路设计、电路小型化以及单片机系统设计。为了验证所设计触觉传感器的效果,本文设计了一系列的测试实验。通过对硬度、粘性、弹性、冷热、粗糙度五个触觉类型维度的实验分析,验证了本文所提出的传感器在多维触觉信息识别方面的有效性。在触觉识别算法研究方面,本文采用了反向传播(Back Propagation,BP)算法、基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)的BP算法(PSO-BP)以及K-依赖贝叶斯分类(K-Dependence Bayesian Classifier,KDB)算法,分别对采集到的触觉信号进行了深入的处理和分析。PSO-BP算法在预测性能上表现出色,在硬度维度的识别准确率高达94.5%,而KDB算法则通过贝叶斯网络拓扑图,提供了清晰的可解释性。综上所述,本文构建了高灵敏度的互锁凸点拱形结构触觉传感器,从算法性能、可解释性两个角度,研究了基于该传感器的触觉类型识别方法,为触觉传感器在智能感知等方面的应用提供技术支持。

关键词： PVDF压电薄膜触觉传感器触觉类型神经网络贝叶斯网络

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低碳视角下J公司冷链物流配送路径优化研究

低碳视角下J公司冷链物流配送路径优化研究

作者：李祺龙安徽理工大学

学位级别：硕士

为了减缓全球变暖的现象,我国提出了“碳中和”和“碳达峰”两个目标,以限制二氧化碳的排放。在冷链物流的配送环节中,会产生大量的碳排放,这与我国的“双碳”目标相悖,因此本文构建了低碳视角下的冷链物流配送路径优化模型,以期在降低... 详细信息

为了减缓全球变暖的现象,我国提出了“碳中和”和“碳达峰”两个目标,以限制二氧化碳的排放。在冷链物流的配送环节中,会产生大量的碳排放,这与我国的“双碳”目标相悖,因此本文构建了低碳视角下的冷链物流配送路径优化模型,以期在降低配送成本、提高客户满意度的同时,减少配送过程中的碳排放。本文的研究不仅能在一定程度上丰富低碳车辆路径问题的研究,更能为现实冷链物流公司实现配送成本降低和节能减排提供一定的帮助,具有重要的理论和现实意义。本文以国内外对低碳物流、冷链物流和冷链物流配送路径优化的现有研究成果为基础,围绕着J公司的冷链物流配送路径优化问题展开。首先,阐述了低碳物流、冷链物流、车辆路径优化和时间窗的相关理论,为研究提供理论支持。其次,对J公司的背景进行了介绍,分析了其在冷链物流配送路径规划时存在的问题,根据存在的问题,确定了本文所建模型的优化目标,并对配送过程中产生的成本进行了详细的分析,列出了固定成本、运输成本、制冷成本、货损成本、惩罚成本和碳排放成本的具体计算公式,其中碳排放成本通过碳税制度进行量化。然后,根据对配送成本的分析,在一定的假设情况下,构建了考虑客户满意度和碳排放的以配送总成本最小化为目标的冷链物流配送路径优化模型,并设计了自适应的遗传算法对其进行求解。最后,为了验证优化模型和自适应遗传算法的可行性,以J公司的实际配送数据为例,使用Python语言编写构建的优化模型和设计的自适应遗传算法的代码进行仿真优化,并对比了J公司原配送路径和优化后的配送路径在各方面的差异。对比的结果表明,经过优化后的配送路径与J公司原配送路径相比,配送的总成本更低,客户满意度更高,碳排放更少。在低碳视角下对冷流物流配送路径进行优化,不仅有助于降低配送总成本、提高客户满意度,也有助于减少配送过程中产生的碳排放。通过实证检验,本文构建的优化模型和设计的自适应遗传算法都具有可行性,因此本文的研究成果不仅可以应用到J公司,对于其他类似公司同样具有一定的参考价值。图12表14参57

关键词：低碳物流冷链物流车辆路径问题遗传算法

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置换的优势等价类及其性质

四川大学学报（自然科学版） 2009年第4期46卷 916-918页

作者：李祺龙洪绍方四川大学数学学院成都610064

置换是现代密码设计中常用的手段.对加密函数的输入和输出进行符合优势的分析是密码分析的基本方法.本文用优势分析的方法讨论了置换的有关性质.

关键词：置换符合优势正形置换

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浅析物流业对经济发展的影响——以临沂市为例

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中国商论 2022年第11期 70-72页

作者：李祺龙李晓安徽理工大学经济与管理学院安徽淮南232000 淮北矿业集团信湖煤矿安徽亳州236000

物流业被称为“第三利润源”,对经济的发展起着关键作用。为探究物流业对经济发展的影响,基于多元线性回归模型,本文以临沂市2009—2020年有关数据为研究对象,得出以下结论:临沂市物流业的发展对经济的发展起着正面的影响,物流业的发展... 详细信息

物流业被称为“第三利润源”,对经济的发展起着关键作用。为探究物流业对经济发展的影响,基于多元线性回归模型,本文以临沂市2009—2020年有关数据为研究对象,得出以下结论:临沂市物流业的发展对经济的发展起着正面的影响,物流业的发展可以有效拉动经济的增长。基于此,为确保临沂市经济的健康发展,本文提出一些物流业的发展建议,以供参考。

关键词：临沂市多元线性回归物流业经济发展发展建议

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“v型”时差法超声波流量计

大学物理实验 2023年第1期36卷 81-84,148页

作者：李祺龙孙豪莫仁杰白光富贵州大学大数据学院贵州贵阳550025 贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025 贵州大学物理学院贵州贵阳550025

超声波流量计不需要破坏管道的内部结构便可知道管道内部的液体流速,与其他流量计相比更优越。文章采用超声波“v型”时差法来测量管道内部液体的状况,利用多次脉冲法提高了测量精度,采用52单片机对流速和方向进行实时处理,测量结果能... 详细信息

超声波流量计不需要破坏管道的内部结构便可知道管道内部的液体流速,与其他流量计相比更优越。文章采用超声波“v型”时差法来测量管道内部液体的状况,利用多次脉冲法提高了测量精度,采用52单片机对流速和方向进行实时处理,测量结果能够实时显示。本装置在非侵扰流体流速测量方面具有一定的实用价值。

关键词：超声波 “v型”时差法多次脉冲法 52单片机

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技能培训对农村家庭非农收入的影响——基于中国西部4省7县1214户的调查数据分析

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西北农林科技大学学报(社会科学版) 2025年

作者：杨韵龙聂凤英顾蕊中国农业科学院农业信息研究所

基于微观农户调查数据,探讨技能培训对农村家庭非农收入的影响。研究表明,技能培训对样本家庭非农收入有显著的促进作用。女主人参与培训对家庭的非农收入增长有显著的正向影响,技能培训对于非脱贫的、西北地区的样本家庭也有显著的正... 详细信息

基于微观农户调查数据,探讨技能培训对农村家庭非农收入的影响。研究表明,技能培训对样本家庭非农收入有显著的促进作用。女主人参与培训对家庭的非农收入增长有显著的正向影响,技能培训对于非脱贫的、西北地区的样本家庭也有显著的正向影响。机制分析发现,技能培训主要通过促进就近就业来提高家庭的非农收入。基于此,提出加强西部地区农民技能培训、技能培训要坚持重点突出原则以及进一步优化农民就近就业服务等三方面建议。

关键词：技能培训农村家庭非农收入西部地区

促进实体经济和数字经济深度融合的机制与路径

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广东社会科学 2025年

作者：郭克莎杨倜龙华侨大学经济与金融学院

实体经济和数字经济深度融合（实数深度融合）是高质量发展的内在要求。我国数字化生态发生了转变、实体经济具有基础地位和作用、实体经济增强主动融入性、实数深度融合的范围和效应进一步扩大。数字经济的核心资源由实体经济产生，其... 详细信息

实体经济和数字经济深度融合（实数深度融合）是高质量发展的内在要求。我国数字化生态发生了转变、实体经济具有基础地位和作用、实体经济增强主动融入性、实数深度融合的范围和效应进一步扩大。数字经济的核心资源由实体经济产生，其发展空间和支撑均在于实体经济，并为实体经济发展带来机遇。然而，实数深度融合仍面临“过渡难题”“卡脖子”问题以及数据要素应用基础性和实数深度融合发展不平衡问题等现实挑战。应完善促进实数深度融合的顶层设计，加大对中小微实体企业数字化转型的支持，发挥新型制度优势加强关键核心数字技术攻关，统筹协调数字平台企业创新与垄断的关系，加强对数据基础问题的理论研究和制度建设。

关键词：实体经济数字经济深度融合机制和路径

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基于LSTM的惯性里程计定位方法研究

控制与决策 2025年第1期40卷 95-102页

作者：邹苏郦孙林祥刘宇惠晓龙北京理工大学自动化学院中国科学院自动化研究所

为解决水下非结构化环境给水下精准定位带来的问题,提出一种基于LSTM的惯性里程计定位方法用于水下作业机器人的定位.该网络在训练阶段,首先通过模拟噪声模型,在IMU的加速度和角速度数据中增添高斯白噪声实现数据增强,使用ResNet18提取... 详细信息

为解决水下非结构化环境给水下精准定位带来的问题,提出一种基于LSTM的惯性里程计定位方法用于水下作业机器人的定位.该网络在训练阶段,首先通过模拟噪声模型,在IMU的加速度和角速度数据中增添高斯白噪声实现数据增强,使用ResNet18提取机器人运动特征;然后在网络的输入空间引入IMU的采样时间加强鲁棒性,并使用三通道LSTM将提取的特征映射到高维空间进行特征融合;最后使用全连接层预测机器人的相对位移和旋转.在训练过程中,采取相对损失函数和绝对损失函数相结合的方式确保网络在短期和长期的定位精度,并进行多次数据集和水池实验以验证方法的有效性.实验结果表明,该方法在大多数场景下都具有较好的定位性能,有着较强的鲁棒性.

关键词：水下作业机器人定位技术惯性里程计数据增强长短期记忆网络混合损失函数

考虑土壤水热变化的冻土活动层厚度反演模型构建及应用

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地球信息科学学报 2025年

作者：张德龙魏冠军兰州交通大学测绘与地理信息学院地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心甘肃省地理国情监测工程实验室

【目的】干涉合成孔径雷达测量(InSAR)技术近年来被广泛用于反演活动层厚度（ALT），然而现有研究较少考虑冻融对地表形变和土壤孔隙水热变化的影响，因此，本文构建了考虑土壤水热变化的ALT反演模型。【方法】使用InSAR技术和CNNBiLSTM... 详细信息

【目的】干涉合成孔径雷达测量(InSAR)技术近年来被广泛用于反演活动层厚度（ALT），然而现有研究较少考虑冻融对地表形变和土壤孔隙水热变化的影响，因此，本文构建了考虑土壤水热变化的ALT反演模型。【方法】使用InSAR技术和CNNBiLSTM-AM模型得到地表参数，顾及冻融驱动下活动层的变形和土壤孔隙及水分的变化构建了活动层厚度反演模型。首先，通过SBAS-InSAR技术提取研究区垂直向地表形变。然后，构建CNN-BiLSTM-AM模型，使用卷积神经网络（Convolutional Neural Networks, CNN）对多源遥感数据特征提取，采用双向长短期记忆网络（Bi-directional Long Short-term Memory,BiLSTM）对提取特征进行预测，添加多头自注意力层（Attention Mechanism, AM）提高模型对关键信息的提取，得到多特征约束下的土壤含水量预测值。最后，以垂直向地表形变作为表征活动层的主要参数，构建基于土壤孔隙比和土壤含水量的活动层厚度反演模型，得到兰新高铁冻土区活动层厚度的时空分布。【结果】模型估计值与俄博岭实测数据验证的RMSE为0.065m，与2018—2020年青藏高原活动层变化数据验证的RMSE分别为0.697、0.639和0.776 m，结果表明模型具有较高的精度。【结论】本文方法为监测多年冻土区活动层厚度提供了新的思路。

关键词：多年冻土区活动层厚度 InSAR 深度学习土壤孔隙比土壤含水量 CNN-BiLSTM-AM 兰新高铁