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面向交通监测的轻量化网络嵌入式机器视觉系统研究与实现

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面向交通监测的轻量化网络嵌入式机器视觉系统研究与实现

作者：荆传礼齐鲁工业大学

学位级别：硕士

随着交通状况的日益复杂,传统嵌入式交通监测系统不足以解决交通所面临的一系列问题。在该系统中融合深度学习算法是一种较好的解决方式,该方式使得嵌入式交通设备能够更加灵活地应对各种应用场景。但由于传统网络与设备两者应用性的综... 详细信息

随着交通状况的日益复杂,传统嵌入式交通监测系统不足以解决交通所面临的一系列问题。在该系统中融合深度学习算法是一种较好的解决方式,该方式使得嵌入式交通设备能够更加灵活地应对各种应用场景。但由于传统网络与设备两者应用性的综合作用下导致该方式存在多项缺陷,存在融合性差、实际应用效率低等一系列问题,间接导致该类系统无法与交通系统的小型化、智能化趋势相匹配。针对此问题,本文从面向交通监测的轻量化嵌入式机器视觉系统出发,分别针对系统整体硬件设计、网络轻量化处理方式以及算法部署与实现等方面做了细致的研究,提出了一些解决网络与设备之间融合性差异的具体措施,并根据实际应用状况进行相关测试并取得较好的效果,从而提高了交通监测系统的智能化水平。本论文的主要研究内容如下:(1)系统硬件设计:从面向交通监测轻量化网络嵌入式系统角度出发,针对传统交通监测设备体积大、成本高问题,结合现有RV1126核心板设计出一种适用于交通监测系统的“底板”,将RV1126核心板部署于底板之上形成组合板,扩展其功能及接口。设计包括:RV1126核心板接口设计、电源及其稳压模块设计、通讯模块设计、数据采集模块设计、时钟模块、USB及存储单元模块设计及网口设计等。并根据每个设计模块功能不同进行差异化测试,保证系统的功能稳定性。(2)轻量化网络处理:针对传统网络所需计算资源大、模型体积大且不适用于小型嵌入式设备端等问题,使用传统YOLO类网络,结合传统轻量化处理方式,提出两种轻量化网络处理技术,在尽量不降低精度的情况下提升网络在“组合板”设备上的应用性,主要通过稀疏化结合通道剪枝的方式实现。经改进的轻量化网络具有以下优点:低计算资源需求、小模型体积、快速推理速度、低功耗设计及适应移动端应用等。(3)系统设计方面:设计实现一种“面向交通监测的轻量化嵌入式机器视觉系统”。结合前两项研究内容,将两者进行结合后设计系统平台对数据进行可视化处理,得出完整的面向交通监测的轻量化嵌入式机器视觉系统,解决事故频发问题,降低事故率。具体实现步骤:根据交通监测的要求,对车辆行人数据集利用经过处理后的轻量化网络进行训练,得到轻量化模型;对该模型部署方式进行研究,将模型部署在“核心板+底板”设备上;利用数据传输模块将数据上传至系统平台进行可视化处理;最后对数据进行分析从而验证系统的稳定性。最后阶段对交通监测系统进行多维度测试。根据系统硬件的测试结果证明组合板足以对系统的各项功能进行支撑,体积显著缩小且功耗降低20%左右;网络方面测试结果显示经剪枝后的网络各方面性能显著提高,其中具有代表性的YOLOv4模型剪枝测试阶段,轻量化模型的检测帧率与初始模型帧率相比普遍提升6至8帧,AP可达45.3%,平均提升2%至3%,由此证明在不损失精度的前提下网络是能够应用于小型嵌入式设备的。综上,经过多维度分析,认定自主设计“底板”与轻量化网络处理结合方法可以解决两者之间融合差异所带来的问题,并能够解决现有类似交通系统存在的多方面缺陷。

关键词：深度学习机器视觉轻量化网络嵌入式系统

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氨气掺混甲醇的层流燃烧速度模拟研究

内燃机学报 2024年第3期42卷 226-235页

作者：徐昊王静戴礼明何志霞王谦江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013 陆军军事交通学院镇江校区江苏镇江212003 江苏大学能源研究院江苏镇江212013

通过数值模拟的手段研究了氨气/甲醇混合气的燃烧特征,甲醇对氨气的层流燃烧速度有着显著的促进作用.选取了文献中报道的6种机理,验证了其准确性,以此为基础开发一个简化且可靠的针对氨气/甲醇混合气燃烧的化学反应机理,该机理能够准确... 详细信息

通过数值模拟的手段研究了氨气/甲醇混合气的燃烧特征,甲醇对氨气的层流燃烧速度有着显著的促进作用.选取了文献中报道的6种机理,验证了其准确性,以此为基础开发一个简化且可靠的针对氨气/甲醇混合气燃烧的化学反应机理,该机理能够准确地预测常温条件下氨/甲醇混合气的层流燃烧速度.基于新机理对氨/甲醇混合物燃烧的反应路径分析表明,甲醇不直接参与氨氧化,而是甲醇氧化产生的甲基自由基促进了氨的脱氢.NO_(x)排放分析表明,添加60%甲醇时混合气的NO_(x)排放最高.研究通过产率分析确定了控制NO_(x)的产生和消耗的最重要的反应.

关键词：氨气与甲醇混合气层流燃烧速度数值计算化学反应动力学分析

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基于柔性光波导的水下本体感知软体执行器

机器人 2024年第2期46卷 129-138页

作者：莫礼燕张道辉傅昕赵新刚中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳100169 中国科学院大学北京100049

水下软体执行器在水下生物采样、文物打捞等作业任务中发挥着重要作用,但其本体感知能力不足。传统的水下感知模块存在易受环境温度影响、抗干扰能力弱、体积大和硬度大等缺点,不适用于软体执行器。为了解决这个问题,本文基于一种对温... 详细信息

水下软体执行器在水下生物采样、文物打捞等作业任务中发挥着重要作用,但其本体感知能力不足。传统的水下感知模块存在易受环境温度影响、抗干扰能力弱、体积大和硬度大等缺点,不适用于软体执行器。为了解决这个问题,本文基于一种对温度和电磁干扰不敏感、响应速度较快、线性度较高的柔性光波导传感器来实现一种波纹管结构软体执行器的本体感知功能。首先,在实验室浅水环境中测试了软体执行器检测物体基本物理属性(表面纹理和硬度)的能力;其次,在实验室模拟静水高压环境中(0~30MPa)初步验证该软体执行器在水下3000m典型作业场景应用的可行性。实验结果证明:在浅水环境中,软体执行器可在驱动压力40kPa下感知幅值为1mm的锯齿波纹表面;当驱动压力大于30kPa时,软体执行器可以明显辨别出本体弯曲状态以及3种不同硬度的物体;在静水压0~30MPa下,柔性光波导传感器可以很好地表征软体执行器的不同弯曲状态;当水压增大时,传感器的迟滞性增大,灵敏度降低。以上实验结果表明基于柔性光波导的本体感知软体执行器具备水下原位感知的功能,且在等效水下3000m作业范围内仍具有较好的感知性能。

关键词：柔性光波导传感器柔性传感器本体感知软体执行器水下软体机器人原位感知

新疆西准噶尔造山带北部晚石炭世I型花岗岩的岩石地球化学和锆石Hf- O同位素特征:对其岩石成因与构造过程的启示

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地质学报 2024年第4期98卷 1146-1163页

作者：张蕊尹继元邱亮陶再礼杨帆陈文自然资源部深地科学与探测技术实验室自然资源部同位素地质重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质大学地球科学与资源学院北京100083

新疆西准噶尔造山带发育大量的晚古生代侵入岩,但它们的岩浆源区和形成的构造背景仍然存在较大争议。本文对西准噶尔造山带北部阿尔加提山石英二长岩进行了详细的岩石学、地球化学、锆石Hf-O同位素研究,旨在揭示其岩石成因和构造背景,... 详细信息

新疆西准噶尔造山带发育大量的晚古生代侵入岩,但它们的岩浆源区和形成的构造背景仍然存在较大争议。本文对西准噶尔造山带北部阿尔加提山石英二长岩进行了详细的岩石学、地球化学、锆石Hf-O同位素研究,旨在揭示其岩石成因和构造背景,探讨其与地壳生长的关系。两件样品的锆石U-Pb定年结果分别为301.8±1.4 Ma和303.7±3.1 Ma,形成于晚石炭世。阿尔加提山石英二长岩样品含有角闪石,高硅(SiO_(2)=67.8%~68.9%)、富碱(K_(2)O+Na_(2)O=9.36%~9.89%)、具有低的铝饱和指数(A/CNK=0.96~1.00),伴有低的Ga/Al值(2.27~2.34),Rb/Sr值(0.35~0.50),显示出I型花岗岩的特征。同时,这些样品均富集大离子亲石元素和轻稀土,亏损高场强元素(如Nb、Ta和Ti等),和负的Eu异常(δEu=0.72~0.85),类似于典型俯冲相关的岛弧岩浆特征。这些I型花岗岩具有高的、正的锆石ε_(Hf)(t)值(+11.2~+14.5)和年轻的二阶段Hf模式年龄(t_(DM2)=604~392 Ma),以及比地幔值略高的锆石δ^(18)O值(5.73‰~6.51‰)和高的锆石饱和封闭温度(T_(zr)=854~895℃),可能是新生下地壳在高温背景下部分熔融的产物。结合前人在西准噶尔造山带北部发现的晚石炭世早二叠世A1和A2型花岗岩和埃达克质岩墙,本文认为这些高温岩石组合的形成可能与晚石炭世的洋中脊俯冲及其相关板片窗作用有关。在洋脊俯冲背景下,软流圈地幔上涌加热新生下地壳,促使其发生部分熔融形成I和A_(1)和A_(2)型花岗岩。西准噶尔造山带大多数下地壳主要形成于早古生代,表明该地区在显生宙发生了显著的地壳增长。

关键词：西准噶尔造山带 I型花岗岩晚石炭世洋脊俯冲 Hf-O同位素

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GPCR二聚体结构及功能

生物化学与生物物理进展 2024年

作者：李传宝黎晨卉薛礼昆明理工大学医学院上海交通大学医学院附属瑞金医院神经外科泌乳素诊治中心华东理工大学生物工程学院

G蛋白偶联受体（G-protein coupled receptor，GPCR）是最广泛表达的膜蛋白家族之一，其可接收胞外信号刺激通过自身构象变化激活胞内G蛋白等一系列信号通路，参与众多生理调节过程，具有重要的功能，因此其也是重要的药物靶点。GPCR二... 详细信息

G蛋白偶联受体（G-protein coupled receptor，GPCR）是最广泛表达的膜蛋白家族之一，其可接收胞外信号刺激通过自身构象变化激活胞内G蛋白等一系列信号通路，参与众多生理调节过程，具有重要的功能，因此其也是重要的药物靶点。GPCR二聚化是调控其功能的重要形式之一，靶向GPCR二聚体开发药物是药物研发的一个新方向。越来越多的研究报道了GPCR二聚化及其结构与功能调控的机制，本文综述了GPCR二聚体结构及功能的研究进展，这为了解GPCR的二聚体的发现、二聚化方式、功能调控机制，及进一步靶向GPCR二聚体药物开发提供了研究基础。

关键词： G蛋白偶联受体二聚体 GPCR二聚体结构 GPCR二聚体功能

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当代俄罗斯产业园区发展与再城镇化互动研究

国际城市规划 2024年

作者：王乙喆王兴平杨庆礼东南大学建筑学院

当代俄罗斯将产业园区建设作为推动国家“再工业化”以实现国家复兴的重要战略。经多年发展，俄罗斯已形成相对完整的产业园区体系，与城镇体系共同演进至新阶段。产业园区与再城镇化的互动正推动着俄罗斯经济社会的深刻变革。在宏观现... 详细信息

当代俄罗斯将产业园区建设作为推动国家“再工业化”以实现国家复兴的重要战略。经多年发展，俄罗斯已形成相对完整的产业园区体系，与城镇体系共同演进至新阶段。产业园区与再城镇化的互动正推动着俄罗斯经济社会的深刻变革。在宏观现象层面，第一，产业园区发展推动俄罗斯“再城镇化”，体现在：（1）园区遏制了城镇化停滞甚至倒退的现象，推动全国城镇化率小幅提升；（2）园区推动了全域城镇化格局的重构，城镇化出现明显的“极化”。第二，产业园区发展高度依赖当前城镇体系的支撑，表现在：（1）城镇社会性公共服务设施支撑是园区发展的基础；（2）城镇原工业基础设施支撑是园区发展的重要优势。在微观机制层面，本研究选择阿拉布加园区与叶拉布加市的空间互动作为案例。园城互动自苏联时期至今经历了三个阶段，包括单向互动时期、混乱互动时期和有序互动时期。研究发现城市规划在俄罗斯当前的园城空间互动中发挥骨干作用。总体而言，相比于苏联由“产”至“城”的单向互动特征，当代俄罗斯“产”与“城”表现出更强的双向互动特征，是苏联时期产城互动的延续与超越，正在塑造俄罗斯面向未来发展的新的生产力布局和城镇空间。

关键词：俄罗斯产业园区再城镇化互动现象机制

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转炉车间火灾风险评估方法的改进及应用

安全与环境学报 2024年第2期24卷 432-439页

作者：秦华礼李欣悦东北大学资源与土木工程学院沈阳110819

为针对性地解决转炉炼钢作业时的消防安全问题,提出将熵权-最优最劣法(Best Worst Method,BWM)和物元可拓模型相结合的转炉车间火灾风险评估模型。通过将指标分为人、物料设备、环境、管理及消防设施5大类,构建转炉车间火灾风险评估指... 详细信息

为针对性地解决转炉炼钢作业时的消防安全问题,提出将熵权-最优最劣法(Best Worst Method,BWM)和物元可拓模型相结合的转炉车间火灾风险评估模型。通过将指标分为人、物料设备、环境、管理及消防设施5大类,构建转炉车间火灾风险评估指标体系;利用复合语言对35个指标进行评价,引入有序加权平均算子(Ordered Weighted Averaging,OWA)计算各语言的犹豫语言术语集(Hesitant Fuzzy Linguistic Term Set,HFLTS)模糊包络,再根据各专家权重进行加权计算并将语言量化构成评价矩阵;基于熵权、BWM分别算得各指标权重,再运用最小二乘法得到综合权重;最后利用物元可拓模型确定各指标及转炉车间的火灾风险等级。以河北省某炼钢转炉车间为例进行评估得出:该转炉车间的综合风险等级为I级(安全),其中动火监护的人员监管情况、氧枪法兰松紧度、炉前温度环境、作业现场物品摆放情况、作业巡查及设备检查情况和消防疏散通道堵塞情况仍需改善。

关键词：安全工程火灾风险评估有序加权平均算子(OWA) 熵权-最优最劣法(BWM) 物元可拓模型

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基于连续光谱分析的滴定系统及其应用研究

激光与光电子学进展 2024年

作者：李长青陆道礼陈斌江苏大学食品与生物工程学院

针对传统滴定分析存在的检测精确度低、检测复杂程度高和适用性不足等问题，旨在于提高滴定分析的效率和准确度，设计出一种基于连续光谱分析的自动滴定系统，以滚珠丝杠带动注射泵推杆运动控制为核心，通过可见光谱仪、自建数据算法、... 详细信息

针对传统滴定分析存在的检测精确度低、检测复杂程度高和适用性不足等问题，旨在于提高滴定分析的效率和准确度，设计出一种基于连续光谱分析的自动滴定系统，以滚珠丝杠带动注射泵推杆运动控制为核心，通过可见光谱仪、自建数据算法、高精度滴定系统，研究滴定过程中溶液连续透射光谱与滴定液消耗体积的关系，用溶液光谱相关系数曲线的突变自动标识滴定终点。本文选取两种滴定类型对连续光谱滴定系统的精度和重复性进行测试，试验表明系统的整体相对误差小于0.5%、RSD小于0.3%，对比标准手动滴定，试验结果表明其检测精度和重复性更好。

关键词：光谱分析终点判定颜色测量化学分析

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血流限制训练在临床康复医学中的应用趋势

中国组织工程研究 2024年第2期28卷 258-262页

作者：谢恩礼陶慧敏南京体育学院运动训练学院江苏省南京市210014

背景:血流限制训练在临床康复中的应用越来越普遍,这在一定程度上要归功于技术进步以及研究和医学界兴趣的提高。目的:旨在探讨临床康复相关血流限制训练应用的全球趋势和发展的全面图景,确定研究差距,并提出未来研究的方向。方法:以Web... 详细信息

背景:血流限制训练在临床康复中的应用越来越普遍,这在一定程度上要归功于技术进步以及研究和医学界兴趣的提高。目的:旨在探讨临床康复相关血流限制训练应用的全球趋势和发展的全面图景,确定研究差距,并提出未来研究的方向。方法:以Web of Science、PubMed和Elsevier数据库为文献数据来源,以2001-2022年血流限制训练在临床康复相关的515篇文献为研究样本,运用文献计量、探索性因子分析、聚类分析相结合的方法,揭示其新兴的研究领域和主题。结果与结论:首先,发文量整体研究趋势呈稳定上升,美国是该领域主要研究地区,高校对期刊贡献最大。其次,已形成以Loenneke JP、Abe T和Dankel SJ等人为首的核心作者群,高产作者间合作较少。最后,血流限制训练与骨骼肌肉康复、认知功能活动、慢性疾病康复研究是血流限制训练在临床康复应用的研究主题,尤其关注血流限制对前交叉重建术后肌肉萎缩、膝盖疼痛、积水等症状的康复研究。低压血流限制有效缓解骨骼肌肉症状理论研究近几年中热度较高,系统指导临床中骨骼肌肉康复患者人群。未来临床医生应延长随访期、登记更大和更多样的样本量以及使用随机技术来确定康复患者的适当处方适应证,确保临床安全性,定量分析针对不同临床人群制定和完善最小有效剂量发挥最大效应的康复训练方案。

关键词：血流限制训练临床康复文献计量聚类分析研究主题趋势可视化