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基于激光散斑图像的表面粗糙度测量研究

基于激光散斑图像的表面粗糙度测量研究

作者：邓植中西安理工大学

学位级别：硕士

基于激光散斑图像的表面粗糙度测量方法具有光路简单、测量效率高、损耗低、耐高温等优点,是表面粗糙度测量领域的研究热点之一。基于激光散斑图像的表面粗糙度测量方法主要有两类:建立人工设计的激光散斑图像特征参数与表面粗糙度之间... 详细信息

基于激光散斑图像的表面粗糙度测量方法具有光路简单、测量效率高、损耗低、耐高温等优点,是表面粗糙度测量领域的研究热点之一。基于激光散斑图像的表面粗糙度测量方法主要有两类:建立人工设计的激光散斑图像特征参数与表面粗糙度之间的关系,或建立深度学习网络预测模型。本文搭建激光散斑图像采集系统,采集了平磨、卧铣、立铣、研磨标准试件的激光散斑图像,对基于激光散斑图像的表面粗糙度测量方法进行研究,主要研究内容和工作如下:(1)针对人工设计特征参数存在的特征相关和特征冗余问题,提出一种解决特征相关和特征冗余问题的方法。引入斯皮尔曼相关系数,制定简约规则,筛选出与各加工类型表面粗糙度评定参数均强相关的特征参数;改进序列后向选择算法,解决特征冗余问题,并筛选出一组适用于不同加工类型表面粗糙度测量的特征参数,通过建立基于支持向量机的预测模型,可以实现试件加工类型识别和表面粗糙度测量。提出的方法筛选出了与不同加工类型试件表面粗糙度评定参数均强相关的特征参数,并解决了特征冗余问题。建立的预测模型的预测结果表明,解决特征冗余问题后,平磨、卧铣、立铣、研磨预测模型的MAPE分别降低了 1.22%、0.62%、4.99%、1.61%,预测模型对表面粗糙度的预测性能更优。(2)针对建立深度学习网络预测模型的方法中存在的样本图像需求量大和从头训练深度学习网络耗时较长问题,提出一种基于激光散斑图像和CNN-SVR的表面粗糙度测量方法。选择Inception-V3网络作为预训练网络,引入迁移学习加速模型的训练;建立CNN-SVR预测模型,将Inception-V3池化层的深度特征作为支持向量回归网络的输入,在较少的样本图像下实现表面粗糙度值的预测。建立的CNN-SVR模型的预测结果表明,该方法建立的预测模型可以预测试件的表面粗糙度值,模型收敛速度快,经过60次迭代后,各模型的准确度和损失都呈现出收敛的趋势,在样本图像较少的情况下,对平磨、卧铣、立铣试件表而粗糙度值的预测精度较高。本文的研究对基于激光散斑图像的表面粗糙度测量方法存在的不足提出了改进的办法,并证明了改进方法的有效性,为表面粗糙度的测量提供了参考。

关键词：表面粗糙度测量激光散斑图像特征选择支持向量机卷积神经网络

基于激光散斑图像和卷积神经网络-支持向量回归的表面粗糙度预测

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激光与光电子学进展 2024年第14期61卷 138-144页

作者：李征邓植中吴鹏飞梁斌西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048 西安石油大学计算机学院陕西西安710065 西安市无线光通信与网络研究重点实验室陕西西安710048

目前,基于激光散斑图像对表面粗糙度进行测量的视觉方法主要有两类:建立人工设计的散斑图像特征参数与表面粗糙度之间的关系,或建立深度学习网络预测模型。这两类方法均存在不足,前者特征参数设计阶段过程复杂,后者需要大量的样本图像... 详细信息

目前,基于激光散斑图像对表面粗糙度进行测量的视觉方法主要有两类:建立人工设计的散斑图像特征参数与表面粗糙度之间的关系,或建立深度学习网络预测模型。这两类方法均存在不足,前者特征参数设计阶段过程复杂,后者需要大量的样本图像。针对以上问题,本文提出一种基于激光散斑图像和卷积神经网络-支持向量回归(CNN-SVR)的表面粗糙度预测方法。该方法在预训练的卷积神经网络基础上引入迁移学习,将卷积神经网络池化层的深度特征输入支持向量回归网络进行表面粗糙度值预测,不仅能实现激光散斑图像特征的自动提取,而且在少量样本时就能实现对表面粗糙度值较高精度的预测。实验结果表明,建立的模型对平磨、卧铣、立铣试件表面粗糙度预测的平均绝对百分比误差分别为3.46%、3.20%和3.53%,表现出较高的精度。

关键词：表面粗糙度测量激光散斑图像卷积神经网络支持向量回归

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VR动画中的叙事艺术设计审美性研究

艺术科技 2024年第6期37卷 134-136页

作者：姜植中上海工程技术大学上海201620

目的:虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术打破了人们与赛博空间之间屏幕的阻碍。近年来,技术突破让虚拟现实再次站在时代的风口浪尖。作为VR技术的一种应用形式,VR动画独特的叙事方式将给终端艺术作品带来全新的审美性迭代和艺术创作的... 详细信息

目的:虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术打破了人们与赛博空间之间屏幕的阻碍。近年来,技术突破让虚拟现实再次站在时代的风口浪尖。作为VR技术的一种应用形式,VR动画独特的叙事方式将给终端艺术作品带来全新的审美性迭代和艺术创作的范式转移。文章通过分析VR动画艺术叙事审美性伴随时代发展的新变化,探求其在主题选取、内容创作、数字互动、沉浸式多感官体验等方向的叙事审美策略,以期为VR动画的制作和研究提供理论分析和指导。方法:文章采用文献研究、案例分析、比较研究、跨学科研究等方法,了解VR动画叙事艺术设计的理论基础、发展历程、现状以及趋势,为研究提供理论支撑,分析其叙事艺术设计的特点、风格、技巧等,揭示其审美价值,结合美学、心理学、艺术学、传播学等相关学科的理论和方法,对VR动画叙事艺术设计进行多角度、多层次的综合性研究。结果:VR动画的叙事艺术设计审美性研究结果表明,VR动画的叙事艺术设计为观众带来了更加真实、自由和丰富的沉浸式体验。这种体验不仅能让观众更深入地理解和感受动画的故事情节和角色情感,也能让他们深入理解和感受动画的主题和价值观。结论:VR动画不同于传统动画,其独特的叙事审美是从画面叙事到空间叙事,许多经典文化IP将迎来再创造,传统的故事将迎来全新的观看视角,需要在深刻把握文化内核的基础上,分析VR技术给动画制作带来的创新性和革命性影响,以打造更加完美的VR观影体验。

关键词： VR技术 VR动画叙事美学交互性

光开关分子在不同有机相变材料中光控热能的适用性研究

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工程热物理学报 2024年第3期45卷 803-810页

作者：汪毅施娟陈振乾东南大学能源与环境学院南京210096 江苏省太阳能技术重点实验室南京210096

有机相变材料(PCMs)因其具有可逆性蓄放热特性、高能量密度、可选则的工作温度以及无相分离现象,在储能领域得到了广泛的研究和应用,但是无法实现能量的长效储存和可控热释放。偶氮苯分子作为一种光响应分子,可以通过分子结构的调控能... 详细信息

有机相变材料(PCMs)因其具有可逆性蓄放热特性、高能量密度、可选则的工作温度以及无相分离现象,在储能领域得到了广泛的研究和应用,但是无法实现能量的长效储存和可控热释放。偶氮苯分子作为一种光响应分子,可以通过分子结构的调控能够实现光控相变,同时储存光热和相变热。本文研究了2种不同接枝基团(AZO-A-14、AZO-O-14)的光开关分子在直链烷烃和脂肪酸相变材料中,以不同比例混合后的可控相变行为。结果显示,光开关分子更适用脂肪酸相变材料的相变温度控制,不同浓度情况均是如此。其原因在于脂肪酸分子极性较大,使得光开关分子在顺式的亚稳态状态下能更好的分散在其中,阻碍了其成核。另外,采用酯基接枝的光开关分子(AZO-A-14)自身的光控温差小于采用醚基接枝的光开关分子(AZO-O-14),而AZO-A-14掺杂于相变材料中形成的光控温差更大。进一步的,我们分别解耦了相变焓和光异构化焓。本研究为今后光控相变材料的改进、发展和应用提供了思路。

关键词：偶氮苯光开关相变材料储能

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细胞核生物力学研究进展

力学进展 2024年第2期54卷 259-307页

作者：刘中乾齐颖新上海交通大学生命科学技术学院力学生物学研究所上海200240

细胞核是细胞内最大、刚度最高的细胞器,也是遗传信息储存、复制和转录的中心场所,在生命活动调节方面发挥关键作用.研究表明,生物力学因素在细胞核结构和功能的动态变化调控中至关重要.核骨架蛋白和核孔复合体作为细胞核典型的力学响... 详细信息

细胞核是细胞内最大、刚度最高的细胞器,也是遗传信息储存、复制和转录的中心场所,在生命活动调节方面发挥关键作用.研究表明,生物力学因素在细胞核结构和功能的动态变化调控中至关重要.核骨架蛋白和核孔复合体作为细胞核典型的力学响应组分,在维持细胞核形态结构的同时将细胞骨架传递而来的力呈递至染色质,进而影响染色质构象、基因表达等一系列细胞核相关活动,调控细胞功能.细胞核及其组分对应力信号的感知和转导已成为生物力学研究的前沿热点之一.为更深入地认识生理和病理状态下细胞核的力学特性,揭示其在细胞命运决定中的作用和机制,本文总结了细胞核生物力学相关的研究进展,重点介绍了细胞核骨架、核孔复合体和染色质的物理结构、力学响应过程、各组分的相互作用以及用于细胞核生物力学研究的技术进展,最后总结了细胞核与早衰综合症、神经退行性疾病和心血管疾病的关系,并对细胞核生物力学未来发展进行了展望.

关键词：细胞核生物力学机械信号转导核骨架蛋白核孔复合体染色质

汽车信息安全:面向总线网络的伪造攻击检测技术

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机械工程学报 2024年第10期60卷 476-486页

作者：魏洪乾时培成张幽彤北京理工大学机械与车辆学院北京100081 清洁车辆北京市重点实验室北京100081 汽车测控与安全四川省重点实验室成都610039 安徽工程大学机械工程学院芜湖241000

当前的智能网联汽车正面临着潜在的信息安全挑战。比如,汽车CAN总线(Controller aera network,CAN)采用明文方式传输消息,缺少发送源电子控制单元(Electronic control unit,ECU)的身份认证和信息加密机制。因此,如何定位异常报文的发送... 详细信息

当前的智能网联汽车正面临着潜在的信息安全挑战。比如,汽车CAN总线(Controller aera network,CAN)采用明文方式传输消息,缺少发送源电子控制单元(Electronic control unit,ECU)的身份认证和信息加密机制。因此,如何定位异常报文的发送源对于保证网联汽车的信息安全具有重要的研究意义。基于此,提出基于总线信号特征的ECU身份识别技术用于定位报文发送源,并检测ECU伪造攻击:首先根据CAN总线的电平信号提取关键的身份特征参数,包括边沿跳变时间、平台时间、高电平电压众数等;然后,利用轻量化的Softmax分类器对提取的身份特征进行离线训练并建立在线的学习模型。实车测试结果表明,与传统方法相比,提出的方法能够提高将近10%的ECU识别精度,而且该方法可以有效地检测到潜在的ECU伪造攻击和报文篡改攻击等。此外,进一步评估ECU工作温度对相关特征参数的影响,间接地验证了所提方法的强鲁棒特性。综上,提出的方法有效地解决了传统CAN网络缺乏身份认证的缺陷,保证了智能网联汽车的信息安全。

关键词：智能网联汽车信息安全总线网络电子控制单元身份识别

低真空隧道管片接缝密封垫气密性试验及力学模型

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铁道学报 2024年第8期46卷 180-186页

作者：石龙周建军王东元吕乾乾西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中铁隧道局集团有限公司盾构及掘进技术国家重点实验室河南郑州450001

管片式衬砌结构作为构建列车低真空运行环境的一种合理方案,其接缝处的气密性是需要解决的关键问题之一。针对该问题,设计一套测试垫片-垫片槽气密性能的试验装置,提出一种评估垫片-垫片槽气密失效行为的力学模型,以实际工程垫片-垫片... 详细信息

管片式衬砌结构作为构建列车低真空运行环境的一种合理方案,其接缝处的气密性是需要解决的关键问题之一。针对该问题,设计一套测试垫片-垫片槽气密性能的试验装置,提出一种评估垫片-垫片槽气密失效行为的力学模型,以实际工程垫片-垫片槽为研究对象,分析其气密性以及失效机理。研究结果表明,力学模型结果与试验结果相吻合,验证了力学模型可行性和合理性;利用力学模型中接触压力路径,可以直观解释接缝垫片密封失效机理;环向接缝垫片密封能力与初始接触压力、气密性系数、垫片等效泊松比呈正相关;纵向接缝垫片密封能力与气密性系数、垫片等效泊松比和隧道外径呈正相关性,而与垫片宽度呈负相关;初始接触压力越大,垫片密封能力越强,但密封安全储备越弱;同等条件下,纵向接缝垫片密封能力明显优于环向接缝。

关键词：低真空隧道管片衬砌结构气密性试验力学模型失效机理

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论符号现象学的形成

内蒙古社会科学 2024年第4期45卷 46-52页

作者：赵星植四川大学外国语学院四川成都610064

符号现象学的形成源自皮尔斯的符号思想理论体系。皮尔斯对现象问题的思考不仅奠定了符号学理论的基础,而且也为当今哲学符号学研究提供了重要的理论支撑。皮尔斯在其现象学手稿中清晰地论证了三种普遍范畴的存在方式与特性,以及三种范... 详细信息

符号现象学的形成源自皮尔斯的符号思想理论体系。皮尔斯对现象问题的思考不仅奠定了符号学理论的基础,而且也为当今哲学符号学研究提供了重要的理论支撑。皮尔斯在其现象学手稿中清晰地论证了三种普遍范畴的存在方式与特性,以及三种范畴与人类意识活动之相互关系,这为探究文学艺术中日益凸显的意义与意识问题提供了理论资源。

关键词：符号学现象学皮尔斯范畴意识意义

裂纹长度对PBX代用材料表观断裂韧性Kc的影响

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含能材料 2024年第5期32卷 528-536页

作者：单骏鹏王山邓鹏飞唐维文乾乾中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

表观断裂韧性(Kc)是表征高聚物粘结炸药(PBX)抵抗裂纹萌生和裂纹扩展的重要材料性能,研究表观断裂韧性Kc的尺寸效应对预测不同尺度的PBX的起裂及失效行为具有重要意义。通过中心裂纹巴西圆盘(CSTBD)试验,对PBX代用材料的表观断裂韧性Kc... 详细信息

表观断裂韧性(Kc)是表征高聚物粘结炸药(PBX)抵抗裂纹萌生和裂纹扩展的重要材料性能,研究表观断裂韧性Kc的尺寸效应对预测不同尺度的PBX的起裂及失效行为具有重要意义。通过中心裂纹巴西圆盘(CSTBD)试验,对PBX代用材料的表观断裂韧性Kc的尺寸效应特性进行研究,通过断裂试验研究了不同裂纹长度(2,4,6,8,10 mm)对CSTBD试样表观断裂韧性Kc的影响。并采用了传统的最大切应力(MTS)准则以及考虑Willimas级数高阶项系数和断裂扩展区(FPZ)长度预估模型的修正最大切应力(MMTS)准则,对PBX代用材料的表观断裂韧性Kc的尺寸效应解释。结果发现,随着裂纹长度的增加,Kc从0.139 MPa·m0.5增长至0.251 MPa·m0.5,并且随着裂纹长度的增加Kc趋于稳定。在使用A3项修正的FPZ长度预估模型下,相较于传统的MTS准则,使用MMTS准则能够很好地解释PBX代用材料表观断裂韧性Kc的尺寸效应。

关键词：高聚物粘结炸药(PBX) 表观断裂韧性断裂过程区尺寸效应修正最大切应力(MMTS)