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基于深度学习端到端的车道保持系统实验设计

实验室研究与探索 2022年第12期41卷 27-33页

作者：肖雄子彦楚朋志梁晓妮薛万坤任桐鑫上海交通大学学生创新中心上海200240

针对现有自动驾驶课程缺乏软硬件相结合、稳定性强且易于开发的车道保持实验,提出了一种基于深度学习端到端算法的车道保持系统。引入轻量化的无人驾驶小车硬件平台与华为云ModelArts软件平台,设计了包括数据采集处理、模型设计、云端... 详细信息

针对现有自动驾驶课程缺乏软硬件相结合、稳定性强且易于开发的车道保持实验,提出了一种基于深度学习端到端算法的车道保持系统。引入轻量化的无人驾驶小车硬件平台与华为云ModelArts软件平台,设计了包括数据采集处理、模型设计、云端训练、车端部署测试的完整开发流程;从教学场景出发,对深度学习端到端算法进行轻量设计,较好捕捉图像与底盘角度的映射关系,保证了高准确率与泛化性。同时,进行了模型训练及实验测试,训练了200个Epoch后成功收敛,在U型弯、直转弯、S型弯严格不压线通过率均值为93.05%(高速)与97.22%(低速)。实验结果表明,该系统在实测中表现出较强的鲁棒性,且实验环境易于搭建,弥补了教学实验中学生计算资源不足的现状;通过端云协同开发帮助学生有效提升工程实践能力。

关键词：车道保持无人驾驶深度学习教学实验

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一体化人工智能实践平台的设计与开发

实验室研究与探索 2022年第11期41卷 90-93,144页

作者：楚朋志肖雄子彦陈江平徐季旻熊振华上海交通大学学生创新中心上海200240 上海交通大学生物医学工程学院上海200240

设计开发了从硬件资源到软件架构的一体化人工智能实践平台。通过SLURM调度系统和多框架多数据集环境为学生快速入门人工智能实践提供支持与保障;通过完善指导手册、开发图形化操作界面优化开发流程,提升用户友好性和操作便捷性;通过制... 详细信息

设计开发了从硬件资源到软件架构的一体化人工智能实践平台。通过SLURM调度系统和多框架多数据集环境为学生快速入门人工智能实践提供支持与保障;通过完善指导手册、开发图形化操作界面优化开发流程,提升用户友好性和操作便捷性;通过制定平台使用规范,促进竞赛管理和项目研究。利用软硬结合技术,该平台可在最小化成本的基础上,加速科研科创成果产出。近2年来,平台已支撑发表数十篇顶刊论文并助力学生组队参加教育部官方赛事并荣获十余次冠军奖项。

关键词：人工智能实践平台调度系统可视化一体化系统

基于OpenCV图像处理的智能车巡线系统设计

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传动技术 2022年第1期36卷 15-18页

作者：梁晓妮楚朋志肖雄子彦上海交通大学学生创新中心上海200240

阐述了一种智能车自主巡线行驶系统,以JetsonNano为硬件信息处理平台,利用Python语言编程及调用OpenCV库文件,对图像进行实时处理,实现了车道线检测、红绿灯识别等功能,可对无人驾驶教学及学生竞赛提供参考。

关键词： OpenCV 图像处理车道巡线无人驾驶教学

基于SO(3)群几何精确Kirchhoff梁理论的细长梁动力学

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Acta Mechanica Sinica 2024年第4期40卷 212-225页

作者：安志朋王斌侯云森刘铖 MOE Key Laboratory of Dynamics and Control of Flight Vehicle School of Aerospace EngineeringBeijing Institute of TechnologyBeijing100081China CAEP Software Center for High Performance Numerical Simulation Beijing100088China Institute of Applied Physics and Computational Mathematics Beijing100088China

本研究旨在开发一种高效的细长梁单元,精确描述细长柔性结构的大变形和大旋转,在现有细长梁单元研究的基础上,提出一种基于SO(3)群活动标架的二阶几何精确Kirchhoff梁单元(GEKBF),用于细长梁的动力学研究.首先,在此标架中推导出运动学... 详细信息

本研究旨在开发一种高效的细长梁单元,精确描述细长柔性结构的大变形和大旋转,在现有细长梁单元研究的基础上,提出一种基于SO(3)群活动标架的二阶几何精确Kirchhoff梁单元(GEKBF),用于细长梁的动力学研究.首先,在此标架中推导出运动学描述和几何、本构和动态平衡方程及其线性化.然后,引入相对扭转角的二阶插值函数,以提高单元的收敛性,通过选择合适的标架来开发旋转矢量参数化.它可以显著减少由刚体旋转引起的几何非线性,并提高描述当前标架下单元旋转公式的计算效率.此外,考虑了参考标架的影响,并使用空间平行移动而非时间平行移动,简化了弹性力和雅可比矩阵的推导.使用李群广义α-方法求解李群上的半离散运动方程.最后,通过数值实例验证了GEKBF的准确性,包括静力学和动力学.

关键词：平行移动标架弹性力旋转矢量细长梁柔性结构半离散动态平衡

基于应变梯度理论的切削加工 SiCp/Al 表面创成机理分析

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中国机械工程 2024年

作者：范依航楚星雨郝兆朋长春工业大学机电工程学院

为了深入研究颗粒增强铝基复合材料的切削过程，本文针对45%体积分数的SiCp/Al复合材料通过多相建模的方法建立了基于应变梯度的本构模型，并通过对仿真软件ABAQUS的二次开发，用程序语言将所建本构方程以及描述断裂的B-W断裂准则编入... 详细信息

为了深入研究颗粒增强铝基复合材料的切削过程，本文针对45%体积分数的SiCp/Al复合材料通过多相建模的方法建立了基于应变梯度的本构模型，并通过对仿真软件ABAQUS的二次开发，用程序语言将所建本构方程以及描述断裂的B-W断裂准则编入用户子程序VUMAT，然后导入ABAQUS进行仿真分析。结合切削实验和仿真分析结果，研究了在相同切削速度及不同切削深度下SiCp/Al复合材料加工表面温度、材料内部应力应变和位错的变化情况。研究结果表明，修正后的本构模型相较于传统Johnson-Cook模型所得到的结果更加与实验结果吻合，发现切削深度增加会引发高温梯度；材料内部应力会在颗粒附近形成应力集中；在加工表面上应变较大的区域出现大量位错，导致加工颗粒增强金属基复合材料的难度上升。

关键词：颗粒增强金属基复合材料应变梯度切削温度位错

基于OpenVnoi与深度摄像头的实时视障辅助系统设计

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传动技术 2023年第3期37卷 36-40页

作者：梁晓妮楚朋志肖雄子彦冷春涛上海交通大学学生创新中心上海200240

阐述一种基于计算机视觉的视障辅助系统设计方案,该方案硬件基于intel AlxBoard平台进行AI推理,采用intel Realsense D455深度摄像头进行数据采集,应用YoloV5s预训练模型进行目标物体检测,检测出物体位置并根据深度摄像头提供的深度信... 详细信息

阐述一种基于计算机视觉的视障辅助系统设计方案,该方案硬件基于intel AlxBoard平台进行AI推理,采用intel Realsense D455深度摄像头进行数据采集,应用YoloV5s预训练模型进行目标物体检测,检测出物体位置并根据深度摄像头提供的深度信息计算物体距离,并为视障群体进行语音播报。为提高系统的推理性能,采用OpenVino框架提升推理性能,将推理速度从14 FPS提升至35 FPS,达到实时推理速度,使视障人群使用起来实时、安全。本系统软件基于Python语言及OpenVino库、OpenCV库、Pyttsx3库,通过计算机视觉目标检测方法,实现实时目标检测与物体位置语音提醒功能。该方案未来可通过头盔、眼镜等产品为视障人群服务。

关键词： OpenVino 深度摄像头 AlxBoard 目标检测视障辅助

面向集成电路的大尺寸单晶石墨烯的可控制备方法

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西安交通大学学报 2014年第6期48卷 103-109页

作者：李昕张娟李全福楚朋志王小力刘卫华西安交通大学电子与信息工程学院西安710049

提出一种采用化学气相沉积工艺进行大面积单晶结构石墨烯岛的可控制备方法。在Ar环境中通过控制退火时间、生长温度来控制石墨烯岛的成核密度和生长形态;采用FeCl3溶液对衬底表面预处理并调控H2与CH4的流量比来改善石墨烯岛的分形;延长... 详细信息

提出一种采用化学气相沉积工艺进行大面积单晶结构石墨烯岛的可控制备方法。在Ar环境中通过控制退火时间、生长温度来控制石墨烯岛的成核密度和生长形态;采用FeCl3溶液对衬底表面预处理并调控H2与CH4的流量比来改善石墨烯岛的分形;延长生长时间来扩大单晶石墨烯岛尺寸。实验结果表明:该制备方法可以控制石墨烯具有四边形、六边形、搭叠形等不同形态,可以控制四边形石墨烯由狭长型、燕翅型、蝴蝶型最终过渡到饱满的无分形结构的正方形形态,可以将六边形石墨烯岛尺寸从几十微米扩大到200微米以上,并且得到双层搭叠型六边形石墨烯;采用该方法生长出来的单晶石墨烯可以避免连续多晶石墨烯的边界散射效应,保持较高的迁移率,且尺寸较大,具有单原子层结构和不同的生长形态,解决了集成电路所需要的百微米以上量级的单晶结构、晶格取向一致的石墨烯的制造问题。

关键词：石墨烯纳米晶体管集成电路可控制备双层搭叠

基于多目标深度强化学习的车车通信无线资源分配算法

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计算机研究与发展 2024年第9期61卷 2229-2245页

作者：李可马赛戴朋林任婧范平志西南交通大学计算机与人工智能学院成都611756 电子科技大学信息与通信工程学院成都611731 西南交通大学信息科学与技术学院成都611756

针对车联网动态不确定特性、业务类型多元化以及无线通信资源稀缺性,研究了蜂窝车联网车与网络(vehicle-to-network,V2N)和车与车(vehicle-to-vehicle,V2V)链路共存且共享频谱场景下保证业务多指标需求和无线资源有效利用的问题.首先建... 详细信息

针对车联网动态不确定特性、业务类型多元化以及无线通信资源稀缺性,研究了蜂窝车联网车与网络(vehicle-to-network,V2N)和车与车(vehicle-to-vehicle,V2V)链路共存且共享频谱场景下保证业务多指标需求和无线资源有效利用的问题.首先建立多目标优化问题模型来表示蜂窝车联网信道选择和功率控制的决策过程,该问题考虑了网络环境动态变化的影响,旨在实现优化目标V2V链路的性能(即信息年龄、延迟以及传输速率)和V2N链路传输速率之间的权衡.在此基础上,提出了基于多目标深度强化学习的车车通信无线资源分配算法进行神经网络训练和问题求解.通过训练好的神经网络模型可以得到多目标优化问题的帕累托前沿.仿真实验表明,所提出算法能够有效地权衡不同通信链路可实现的性能.与4种有代表性的算法比较,V2V链路信息年龄降低12.0%~17.2%,V2N链路传输速率提升11.4%~21.6%,V2V链路传输成功率提高4.6~13.91个百分点,决策延迟时间降低10.6%~20.3%.

关键词：蜂窝车联网无线资源分配信息年龄深度强化学习多目标优化

基于eDNA技术的长江口中华鲟空间分布特征

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水生态学杂志 2024年

作者：朱佳志王肖静冯广朋三峡工程鱼类资源保护湖北省重点实验室中国长江三峡集团有限公司中华鲟研究所中国水产科学研究院东海水产研究所

利用eDNA技术监测长江口水域中华鲟的空间分布范围，可为高效准确评估珍稀濒危鱼类的资源现状和增殖放流效果提供科学依据，也为监测中华鲟提供一种非损伤性、高效和经济的新技术。利用滤膜抽滤法和荧光定量PCR方法，在2023年5月和8月... 详细信息

利用eDNA技术监测长江口水域中华鲟的空间分布范围，可为高效准确评估珍稀濒危鱼类的资源现状和增殖放流效果提供科学依据，也为监测中华鲟提供一种非损伤性、高效和经济的新技术。利用滤膜抽滤法和荧光定量PCR方法，在2023年5月和8月对长江口水域17个站点的水样进行了eDNA定性和定量分析，以此推断中华鲟的空间分布范围。结果显示：5月和8月均有中华鲟eDNA被扩增出来，且5月的eDNA检出率高于8月；不同站点之间的eDNA含量具有显著性差异(P<0.05)，其中长江口崇明东滩、佘山以及九段沙东南水域的eDNA含量显著高于其他站点；与传统的底拖网调查相比，eDNA技术具备高灵敏度、低成本等优势。研究结果表明运用eDNA技术研究中华鲟的空间分布具有可行性和敏感性。

关键词： eDNA 中华鲟分布范围资源监测长江口