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基于深度学习的SLAM回环检测算法研究

基于深度学习的SLAM回环检测算法研究

作者：秦雪莹天津理工大学

学位级别：硕士

随着人工智能的发展,机器人在交通、家居、工业、生产等各个领域的广泛应用,同时自我定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)系统成为了多方学者研究的重点。其中回环检测(Loop Closure Detection)算法是视觉SLAM... 详细信息

随着人工智能的发展,机器人在交通、家居、工业、生产等各个领域的广泛应用,同时自我定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)系统成为了多方学者研究的重点。其中回环检测(Loop Closure Detection)算法是视觉SLAM架构中的关键组成元素,可以将后端的位姿提供有效制约,从而降低估计机器人运动的进程中带进来的累积误差,对于实现移动机器人的同步实时定位和地图的构建起到决策性作用,是SLAM系统中不可或缺的一环。传统的回环检测依靠手工提取特征和构建视觉词袋树模型的方法实现。其人工设计提取图像特征的方法,过程太过复杂并且图像特征分布不均匀导致最终回环精度不佳;词袋模型规模庞大、计算复杂最终导致回环检测算法效率低下。因此,针对以上问题,本文研究内容如下:(1)本文与深度学习的卷积神经网络算法相结合,采用了Goog LeNet和Res Net网络框架提取移动机器人相机传感器获取的实时环境视觉图像的深度特征,将“稀疏连接”和“跳跃连接”的思想应用到SLAM回环检测系统中来,有效的在网络中增加上下文信息。(2)针对使用Inception＿V3网络提取到的特征图采用PCA+Whitening降维算法,将高维特征向量降维,从而使得工作量大幅度降低,在不以牺牲精度为代价的前提下,提高了SLAM系统的工作效率。针对Res Net V2＿152网络提取的特征图,使用TSNE降维算法,从而找到高维空间中的低维流形的方式,将特征向量降维,以为后文计算相似度提供了便利。在选用欧几里得正则化方法计算关键帧图像深度特征向量的相似度之后,将高斯混合模型的聚类算法应用到相似矩阵上,将相似矩阵值的范围区间拉大,剔除了假阳性回环的错误检测点。(3)本文的最后通过运用公开场景大数据集来进行算法的有效性验证。结果表明,依赖卷积神经网络、降维算法和高斯混合聚类模型实现的回环检测算法,能生成更加优质的图像特征表示并且可以有效减少由手工提取特征再进行特征匹配的回环检测算法的复杂度,同时在一定程度上提高回环的精度。(4)利用ResNet和TSNE降维的回环检测算法,本文将其改进并实现了一个医疗在线挂号系统。

关键词： SLAM 回环检测卷积神经网络 TSNE 高斯聚类

含水离子液体鼓泡塔气液两相流动行为的实验和数值模拟

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含水离子液体鼓泡塔气液两相流动行为的实验和数值模拟

作者：秦雪莹中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

离子液体作为一种新型介质具有结构可设计性、热稳定性良好、饱和蒸气压低等优点,在气体分离、反应催化等领域具有很大的应用潜力。但要实现离子液体技术的工业化,对该体系进行流动传递特性的研究至关重要,比如由于离子液体具有较高粘度... 详细信息

离子液体作为一种新型介质具有结构可设计性、热稳定性良好、饱和蒸气压低等优点,在气体分离、反应催化等领域具有很大的应用潜力。但要实现离子液体技术的工业化,对该体系进行流动传递特性的研究至关重要,比如由于离子液体具有较高粘度,导致其传质效率较低。作为一种降粘措施,在离子液体中添加微量水则可极大降低粘度,提高传质效率;另一方面,离子液体在生产和使用过程中通常都会有少量水存在,开展微量水存在下离子液体的研究是非常必要的。在此背景下,本论文主要采用实验及计算流体力学(CFD)模拟的方法,对含水离子液体中单气泡及多气泡行为进行研究。主要研究内容及成果如下:(1)开展了含水离子液体中气泡行为的实验研究。采用高速摄像技术对不同水含量离子液体及水中气泡形态、大小及分布等规律进行了研究,采用床层膨胀法计算得到整体气含率随气速以及水含量变化的影响规律。研究发现离子液体中气泡行为同水中气泡行为有很大的差异,水含量对离子液体气泡行为有很大影响,水含量越低,气含率越高、气泡直径越大、气泡分布范围越宽。(2)开展了含水离子液体中单气泡行为的CFD模拟研究。采用VOF方法对气液相界面进行了追踪,考察了水含量对气泡变形及运动速度的影响规律,结合文献中的实验数据对模型模拟结果进行了验证;通过对气泡周围速度场、压力场的分析对气泡运动、变形的原因进行了分析。研究发现,水含量越高,气泡变形越大,气泡运动速度越快。通过对含水离子液体中单气泡行为的研究,可为多气泡行为研究奠定基础,为反应器设计提供依据。(3)开展了含水离子液体中多气泡行为的模拟研究。建立了CFD-PBM模型对鼓泡塔内气泡分布状况进行了研究,该模型引入了预测离子液体同水混合物物性的FCCS模型,同传统实验数据输入的结果相比二者之间的平均误差为1.13%,说明FCCS模型可以用于含水离子液体多气泡行为的模拟研究。通过与实验结果的对比验证了模型的准确性,并且与单一气泡模型相比,CFD-PBM模型同实验结果的吻合性更好。考察了水含量、气速对气含率、速度场以及气泡大小及分布的影响规律,模拟结果发现,水含量越低气含率越高,水含量及气速越低,气含率和液速的径向分布越对称。

关键词：离子液体鼓泡塔气泡行为 CFD-PBM 气-液两相流 VOF

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主题出版:新时代、新作为、新气象

中国出版 2019年第11期 26-29页

作者：秦艳华秦雪莹北京师范大学新闻传播学院北京大学中文系

主题出版体现国家意志,引领阅读风尚,彰显文化自信。新时代通过主题出版,弘扬中国精神,坚持内容创新,多出精品力作,是出版机构肩负的历史使命。

关键词：主题出版新时代内容创新

Au/ZnO纳米颗粒的光致发光和光催化特性研究

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Au/ZnO纳米颗粒的光致发光和光催化特性研究

作者：秦雪莹哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

光催化降解可以将有机污染物转化为水、二氧化碳以及其他的无毒无机物,具有工艺简单、操作方便、成本低廉等优点,在环境污染治理领域有重要应用。而近年来,Zn O纳米材料的光催化特性受到了人们的广泛关注,特别是Au等贵金属纳米粒子修饰... 详细信息

光催化降解可以将有机污染物转化为水、二氧化碳以及其他的无毒无机物,具有工艺简单、操作方便、成本低廉等优点,在环境污染治理领域有重要应用。而近年来,Zn O纳米材料的光催化特性受到了人们的广泛关注,特别是Au等贵金属纳米粒子修饰被证明可以有效提升Zn O纳米材料的光催化特性,但相关物理机理的研究以及光催化特性的优化还不深入。这一领域的研究具有重要的科学意义和应用价值。本论文基于以上研究背景针对Au/Zn O纳米材料的可控制备及其光催化特性进行了系统研究,并且通过细致分析Au/Zn O纳米材料的光催化特性和光致发光特性之间的关系以及Au对于Zn O纳米颗粒形貌的影响,揭示了Au和Zn O之间的电荷转移作用及Au/Zn O纳米材料优异光催化特性的相关机理。研究内容包括:首先,利用一步还原法制备了粒径分布均匀,分散性好的Au纳米颗粒,平均粒径为17 nm左右。然后,以Au纳米颗粒溶液为前驱体溶液,以液相合成法制备出不同形貌和组分的Au/Zn O纳米材料,特别是,通过调节Au纳米颗粒的用量,实现了粒径不同且具有不同形貌的Au/Zn O颗粒的控制制备。依据研究结果,我们讨论了Au纳米粒子影响Zn O纳米颗粒生长和结晶质量的相关机理。其次,我们以罗丹明B降解为模型反应,系统研究了Au/Zn O纳米颗粒的紫外光催化特性,并揭示了影响样品光催化特性的规律。实验结果表明:Au/Zn O纳米材料在紫外光光照下的催化性能明显优于Zn O纳米材料。同时,我们发现Au/Zn O的光催化性能依赖于材料的制备条件和组分,Au/Zn O纳米材料的光催化性能随着Au含量的增加先上升后下降,而当Au的组分相同时,Au/Zn O纳米材料的光催化性能随着Zn O材料制备温度的升高而增大。通过比较不同样品中单位质量Zn O的平均催化效率,Zn O自身的光催化性被证明随着Au纳米颗粒用量的增加而增加。最后,我们对Au/Zn O纳米材料光学特性进行研究,分析了Au/Zn O纳米颗粒具有显著增强光催化性能的机理及光催化性能与光致发光特性之间的关系。研究数据表明,Au纳米颗粒可显著改变Zn O纳米材料的结晶质量和粒径,同时Au纳米颗粒的修饰使Au和Zn O之间存在电子转移现象,这些因素共同作用调控了样品的发光特性和光催化特性。而大的比表面积和高结晶质量均有利于提升Zn O纳米材料的光催化特性,尤其是后者可以促进Au和Zn O之间的电子转移。特别是,区别于前人的报道,我们发现Au/Zn O纳米颗粒在光催化应用时,不仅存在Zn O向Au的单向电子转移,而且由于Au纳米颗粒对于Zn O材料绿光波段发光的表面等离激元效应光吸收,Au纳米颗粒中处于激发态的电子可以向Zn O的导带转移,进而大幅提高Zn O中电子和空穴的分离以及提升了它们参与光催化的效率。本论文的研究成果不仅实现了Au/Zn O纳米颗粒的可控制备,还促进人们对于Zn O光催化机理的理解,将有力推进Zn O纳米材料在光催化领域的实际应用。

关键词： ZnO Au 纳米材料光催化光致发光

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网民对图书奖项的认知度调查

出版发行研究 2018年第10期 45-48,60页

作者：秦艳华李一凡秦雪莹北京师范大学新闻传播学院北京大学

图书奖项的设立是对图书价值进行评判的一个重要标准,其根本目的是为读者服务,为读者推荐优秀图书。但网民对图书奖项是一个怎样的认知?网民的图书购买和阅读是否受图书奖项的影响?本文以网络调查问卷的方式对此进行了调查。研究发现,第... 详细信息

图书奖项的设立是对图书价值进行评判的一个重要标准,其根本目的是为读者服务,为读者推荐优秀图书。但网民对图书奖项是一个怎样的认知?网民的图书购买和阅读是否受图书奖项的影响?本文以网络调查问卷的方式对此进行了调查。研究发现,第一,茅盾文学奖、鲁迅文学奖和诺贝尔文学奖是网民认知度最高的三个奖项。第二,不同奖项在人口统计特征中呈现出一定的差异,在地理空间分布上基本呈现出北方高、南方低的趋势。最后,本研究探索了网民对奖项的认知度与阅读、购买图书数量间的关系。

关键词：图书奖项认知度调查研究

我院用药咨询工作开展情况及群众满意度问卷调查分析

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山西医药杂志 2014年第5期43卷 507-509页

作者：秦雪莹大同大学附属医院药剂科 037005

用药咨询，一般是指应用药师所掌握的药品信息和药学知识，包括药效学、药理学、毒理学、药动学、药品不良反应、商品学、安全信息等承接公众的各种咨询服务，包括合理用药和药物治疗等方面。我院在门诊药房开设了用药咨询窗口，具体工... 详细信息

用药咨询，一般是指应用药师所掌握的药品信息和药学知识，包括药效学、药理学、毒理学、药动学、药品不良反应、商品学、安全信息等承接公众的各种咨询服务，包括合理用药和药物治疗等方面。我院在门诊药房开设了用药咨询窗口，具体工作由门诊药师负责，并配备了药品说明书、专业书籍、电脑等硬件工具以供咨询工作需要。

关键词：用药咨询工作问卷调查分析群众满意度药品不良反应用药咨询窗口门诊药房药师负责药品说明书

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失落与回归

参花(上) 2016年第1期 91-92页

作者：秦雪莹

"铮——"骤然断弦,狠狠地抽在镶螺钿花梨木琴上,似乎在宣泄着内心的不满。雁柱蓦地失去了平日里的"束缚",争先恐后地掉落在地上,不甘地滴溜溜地滚了几圈。窗子开着,湿润微寒的空气中透着股子草木腐烂的味道。阿凉一圈一圈地解下缠绕在... 详细信息

"铮——"骤然断弦,狠狠地抽在镶螺钿花梨木琴上,似乎在宣泄着内心的不满。雁柱蓦地失去了平日里的"束缚",争先恐后地掉落在地上,不甘地滴溜溜地滚了几圈。窗子开着,湿润微寒的空气中透着股子草木腐烂的味道。阿凉一圈一圈地解下缠绕在指尖上的玳瑁义甲,紧紧攥在掌心里,肌肤被尖锐的异物硌得一丝生痛。她默默地蹲下,把"逃跑的"雁柱一股脑地放在身旁的矮几上,用指尖点着并一个个地整齐码好,

关键词：冰激凌

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观察重点监控药品政策对药品使用的影响

2010-2012年微生态活菌制品在我院儿科的应用分析

世界最新医学信息文摘（连续型电子期刊） 2021年第19期21卷 291-292页

作者：秦雪莹大同大学附属医院山西大同 037005

目的探讨重点监控药品政策对于药品使用情况的影响.方法通过制定相关重点药物监管措施、制定信息化管理机制、优化药品种类、建立完善相关考核制度、建立周期性管理等措施,并对我院实施药品监控措施前(2018年)和实施药品监控措施后(2... 详细信息

目的探讨重点监控药品政策对于药品使用情况的影响.方法通过制定相关重点药物监管措施、制定信息化管理机制、优化药品种类、建立完善相关考核制度、建立周期性管理等措施,并对我院实施药品监控措施前(2018年)和实施药品监控措施后(2019年)的患者对于重点监控药品的实际使用剂量进行对比分析.结果在实施重点监控药品措施以后,我院患者的对受重点监控药物的使用量明显下降,差异均有统计学意义(P<0.05).结论在对重点监控药品政策正式实施以来,对于受监测药物的使用情况逐步优化,在具体的用量及费用方面均有有效的改善效果.

关键词：重点监控药品政策药品使用现有情况

来源：评论

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山西医药杂志（上半月） 2014年第3期43卷 268-270页

作者：秦雪莹大同大学附属医院药剂科 037005

目的分析微生态活菌制品在我院儿科的应用现状,为临床合理用药提供参考。方法采用回顾性调查方法,选取2010年1月至2012年12月我院儿科病房使用微生态活菌制品的相关病例,对该类药物的应用情况进行统计分析,并与其合理使用标准进行比较... 详细信息

目的分析微生态活菌制品在我院儿科的应用现状,为临床合理用药提供参考。方法采用回顾性调查方法,选取2010年1月至2012年12月我院儿科病房使用微生态活菌制品的相关病例,对该类药物的应用情况进行统计分析,并与其合理使用标准进行比较。结果我院儿科使用微生态活菌制品人数逐年增长;使用数量最多的是枯草杆菌二联活菌颗粒;以腹泻病和功能性胃肠疾病为主要使用病种;用药不合理问题以联用收敛吸附剂、碱性药物、胃蛋白酶合剂及2h内联用抗生素为主,不合理用药比例逐年减少。结论我院微生态活菌制品的应用数量和应用范围都呈逐年升高趋势,但用药合理性有待进一步提高。

关键词：医院 ,儿科用药合理性微生态活菌制品