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基于性能分析与优化的分布式SLAM算法研究

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基于性能分析与优化的分布式SLAM算法研究

作者：程雨航北京工业大学

学位级别：硕士

同时定位与地图构建技术(SLAM)是自主移动机器人导航部分的关键环节,传统的集中式SLAM算法随着环境信息的变化,存在着系统模型动态变化和状态量不断扩维的问题,无法保证SLAM系统的稳定性、一致性和实时性。针对集中式结构的问题,分布式S... 详细信息

同时定位与地图构建技术(SLAM)是自主移动机器人导航部分的关键环节,传统的集中式SLAM算法随着环境信息的变化,存在着系统模型动态变化和状态量不断扩维的问题,无法保证SLAM系统的稳定性、一致性和实时性。针对集中式结构的问题,分布式SLAM算法根据每个观测到的有效特征点建立相应的分布式子系统,将系统模型的动态时变和不断扩维问题转变为了分布式子系统的动态更替问题,从而保证系统的稳定性、一致性和实时性。本文以分布式SLAM算法为基本研究内容,探索增强分布式SLAM系统实时性、稳定性和一致性等的有效途径,主要完成了以下研究内容:首先,从SLAM的基本原理出发,针对观测信息动态更替的实际情况建立了分布式SLAM算法的数学模型、系统模型,根据改进的模型阐述了分布式的计算方式,并将分布式计算和主流的滤波算法相结合,总结适合分布式框架的算法实现流程。最后,对比分析分布式SLAM和传统SLAM的不同,总结两者各自的优势和劣势。其次,针对SLAM系统实现过程中存在的动态重构问题,提出一种基于空间域划分的分布式SLAM算法,该算法结合分布式SLAM结构和粒子滤波的特点,提出了以下的改进措施:该算法依据两个路标点与机器人连线之间的夹角,将整个空间域中的路标点进行区域划分,保证每个子空间域内含有两个不共线的路标点,按照每个空间域内的路标点组合构建观测模型,同时改进发生重构时各子滤波器中粒子分布的动态调整过程,从而改善了系统在动态重构过程的精度和稳定性。最后,通过实际数据进行相关仿真试验证明该算法的可靠性。再次,从EKF-SLAM系统的收敛性、一致性等性能分析出发,探索建立分布式结构的EKF-SLAM系统,提出一种基于航向辅助的分布式SLAM算法(DH-EKF)。通过在子系统中引入航向信息,建立了航向辅助的分布式SLAM系统模型,并利用分布式扩展卡尔曼滤波(D-EKF)实现最优估计。通过对D-EKF-SLAM系统的收敛性和一致性分析,航向的观测信息可以有效提高分布式SLAM系统的观测性、收敛性和长期一致性,保证了分布式SLAM系统的有效性和实时性。最后,通过实际的移动平台,验证上述算法的精度和性能。最后,在基于航向辅助的分布式SLAM算法的基础上,针对分布式子滤波器估计精度存在的局限性问题,提出改进的分布式EKF方法。利用改进的线性化方法提高各子滤波器的估计精度,并考虑到一致性对系统的影响,改进分布式系统融合的方案,通过协方差矩阵子模块和匹配信息子模块,充分发挥分布式结构下观测信息的作用,保证系统在精度较高或一致性较高的情况下均能合理地做出融合判定。最后,通过实际移动平台实验证明,改进算法能有效地提高分布式SLAM算法在特殊环境变化时的稳定性和精度。

关键词：分布式SLAM 收敛性一致性航向辅助分布式EKF

人工智能技术在智能制造中的典型应用场景与标准体系研究

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中国工程科学 2018年第4期20卷 112-117页

作者：李瑞琪韦莎程雨航侯宝存中国电子技术标准化研究院北京100007 北京航天智造科技发展有限公司北京100039

针对人工智能在智能制造领域应用不断深入的趋势,本文基于企业关键绩效指标(KPI)的定义,分析了智能制造的系统实现形式,并进一步讨论了人工智能技术在智能制造中的主要作用;通过梳理人工智能在智能制造中的典型应用场景,从生命周期维度... 详细信息

针对人工智能在智能制造领域应用不断深入的趋势,本文基于企业关键绩效指标(KPI)的定义,分析了智能制造的系统实现形式,并进一步讨论了人工智能技术在智能制造中的主要作用;通过梳理人工智能在智能制造中的典型应用场景,从生命周期维度提出了人工智能在智能制造中的应用地图,总结了人工智能在智能制造应用中的共性技术,并以生产环节为例说明了人工智能技术对企业的影响;最后,提出了人工智能在智能制造中的标准体系。

关键词：人工智能智能制造企业关键绩效指标标准化

密闭环境中压力对现场混装乳化炸药微观结构和热稳定性的影响

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含能材料 2024年第10期32卷 1080-1090页

作者：潘长鑫刘锋毕如洁代伟朱正德程雨航安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232001

为研究螺杆泵送和中深孔装药时伴随的高压作用对现场混装乳化炸药基质微观结构和热稳定性的影响,采用光学显微镜、激光粒度仪、水溶性实验、热重与微商热重联用技术、Kissinger法和Ozawa法、Coats-Redfern法和?atava法,对常压、高压环... 详细信息

为研究螺杆泵送和中深孔装药时伴随的高压作用对现场混装乳化炸药基质微观结构和热稳定性的影响,采用光学显微镜、激光粒度仪、水溶性实验、热重与微商热重联用技术、Kissinger法和Ozawa法、Coats-Redfern法和?atava法,对常压、高压环境下基质的微观结构、粒径分布、析晶含量、热分解过程、热分解反应活化能、热分解机理函数和速率方程进行了研究。结果表明,从常压到高压,基质内相液滴出现聚合、破乳、析晶现象,粒径由3.717μm增大为4.474μm,硝酸铵晶体的析出量由0.0530 g增大为0.0640 g,乳液体系均一性减弱;基质的平均热分解起始温度T_(onset)由157.4℃升高为184.0℃,平均一阶微商热重峰温T_(p)由262.6℃升高为281.8℃,平均质量损失平均速率由0.1454%·s^(-1)升高为0.1476%·s^(-1),反应活化能由108.49 k J·mol^(-1)降低为84.74 k J·mol^(-1),高压下蒸发破乳释放的游离水可能造成了T_(onset)与T_(p)上升,热分解反应更容易发生;Ozawa法计算的活化能随着转化率增大的变化趋势不同,热分解反应的机理函数从Valensi方程变为反Jander方程,其速率方程也发生了变化。高压作用促进了基质内相液滴聚合、破乳、析晶过程,降低了热分解反应发生的活化能,减弱了体系均一性、热稳定性。

关键词：高压作用现场混装乳化基质微观结构热分解动力学

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TATP空中爆炸冲击波传播规律的试验研究

火炸药学报 2024年第10期47卷 921-930,I0003页

作者：刘锋黄国强李松林程雨航安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001

为研究三过氧化三丙酮(TATP)在空中的爆炸冲击波传播规律,使用拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对自制TATP进行了结构检测;而后利用冲击波测试系统测试了TATP在空中的爆炸冲击波参数,分析了峰值超... 详细信息

为研究三过氧化三丙酮(TATP)在空中的爆炸冲击波传播规律,使用拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对自制TATP进行了结构检测;而后利用冲击波测试系统测试了TATP在空中的爆炸冲击波参数,分析了峰值超压、正压作用时间、比冲量及冲击波速度随比例距离的变化规律;拟合了TATP的峰值超压、正压作用时间、冲量经验公式,计算了TATP的TNT当量。结果表明,TATP的峰值超压、比冲量随比例距离不断降低,衰减幅度也随比例距离减小,二者实测值平均为TNT的0.87倍与0.73倍,使用超压换算TATP的TNT当量为75.39%;正压作用时间受装药质量与装药距离的双重影响,装药质量与距离越大,正压作用时间越长;TATP与TNT正压作用时间随比例距离的平均上升速率分别为0.066和0.100,在近场TATP正压作用时间大于TNT,而当比例距离大于3.646 m/kg 1/3时,其正压作用时间逐渐小于TNT。表明TATP空中爆炸冲击波参数满足爆炸相似律,拟合所得经验公式适用于TATP爆炸威力评估及理论计算。

关键词：爆炸力学三过氧化三丙酮 TATP 空中爆炸冲击波 TNT当量

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阜阳卷馍特色小吃发展现状分析

合作经济与科技 2021年第20期 86-87页

作者：张敏敏刘青青程雨航陈立铜陵学院安徽·铜陵

随着国际化水平不断提高,越来越多的国外食物进入中国市场,使中国传统的地方性小吃受到挤压,从而逐渐在大众的视野里消失。然而,近年兴起的新媒体网络直播带货让美食销量大大提高,凭借网络带货的感染力逐步让很多可能只有当地或者很少... 详细信息

随着国际化水平不断提高,越来越多的国外食物进入中国市场,使中国传统的地方性小吃受到挤压,从而逐渐在大众的视野里消失。然而,近年兴起的新媒体网络直播带货让美食销量大大提高,凭借网络带货的感染力逐步让很多可能只有当地或者很少的人知道的地方性小吃被更多人认识和了解。本文以安徽省阜阳市卷馍为例,旨在研究新媒体时代地方性小吃营销策略。

关键词：特色小吃阜阳卷馍新媒体 SWOT分析

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基于微信小程序的预约挂号系统设计

长江信息通信 2023年第4期36卷 134-137页

作者：程雨航潘海宸王艳儒西华大学计算机与软件工程学院四川成都610039

微信小程序因其方便、体积小等优点,受到大量人群的青睐。如今,线下医疗服务中存在许多繁琐的程序,耽误了患者的及时就医。为了提高患者挂号的便利性,设计了微信小程序,实现医院远程挂号系统。系统的后端基于Java的SSM框架,前端使用***... 详细信息

微信小程序因其方便、体积小等优点,受到大量人群的青睐。如今,线下医疗服务中存在许多繁琐的程序,耽误了患者的及时就医。为了提高患者挂号的便利性,设计了微信小程序,实现医院远程挂号系统。系统的后端基于Java的SSM框架,前端使用***。通过该系统,患者可以随时在微信上进行远程挂号,为患者提供了便利,也提高了医院的服务和管理水平。

关键词：微信小程序 Java SSM 远程挂号 Vue.js

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大规模个性化定制技术与标准研究

信息技术与标准化 2017年第8期 15-19页

作者：韦莎马原野张通于印鹏程雨航李琳中国电子技术标准化研究院

分析当前国内外大规模个性化定制技术与标准情况,着重阐述在我国大力发展智能制造的背景下,以我国智能制造系统架构为出发点所提出的标准研究思路,以及术语、通用要求、需求交互规范、模块化设计规范等大规模个性化定制重点标准。

关键词：大规模个性化定制智能制造标准化

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我最欣赏的乐团——班得瑞

作文（初中年级） 2014年第1期 24-24页

作者：程雨航河南洛阳第四十三中学

他们,是阿尔卑斯山中的精灵,将大自然的音符,在琉璃湖中洗净,在山谷中细心雕琢,让空灵缥缈的音乐洗涤、滋润人们的心灵.他们就是——班得瑞乐团.班得瑞乐团深居在阿尔卑斯山山林之中,置身于欧洲的山野,这让班得瑞拥有了源源不断的创作灵... 详细信息

他们,是阿尔卑斯山中的精灵,将大自然的音符,在琉璃湖中洗净,在山谷中细心雕琢,让空灵缥缈的音乐洗涤、滋润人们的心灵.他们就是——班得瑞乐团.班得瑞乐团深居在阿尔卑斯山山林之中,置身于欧洲的山野,这让班得瑞拥有了源源不断的创作灵感,也找寻到了自然脱俗的音质.在这里,每一声虫鸣,每一声鸟叫,每一声落花流水,都被用各种方式记录下来.

关键词：阿尔卑斯山欣赏创作灵感大自然山谷

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基于多色域特征与物理模型的水下图像增强

智能系统学报 2025年

作者：张瑞航林森沈阳理工大学自动化与电气工程学院

水下智能机器人在探测海洋信息时易受悬浮颗粒和光衰减现象的干扰，导致视觉图像退化，造成色彩扭曲、细节模糊等现象。针对上述问题，提出基于多色域特征与物理模型的水下图像增强。首先，设计多色域特征聚合网络，旨在利用不同色域空... 详细信息

水下智能机器人在探测海洋信息时易受悬浮颗粒和光衰减现象的干扰，导致视觉图像退化，造成色彩扭曲、细节模糊等现象。针对上述问题，提出基于多色域特征与物理模型的水下图像增强。首先，设计多色域特征聚合网络，旨在利用不同色域空间提供的信息帮助图像颜色恢复。其次，为获取到更真实的视觉效果，对白平衡算法进行推广，并将深度学习算法与水下光学成像模型结合，以数据驱动的方式求解清晰图像。最后，提出多色域轮换模式对网络进行训练，在不同色域空间中搜索最优解。实验证明，该方法在色彩平衡、细节恢复方面效果显著，相比经典算法与前沿算法更具优势，在特征点匹配与显著性检验任务中满足水下智能机器人视觉系统对图像清晰度的要求。

关键词：水下图像增强成像模型深度学习多色域空间特征聚合轮换训练算法推广卷积神经网络