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三轮全向移动机器人设计与里程计校正方法研究

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三轮全向移动机器人设计与里程计校正方法研究

作者：简傲武汉科技大学

学位级别：硕士

随着计算机技术和人工智能的发展,移动机器人广泛应用于多种领域,可以有效的帮助人们完成各类工作。本文围绕移动机器人的运动控制和里程计校正方法展开研究,搭建了三轮全向移动机器人（Three-Wheeled Omnidirectional Mobile Robot,TW... 详细信息

随着计算机技术和人工智能的发展,移动机器人广泛应用于多种领域,可以有效的帮助人们完成各类工作。本文围绕移动机器人的运动控制和里程计校正方法展开研究,搭建了三轮全向移动机器人（Three-Wheeled Omnidirectional Mobile Robot,TWOMR）,并开发了相应的软硬件系统,基于模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）理论,设计了一种适用于TWOMR的轨迹跟踪控制器,并以此为基础提出了一种基于扩展卡尔曼滤波（Extended Kalman Filter,EKF）的里程计校正方法来提高TWOMR的里程精度。本文工作如下:1、从结构稳定,成本低廉,便于改装的角度出发,设计了三轮全向移动底盘的整体架构。以机器人操作系统（Robot Operating System,ROS）为基础,设计了底盘系统的管理节点,完成了上位机与底盘控制器之间的信息交互,能够有效的完成控制命令的发布和传感器信息的采集等任务。2、推导了三轮全向移动机器人运动学模型。针对传统的轨迹跟踪方法存在的不足,为TWOMR设计了一种基于MPC的轨迹跟踪控制器,在Matlab下搭建仿真模型,进行多种轨迹跟踪实验,验证了所设计控制器控制律的可行性。3、分析了移动机器人的里程误差来源,结合所设计的MPC轨迹跟踪控制器,为TWOMR设计了一种基于扩展卡尔曼滤波的里程计校正方法,并与传统里程计校正方法进行了对比分析,仿真和实物实验符合预期,验证了算法的有效性。

关键词：三轮全向移动机器人模型预测控制扩展卡尔曼滤波里程计

公路隧道下穿输水隧洞施工方案比选及优化研究

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公路隧道下穿输水隧洞施工方案比选及优化研究

作者：简傲松华南理工大学

学位级别：硕士

随着各类交通隧道和水工隧洞的加速建设,公路隧道下穿既有输水隧洞的情况频繁发生。目前国内外的学者针对隧道穿越施工问题做了大量的研究工作,取得了丰硕的成果,但是较少有人针对既有结构物为输水隧洞的穿越工程进行研究。本文依托珠... 详细信息

随着各类交通隧道和水工隧洞的加速建设,公路隧道下穿既有输水隧洞的情况频繁发生。目前国内外的学者针对隧道穿越施工问题做了大量的研究工作,取得了丰硕的成果,但是较少有人针对既有结构物为输水隧洞的穿越工程进行研究。本文依托珠海市黑白面将军山公路隧道下穿既有供澳输水隧洞工程,在调研相关研究成果的基础上,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,研究了采用上下台阶法、三台阶法、CD法和双侧壁导坑法等不同工法施工时,公路隧道下穿既有输水隧洞对交叉段稳定性的影响规律,通过开展多因素方案比选确定了CD法、三台阶法为依托工程的合理开挖方法,并基于正交试验设计原理对三台阶法的上台阶开挖高度、上台阶长度、下台阶长度和单步开挖进尺等开挖参数进行了优化研究。主要研究内容与结论如下:(1)基于弹塑性力学的基本理论,对围岩的初始应力状态、单孔圆形洞室开挖和支护后导致的二次和三次应力状态、近接隧道开挖后的应力状态进行了阐释;在此基础上介绍了国内外关于近接隧道的基本分类,以及在近接度和影响区划分方面的代表性成果;分析了下穿工程中较为重要的影响因素,为本文后续研究的展开奠定了理论基础。(2)调研了国内常用的公路隧道下穿输水隧洞的开挖工法,并对各工法的适用条件和特点进行了分析。依托珠海市黑白面将军山公路隧道下穿既有供澳输水隧洞工程,基于有限差分软件FLAC3D建立了隧道交叉段的精细化三维数值模型。根据工程的实际施工情况,首先,采用CD法模拟了左线公路隧道(已施工)的开挖过程,数值模拟结果显示左线公路隧道拱顶累计沉降量为6.53 mm,达到了监测值的94.64%,验证了模型的可靠性;随后,分别采用上下台阶法、三台阶法、CD法、双侧壁导坑法模拟了右线公路隧道(待施工)的开挖过程。数值模拟结果显示,不同开挖方案中右线公路隧道拱顶处围岩累计沉降分别为:CD法(6.22 mm)<双侧壁导坑法(6.42 mm)<三台阶法(6.54 mm)<上下台阶法法(7.36 mm);既有输水隧洞底板处最大累计沉降分别为:CD法(4.90 mm)<双侧壁导坑法(4.93 mm)<三台阶法(4.95 mm)<全断面法(5.23mm);此外,针对不同工法开挖导致的输水隧洞衬砌应力和交叉段围岩塑性区发展情况也进行了分析。最终综合考虑各工法对交叉段围岩变形的控制效果、开挖效率、工程成本等因素,认为将CD法和三台阶法选作备选方案是较为合理的。(3)采用数值模拟与正交试验相结合的方法,对右线隧道的三台阶法开挖方案进行了参数优化研究。选取了“上台阶高度、上台阶长度、下台阶长度、单次开挖进尺”四个因素,每个因素对应三个水平,设计了四因素三水平正交试验。分别以“公路隧道拱顶沉降、公路隧道侧墙收敛、输水隧洞底板沉降”作为考察指标,采用直观分析法和方差分析法对试验结果进行了分析,明确了不同评价指标下,各开挖参数对试验结果的影响主次顺序。分析结果表明:在选取的四个因素中,上台阶高度对各个考察指标的影响均为高度显著,在进行上台阶施工时,需要加强对隧道拱顶沉降、周边收敛等指标的监控量测;综合考虑施工安全性和开挖效率,建议上台阶高度取5 m,上台阶长度取40m、下台阶长度取40 m、单次开挖进尺取3 m。

关键词：近接施工输水隧洞施工方案比选正交试验开挖参数优化

基于多阈值几何分割算法的膨胀土裂隙特征分析

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河南理工大学学报（自然科学版） 2023年第1期42卷 194-200页

作者：简傲松徐国元华南理工大学土木与交通学院广东广州510641

为了解膨胀土微细裂隙特征,根据CT扫描技术原理,建立一种多阈值几何分割算法,对膨胀土土体组成成分进行划分,重建膨胀土微观裂隙的三维结构。结果表明,多阈值几何分割算法能够准确分割出CT图像中的不同成分。完整的膨胀土可分为裂隙、... 详细信息

为了解膨胀土微细裂隙特征,根据CT扫描技术原理,建立一种多阈值几何分割算法,对膨胀土土体组成成分进行划分,重建膨胀土微观裂隙的三维结构。结果表明,多阈值几何分割算法能够准确分割出CT图像中的不同成分。完整的膨胀土可分为裂隙、潜在裂隙、土颗粒、姜石或铁锰结核4种成分。膨胀土中的裂隙主要为管状和片状分布,裂隙分布呈各向异性。潜在裂隙的灰度值或密度介于裂隙与土颗粒之间。潜在裂隙呈不规则网状分布,几乎遍布整个土壤空间,体积含量较高。

关键词： CT 多阈值分割膨胀土裂隙

叶尖小翼周向最宽位置对高负荷压气机级特性影响的研究

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推进技术 2024年第4期45卷 70-81页

作者：赵傲胡义吴宛洋钟兢军上海海事大学商船学院上海201306

针对叶尖小翼扩稳技术,采用数值方法在改变叶尖小翼宽度的基础上,考虑了叶尖小翼几何形状的周向最宽位置对高负荷压气机级性能的影响。研究结果表明,叶尖小翼宽度越大且最宽位置靠近叶片两端时,压气机级的稳定工作裕度的提升越明显。叶... 详细信息

针对叶尖小翼扩稳技术,采用数值方法在改变叶尖小翼宽度的基础上,考虑了叶尖小翼几何形状的周向最宽位置对高负荷压气机级性能的影响。研究结果表明,叶尖小翼宽度越大且最宽位置靠近叶片两端时,压气机级的稳定工作裕度的提升越明显。叶尖小翼宽度为2.0倍叶顶宽度时,且周向最宽位置位于转子前缘25%轴向弦长时,叶尖小翼最多使叶顶泄漏流的质量流量减少了7.66%,提升了压气机级通道内流体的轴向速度,抑制了转子及静子叶片叶表的分离情况,从而延缓了压气机级的失速,压气机级的稳定工作裕度提升了29.18%。

关键词：高负荷压气机叶尖小翼级特性稳定工作裕度数值研究

基层治理示范效应的生成与异化研究——以A市X社区的旧改典型示范项目建设为例

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公共管理学报 2024年第3期 137-151+175页

作者：崔子傲张平东北大学文法学院

典型示范作为中国情境中的一种政策执行工具，在治理实践中发挥着举足轻重的作用。通过对A市老旧小区改造过程中X社区典型示范创建的过程分析，发现典型示范创建不仅仅是一种政策工具应用，也是一种深入的政治和社会互动过程，有其独特... 详细信息

典型示范作为中国情境中的一种政策执行工具，在治理实践中发挥着举足轻重的作用。通过对A市老旧小区改造过程中X社区典型示范创建的过程分析，发现典型示范创建不仅仅是一种政策工具应用，也是一种深入的政治和社会互动过程，有其独特的运作逻辑和作用机制。本文将典型示范的运作逻辑理解为多行动主体按照情境规则形成的组织模式变化过程，涉及多方的塑造动力和相互作用。在典型示范建设的动态过程中，随着任务情境流转，基层治理中的行动主体面临内外要素不同组合驱动，卷入典型示范创建竞赛，并产生了相应的行动逻辑。研究发现：通过阶段性建设累积和集成式资源配置，助推形成了“以点带面”的典型示范效应，基于科层制度下的官僚主义主导着政社间的互动关系，决定了创建行动者之间的角色位序，酝酿着典型示范创建目标替代及效应异化的风险，必须防范其对正向效能及治理总体绩效的侵蚀。

关键词：典型示范创建内外驱动行为逻辑异化风险基层治理

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基于双路径编码的遥感建筑物图像分割方法

计算机科学与探索 2024年

作者：苏赋李沁马傲西南石油大学电气信息学院

高分辨率遥感图像建筑物分割是遥感影像研究的热点之一，而高分辨率遥感图像中建筑物尺度多样容易导致错分割、漏分割和边界模糊。针对上述问题，基于U-Net网络结构提出了一种双路径编码的遥感建筑物图像分割网络(double coder U-shaped... 详细信息

高分辨率遥感图像建筑物分割是遥感影像研究的热点之一，而高分辨率遥感图像中建筑物尺度多样容易导致错分割、漏分割和边界模糊。针对上述问题，基于U-Net网络结构提出了一种双路径编码的遥感建筑物图像分割网络(double coder U-shaped network，DCU-Net)。DCU-Net在U-Net上加入一条并行编码路径，形成双路径编码结构。在编码阶段设计了密集残差编码模块(dense residual coding module，DRCM)和多尺度空洞卷积编码(multiscale dilated convolutional coding module，MDCCM)以增强多尺度特征提取。在网络中加入双路融合注意力模块(dual-channel fusion attention module，DFAM)，增强网络对特征的表达能力。为验证网络有效性，在WHU与Massachusetts数据集上进行实验，召回率、F1分数和交并比指标在WHU上达到91.26%、92.33%和86.15%，在Massachusetts Buildings上达到81.64%、84.33%和82.72%。结果表明，DCU-Net对于不同尺度的建筑物提取有较高的提取精度。

关键词：遥感影像建筑物分割双路径编码注意力机制多尺度特征

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融合多尺度特征的脑肿瘤分割算法

光电子·激光 2024年

作者：苏赋马傲李沁西南石油大学电气信息学院

脑肿瘤核磁共振图像分割是脑肿瘤诊断和治疗的重要环节，针对U-Net网络结构对图像特征感受野大小有所限制、上下文信息存在鸿沟导致的分割准确率较低的问题，本文提出了一种融合多尺度特征的脑肿瘤核磁共振图像分割算法。首先，设计了... 详细信息

脑肿瘤核磁共振图像分割是脑肿瘤诊断和治疗的重要环节，针对U-Net网络结构对图像特征感受野大小有所限制、上下文信息存在鸿沟导致的分割准确率较低的问题，本文提出了一种融合多尺度特征的脑肿瘤核磁共振图像分割算法。首先，设计了一种多尺度聚合模块(multiscale aggregation module， MAM)来替换原始U-Net网络中的常规卷积层，增加网络的深度以及宽度，来捕获特征图的边界细节信息。其次，在跳跃连接中用上下文空洞空间金字塔模块(context atrous spatial pyramid， CASP)代替直接拼接操作，扩大网络的感受野，增强对不同尺度大小的病灶的提取能力。最后，在U型的底部设计了一种多层次聚合注意力模块(multi-level aggregation attention， MAA)，使网络模型关注图像分割区域有效特征，排除背景噪声。将改进算法在癌症基因组图谱(脑肿瘤数据)数据库上进行实验验证，其结果表明所提算法的平均交并比、Dice系数、敏感性、特异性、准确率等指标分别为：91.39%、92.81%、89.14%、99.95%、95.78%。

关键词： MRI脑肿瘤分割特征聚合空洞空间金字塔混合注意力机制

文学创新与文化建构——论汤亭亭的跨语言写作

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中国文学研究 2024年第1期 191-199页

作者：钟家傲湖南大学文学院湖南长沙410082

汤亭亭的文学性与文化性特色在其跨语言写作中有着充分展示。她将粤方言、标准汉语及中式的洋泾浜英语纳入了自己的文学语言之中,有机地达成了英语与汉语两种语言的跨语言写作。她的异质语言文字的整合运用写作实践中蕴含着多重文化指... 详细信息

汤亭亭的文学性与文化性特色在其跨语言写作中有着充分展示。她将粤方言、标准汉语及中式的洋泾浜英语纳入了自己的文学语言之中,有机地达成了英语与汉语两种语言的跨语言写作。她的异质语言文字的整合运用写作实践中蕴含着多重文化指涉。借助跨语言写作,汤亭亭在一定程度上实现了她创作另类诗化小说的理想。以汤亭亭为代表的华裔作者在跨语言写作中结合了中西文化,较好地实现了异质文化的融合。这既是文学创新,也是文化建构,从侧面展现了中国文化和思想在异域的极强生命力,具有较大的理论价值和现实意义。

关键词：汤亭亭文学语言跨语言写作中国文化文化建构

国外学术出版机构开放科学实践对比分析及启示

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中国科技期刊研究 2024年第1期35卷 17-24页

作者：闫冬傲陈方中国科学院成都文献情报中心四川省成都市610299 中国科学院大学经济与管理学院信息资源管理系北京市100190

【目的】调查国外学术出版机构参与开放科学建设的具体实践,为我国学术出版开放科学建设提供借鉴。【方法】通过网络调研和文献梳理,对国外10家学术出版机构的出版实践进行分析,主要研究其在科技期刊、科学专著、科学数据、同行评议等... 详细信息

【目的】调查国外学术出版机构参与开放科学建设的具体实践,为我国学术出版开放科学建设提供借鉴。【方法】通过网络调研和文献梳理,对国外10家学术出版机构的出版实践进行分析,主要研究其在科技期刊、科学专著、科学数据、同行评议等方面的实践举措与开放模式。【结果】国外学术出版机构的出版模式以金色开放获取为主,但开放资源占比各有不同。开放出版资金运作以资源处理费为核心,同时出现集体支付、众筹等可持续开放出版实践。国外学术出版机构通过弹性开放政策逐步推进科研数据、同行评议报告等附属研究成果同步开放,丰富学术交流生态。利用资源平台集成多种类开放资源,方便用户访问和使用。【结论】我国学术出版机构应顺应开放科学发展态势,调整出版业务结构,推进期刊开放出版业务纵深发展,横向扩展不同资源载体的开放科研成果。关注以作者为中心的服务模式,满足作者的开放出版需求。构建跨部门的开放协作网络,集成内容、资金、出版服务与资源平台,提升开放出版的集体效能。

关键词：学术出版机构开放科学开放出版科技期刊