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移动机器人的自主路径规划

移动机器人的自主路径规划

作者：林圻泓盐城工学院

学位级别：硕士

移动机器人在工作和生活中有着广泛应用,路径规划技术则成为该领域的一个关键且复杂的研究热点。为了提高移动机器人平台的安全性、稳定性和快速性,本文提出了改进的路径规划算法:批通知树算法BIT*(batch informed trees)改进的批通知... 详细信息

移动机器人在工作和生活中有着广泛应用,路径规划技术则成为该领域的一个关键且复杂的研究热点。为了提高移动机器人平台的安全性、稳定性和快速性,本文提出了改进的路径规划算法:批通知树算法BIT*(batch informed trees)改进的批通知树算法ABIT*(Advanced BIT*)以及结合控制屏障功能CBF(Control Barrier Function)和线性二次型调节器LQR(Linear Quadratic Regulator)的快速拓展随机树算法LQR-CBF-RRT*,并通过模拟实验和实际移动机器人硬件平台进行了验证。首先,为解决传统批处理通知树算法路径规划效率低下的问题,采用了批通知树算法算法。该算法通过合理选择随机几何图参数来降低图的复杂性,同时保持逐渐逼近最优解的能力。通过启发式搜索从起点开始构建搜索树,该算法在仅包含无碰撞边缘的情况下,添加更多样本并更新参数(如半径r和邻近点数量k),构建更密集的隐式随机几何图参数,使用增量搜索技术更新搜索树。重复此过程,来提升算法解决方案的质量。与OMPL平台中的常用规划器:RRT、RRT＿Connect、Extended＿RRT等对比,BIT*是唯一在超过58%的试验中都能更快地找到解决方案,显示出更好的收敛性和效率。其次,基于BIT*算法每次仅返回一个近似解的问题,提出了ABIT*算法。ABIT*使用g(s),r(s)两个关键代价函数,并通过在边队列中膨胀成本估计,结合图形搜索与基于采样的渐近最优规划器,快速找到初始解并收敛于最优解。与BIT*相比,ABIT*避免了在不准确的近似解中浪费计算资源,展现出更优的性能。最后,为解决CBF在实际控制中计算成本高的问题,提出LQR-CBF-RRT*算法。该算法将LQR控制和CBF集成到路径规划中,存储先前计算的反馈增益,减少了LQR重复计算和计算局部线性化模型的频率。此外,通过采用交叉熵方法的重要性采样(IS)替换了传统的均匀采样方法,有效提升了路径规划的效率,同时确保了规划过程的安全性。该算法框架不仅适用于线性和非线性控制仿射系统,还可以轻松扩展到满足CBF的离散时间系统。在验证上述算法的实际应用效果时,设计了一个基于这些算法的硬件实验平台。这个平台由Open MV视觉传感器和TIMCU移动机器人底盘组成。在这个实验中,Open MV视觉传感器的主要任务是识别环境中的Tag标签,以辅助机器人进行精准定位。与此同时,NCHD1灰度传感器负责搜集环境中的障碍物信息,为机器人规避障碍提供数据支持。TIMCU则作为移动机器人的核心部件,不仅承担着移动的任务,同时也处理运动信息的计算和传输工作。这种设计集成了视觉传感、障碍检测和机器人控制等多个方面,形成了一个综合性的实验平台,旨在全面检验所提算法的可行性和有效性。

关键词：移动机器人自主路径规划批通知树算法改进的批通知树算法控制屏障功能和线性二次型调节器快速拓展随机树算法 OpenMV

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理解新质生产力内涵特征的三重维度

西安交通大学学报（社会科学版） 2024年第4期44卷 12-19页

作者：潘建屯陶泓伶汕头大学马克思主义学院广东汕头515063 西南石油大学马克思主义学院四川成都610500

新质生产力之“新”体现为核心动力之“新”、生产依托之“新”和目标旨意之“新”三重维度,其是以科技创新为核心动能,以新兴产业和未来产业为生产依托,以高质量发展为目标旨意的先进生产力。习近平总书记关于新质生产力的论述是马克... 详细信息

新质生产力之“新”体现为核心动力之“新”、生产依托之“新”和目标旨意之“新”三重维度,其是以科技创新为核心动能,以新兴产业和未来产业为生产依托,以高质量发展为目标旨意的先进生产力。习近平总书记关于新质生产力的论述是马克思主义唯物史观基本范畴的重大创新,是马克思主义中国化、时代化的最新理论成果,是习近平经济思想的重要组成部分。科技创新、新兴产业和未来产业、高质量发展,是新质生产力的三大内涵特征,也是新质生产力的“新”之所在,由此规定了未来生产力发展的实践动向。新质生产力为中国科技创新、产业转型等重大实践问题提供了理论支撑和指引,为中国在经济上实现弯道超车提供了强力支撑。

关键词：新质生产力科技创新新兴产业未来产业产业体系高质量发展

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谷胱甘肽的类氧化酶Au@MnO_(2)粒子刻蚀荧光检测方法

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光学学报 2024年第4期44卷 329-335页

作者：肖传豪梁慧丽濮阳职业技术学院河南大学濮阳工学院河南濮阳457000 濮阳市中医院检验科河南濮阳457000

设计合成了一种UFO状的具有类氧化酶性质的Au@MnO_(2)纳米粒子。Au@MnO_(2)可催化邻苯二胺(OPD)和氧气反应,生成具有荧光的2,3-二氨基吩嗪(DAP)。加入谷胱甘肽(GSH)后,GSH对MnO_(2)的蚀刻导致纳米粒子的催化能力降低,从而使DAP的荧光强... 详细信息

设计合成了一种UFO状的具有类氧化酶性质的Au@MnO_(2)纳米粒子。Au@MnO_(2)可催化邻苯二胺(OPD)和氧气反应,生成具有荧光的2,3-二氨基吩嗪(DAP)。加入谷胱甘肽(GSH)后,GSH对MnO_(2)的蚀刻导致纳米粒子的催化能力降低,从而使DAP的荧光强度减弱,可实现对GSH的荧光灵敏检测。在560 nm处的荧光强度与GSH浓度(0.01~10μmol/L和50~1000μmol/L)呈良好的线性关系,检测限为0.003μmol/L。此外,该体系对GSH具有很好的选择性,不受其他离子和氨基酸的干扰。重要的是,该传感器不仅可检测水溶液中的GSH,而且可成功检测血清中的GSH。所提方法具有灵敏度高、抗干扰能力强、操作简单等优点,在生物分析和疾病诊断中具有一定的潜力。

关键词：荧光 Au@MnO_(2)纳米粒子类氧化酶谷胱甘肽

撞击流-共沉淀法制备三水碳酸镁的工艺优化及结晶动力学

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过程工程学报 2024年第5期24卷 533-545页

作者：张建伟邹显泓董鑫冯颖沈阳化工大学机械与动力工程学院辽宁沈阳110142

采用新型撞击流技术结合共沉淀法制备三水碳酸镁(MgCO_(3)·3H_(2)O)晶体,对MgCO_(3)·3H_(2)O制备的工艺条件及其结晶动力学进行了研究。实验以长径比为指标讨论了反应物浓度c、反应温度T、循环撞击流量Q和循环撞击时间t对MgCO_(3)·3H... 详细信息

采用新型撞击流技术结合共沉淀法制备三水碳酸镁(MgCO_(3)·3H_(2)O)晶体,对MgCO_(3)·3H_(2)O制备的工艺条件及其结晶动力学进行了研究。实验以长径比为指标讨论了反应物浓度c、反应温度T、循环撞击流量Q和循环撞击时间t对MgCO_(3)·3H_(2)O晶体形貌及结构的影响。实验的最佳工况为:反应物浓度0.25 mol/L、反应温度50℃、循环撞击流量500 L/h、循环撞击时间50 min,在该工况下可得到长径比为20、晶体平均长度为57.3μm的MgCO_(3)·3H_(2)O晶体。运用粒数衡算模型分析晶核粒数密度、生长速率以及成核速率。最佳工况下晶体成核速率为2.061×10^(6)#/(mL·min)、生长速率为0.148μm/min。得出了撞击流-共沉淀法反应体系下各因素的成核、生长动力学方程,确定了各因素对晶体生长影响的敏感系数i。各影响因素得到的敏感系数呈现的关系为iQ

关键词：撞击流三水碳酸镁粒数衡算模型结晶动力学生长速率

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数字赋能、市场分割与出口产品质量

当代经济科学 2024年第3期46卷 95-110页

作者：张倩肖段义学西安交通大学经济与金融学院陕西西安710061

数字经济对企业的生产选择和贸易行为产生了深远的影响。采用2011—2015年沪深A股上市企业与中国国家海关数据库的匹配数据,运用面板固定效应和中介效应模型,从市场分割的视角出发分析数字赋能对出口产品质量的影响效应和作用机制。实... 详细信息

数字经济对企业的生产选择和贸易行为产生了深远的影响。采用2011—2015年沪深A股上市企业与中国国家海关数据库的匹配数据,运用面板固定效应和中介效应模型,从市场分割的视角出发分析数字赋能对出口产品质量的影响效应和作用机制。实证结果表明,数字赋能、市场分割均对出口产品质量有提升作用,而数字赋能和市场分割的交互作用却会抑制出口产品质量升级。异质性检验结果表明,数字赋能和市场分割的交互作用会对国有性质、有海外子公司、位于中西部地区和生产非高技术含量产品企业的出口产品质量产生更明显的抑制效果。此外,数字赋能和市场分割会通过提升企业市场势力、缓解融资约束和增强进口强度影响出口产品质量。据此提出加快企业数字化转型,持续推进全国统一大市场建设,建立全要素、全过程、全数据的质量保证管理体系的政策建议。

关键词：数字赋能数字化转型市场分割出口产品质量

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考虑无人机飞行时间的能耗与数据量联合优化

计算机工程与应用 2024年第1期60卷 271-280页

作者：朱江肖津重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

在无线传感网络中运用无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)通信进行数据采集是一项有价值的技术。针对UAV在有限时间内的数据采集任务,提出了一种考虑系统数据量、节点传输能耗和UAV飞行能耗的联合优化方案。该方案的决策空间包括UAV... 详细信息

在无线传感网络中运用无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)通信进行数据采集是一项有价值的技术。针对UAV在有限时间内的数据采集任务,提出了一种考虑系统数据量、节点传输能耗和UAV飞行能耗的联合优化方案。该方案的决策空间包括UAV轨迹与传输调度,复杂度较高。由于联合优化是NP难问题,基于决策空间降维,将优化过程分为初始轨迹优化和二次轨迹优化两步。针对初始轨迹优化,提出基于贪心算法和禁忌搜索算法的优化方案,实现节点选择并得到UAV初始轨迹;针对二次轨迹优化,运用离散化方法转换原问题,采用逐次凸逼近算法进行优化,得到其有效次优解。仿真结果表明,所提优化方案能够在满足时间约束的前提下,提高UAV采集的数据量,并降低UAV和节点的能耗。

关键词：无人机通信旋翼无人机轨迹优化

“第二个结合”破解“古今中西之争”：价值、逻辑与实践空间

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求索 2024年 181-187页

作者：肖卜文湖南师范大学马克思主义学院湖南中医药大学马克思主义学院

党的十八大以来，习近平创造性提出“第二个结合”，引领社会主义文化建设取得重大成就，既为破解“古今中西之争”创造了时代条件和实践基础，又为破解“古今中西之争”提供了科学的世界观和方法论。“第二个结合”破解“古今中西之争... 详细信息

党的十八大以来，习近平创造性提出“第二个结合”，引领社会主义文化建设取得重大成就，既为破解“古今中西之争”创造了时代条件和实践基础，又为破解“古今中西之争”提供了科学的世界观和方法论。“第二个结合”破解“古今中西之争”的内在逻辑，就在于它坚定了文化自信，筑牢了道路根基，巩固了文化主体性，造就了新的文化生命体，加速了文明更新，打开了面向未来的创新空间。从彼此契合、守正创新、开放包容、明体达用、互相成就等维度分析发现，“第二个结合”可以推进实现破解“古今中西之争”。

关键词： “第二个结合” “古今中西之争” 习近平文化思想

一种阴离子浸出策略合成金属羟基氧化物用于电催化甘油氧化

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物理化学学报 2024年第7期40卷 48-51页

作者：王烨葛瑞翔刘翔李敬段昊泓清华大学化学系清华大学化学系稀土新材料教育部工程研究中心

亲核氧化反应在可持续生产增值化学品中扮演着重要角色。电催化甘油氧化反应作为亲核氧化反应的一种重要类型,可以制得包括甲酸在内的C1至C3衍生产物。非贵金属氢氧化物/羟基氧化物被广泛应用于甘油氧化反应,但在中等电位下难以达到工... 详细信息

亲核氧化反应在可持续生产增值化学品中扮演着重要角色。电催化甘油氧化反应作为亲核氧化反应的一种重要类型,可以制得包括甲酸在内的C1至C3衍生产物。非贵金属氢氧化物/羟基氧化物被广泛应用于甘油氧化反应,但在中等电位下难以达到工业级电流密度(大于300 mA·cm-2)。研究表明,氢氧化物/羟基氧化物催化的甘油氧化反应通过间接氧化机理进行,即通过电生成的含有亲电吸附氧的羟基氧化物氧化亲核试剂（甘油）。因此,理解甘油氧化反应中电催化剂的演变至关重要。在本文中,通过循环伏安法活化钼酸镍（NiMoO4）,开发了一种钼掺杂的羟基氧化镍（Mo-NiOOH）催化剂。通过多种表征方法对Mo-NiOOH进行了系统表征,结果显示,Mo-NiOOH继承了NiMoO4前驱体的纳米片阵列形貌,但Mo含量降低,证明循环伏安法活化后实现了从氧化物到羟基氧化物的相重构。此外,Mo-NiOOH中Ni3+/Ni2+的比例高于循环伏安法活化制备的NiOOH。在活化过程中,Mo物种从NiMoO4中浸出,制备得到的Mo-NiOOH保留了NiMoO4前驱体的纳米片阵列形貌。与氢氧化镍(Ni（OH）2)经循环伏安法活化合成的NiOOH相比,Mo-NiOOH具有更高的Ni3+/Ni2+比例以及更高的电化学比表面积（ECSAs）,且促进了Ni2+氧化为Ni3+。因此,Mo-NiOOH达到高电流密度(400mA·cm-2)的电位（1.51V ***）低于NiOOH （1.84 V ***）。此外,Mo-NiOOH表现出高于NiOOH的甲酸盐法拉第效率（84.7%vs.59.6%）,表明钼掺杂加速了碳-碳键断裂。多电位阶跃实验显示,NiOOH和Mo-NiOOH催化的甘油电氧化通过类似的羟基氧化物介导的间接氧化机理进行。原位电化学阻抗谱和原位拉曼光谱证实,Mo掺杂促进了甘油氧化反应动力学以及Ni2+氧化为Ni3+的过程,导致Mo-NiOOH比NiOOH具有更高的活性和甲酸选择性。本研究通过可溶性阴离子浸出策略来调节羟基氧化物表面结构,为设计高性能亲核氧化反应电催化剂提供了指导。

关键词：循环伏安法活化电催化甘油电氧化羟基氧化物重构

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基于学术网络的跨学科论文推荐研究

情报学报 2024年第5期43卷 516-527页

作者：杜瑾熊回香向瀛泓华中师范大学信息管理学院武汉430079

为满足情报学科研人员对跨学科论文的需求,本文构建了基于学术网络的跨学科论文推荐模型。首先,根据论文关键词耦合网络及作者对论文的引用网络特征,挖掘作者与论文的相关性,实现基于关键词耦合的论文推荐;其次,利用作者引文耦合网络特... 详细信息

为满足情报学科研人员对跨学科论文的需求,本文构建了基于学术网络的跨学科论文推荐模型。首先,根据论文关键词耦合网络及作者对论文的引用网络特征,挖掘作者与论文的相关性,实现基于关键词耦合的论文推荐;其次,利用作者引文耦合网络特征及作者跨学科引用关系、论文共被引关系与论文的学科属性,分别挖掘作者与论文的跨学科性,并计算跨学科性相似度,实现基于学科相似性的论文推荐;最后,结合基于关键词耦合的论文推荐和基于学科相似性的论文推荐,实现跨学科论文混合推荐。以CSSCI(Chinese Social Sciences Citation Index)数据库中的数据对模型进行验证,实证结果表明,本文提出的推荐模型推荐结果具备跨学科性;与基于关键词耦合的论文推荐方法相比,结合跨学科特征后在作者推荐成功率、平均准确率和平均召回率上均有提高。

关键词：情报学跨学科学术网络论文推荐