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分层优化机制引导的视觉机械臂联合模型优化

计算机应用研究 2022年第11期39卷 3378-3384页

作者：毛卉陈立家范贤博俊王敏王晨露董孟豪中国联通开封分公司河南开封475000 河南大学物理与电子学院河南开封475000

针对视觉机械臂系统整体精度不高、不易部署、校准成本高的问题,提出了具有分层优化机制的自适应多精英引导的复合差分进化算法(AMECoDEs-LO)。首先,对机械臂运动学模型和手眼标定外参模型进行系统集成;然后,以AMECoDEs算法为基础对种... 详细信息

针对视觉机械臂系统整体精度不高、不易部署、校准成本高的问题,提出了具有分层优化机制的自适应多精英引导的复合差分进化算法(AMECoDEs-LO)。首先,对机械臂运动学模型和手眼标定外参模型进行系统集成;然后,以AMECoDEs算法为基础对种群中阶段性数据进行主成分分析,按照当前代各维度向量支配度的不同,划分参数优化的优先级,以参数降维优化的思想实现了对种群收敛精度和速度的隐式引导,在仿真和真实环境下与现有的一流演化算法进行了对比验证;最后针对视觉传感器对环境噪声敏感问题,加入不同强度的高斯白噪声验证系统的鲁棒性。实验结果表明,该算法精度高、收敛速度快、鲁棒性好且不需要额外的校准仪器,可用于视觉机械臂的快速部署。

关键词：视觉机械臂分层优化主成分分析鲁棒性

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鲁棒的视觉机械臂联合建模优化方法

计算机应用 2023年第3期43卷 962-971页

作者：范贤博俊陈立家李珅王晨露王敏王赞刘名果河南大学物理与电子学院河南开封475004 开封平煤新型炭材料科技有限公司河南开封475002

针对视觉机械臂在复杂系统环境下整体精度不高、不易部署、校准成本高的问题,提出一种鲁棒的视觉机械臂联合建模优化方法。首先,对视觉机械臂的各个子系统模型进行集成,在机械臂的工作空间随机采集伺服电机转角、机械臂末端坐标等数据... 详细信息

针对视觉机械臂在复杂系统环境下整体精度不高、不易部署、校准成本高的问题,提出一种鲁棒的视觉机械臂联合建模优化方法。首先,对视觉机械臂的各个子系统模型进行集成,在机械臂的工作空间随机采集伺服电机转角、机械臂末端坐标等数据。其次,提出一种具有分层优化机制的自适应多精英引导复合差分进化算法(AMECoDEs-LO),使用参数辨识的方法同时优化联合系统参数。AMECoDEs-LO对种群中阶段性的数据进行主成分分析(PCA),以参数降维的思想实现对收敛精度和速度的隐式引导。实验结果表明,在AMECoDEs-LO和联合系统模型的作用下,视觉机械臂在校准过程中不需要额外的仪器,部署速度快,最终精度相较于传统方法提高60%;在机械臂连杆受损、伺服电机精度降低、相机定位噪声增大的情况下,系统仍然保持较高精度,验证了所提方法的鲁棒性。

关键词：视觉机械臂分层优化主成分分析联合标定鲁棒性

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局部特征表征的6D位姿估计算法

计算机应用研究 2022年第12期39卷 3808-3814页

作者：王晨露陈立家李珅范贤博俊王敏连晨轩王赞刘名果河南大学物理与电子学院河南开封475000 开封平煤新型炭材料科技有限公司河南开封475000

为解决有纹理模型在遮挡条件下6D位姿估计精确度不高的问题,提出了一种局部特征表征的端到端6D位姿估计算法。首先为了得到准确的定位信息,提出了一个空间—坐标注意力机制(spatial and coordinate attention),通过在YOLOv5网络中加入... 详细信息

为解决有纹理模型在遮挡条件下6D位姿估计精确度不高的问题,提出了一种局部特征表征的端到端6D位姿估计算法。首先为了得到准确的定位信息,提出了一个空间—坐标注意力机制(spatial and coordinate attention),通过在YOLOv5网络中加入空间—坐标注意力机制和加权双向特征金字塔网络(bidirectional feature pyramid network),YOLOv5-CBE算法的精确度(precision)、召回率(recall)、平均精度均值(mAP@0.5)分别提升了3.6%、2.8%、2.5%,局部特征中心点坐标误差最高提升了25%;然后用YOLOv5-CBE算法检测局部特征关键点,结合3D Harris关键点通过奇异值分解法(singular value decomposition)计算模型的6D位姿,最高遮挡70%的情况下仍然可以保证二维重投影精度(2D reprojection accuracy)和ADD度量精度(ADD accuracy)在95%以上,具有较强的鲁棒性。

关键词：局部特征 6D位姿估计 YOLOv5检测网络空间—坐标注意力机制加权双向特征金字塔网络

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作战方案智能推荐方法综述

系统工程与电子技术 2024年

作者：焦鹏博罗志浩范长俊石建迈国防科技大学系统工程学院大数据与决策实验室

随着现代战争节奏的加快，作战方案的智能化推荐可以有效缩短指挥员的决策周期，因而成为指挥控制领域的研究重点之一。为了更好地推进作战方案智能推荐技术的研究，论文整理了近年作战方案智能推荐的主要研究文献，并进行了系统综述。... 详细信息

随着现代战争节奏的加快，作战方案的智能化推荐可以有效缩短指挥员的决策周期，因而成为指挥控制领域的研究重点之一。为了更好地推进作战方案智能推荐技术的研究，论文整理了近年作战方案智能推荐的主要研究文献，并进行了系统综述。主要从传统方法与人工智能方法两个角度，分析当前主流的智能推荐方法。在传统方法方面，对涉及的主要定性定量方法进行了介绍；在人工智能方法方面，重点围绕基于搜索、基于推理和基于学习的智能推荐方法进行了梳理。此外，对四种方法的特点进行了阐述，并总结了各方法的优缺点以及适用场景。最后，分析总结了作战方案智能推荐方法的发展趋势。

关键词：作战方案智能推荐综述

花椒芽孢杆菌BZ-95的复合诱变及脱氮效果评价

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花椒芽孢杆菌BZ-95的复合诱变及脱氮效果评价

作者：范贤聪山东农业大学

学位级别：硕士

靳三针结合低频重复经颅磁刺激对痉挛型脑性瘫痪患儿睡眠障碍及脑电活动的影响

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中国针灸 2024年

作者：刘诗贤朱美俊李云赣州市妇幼保健院儿童神经康复科赣州市妇幼保健院功能科

目的：探讨应用靳三针结合低频重复经颅磁刺激对痉挛型脑性瘫痪（CP）患儿睡眠障碍及脑电活动的影响。方法：选取100例痉挛型CP伴睡眠障碍患儿，采用分层随机分配法分为对照组和观察组，每组50例。对照组予药物、综合康复训练、低频重... 详细信息

目的：探讨应用靳三针结合低频重复经颅磁刺激对痉挛型脑性瘫痪（CP）患儿睡眠障碍及脑电活动的影响。方法：选取100例痉挛型CP伴睡眠障碍患儿，采用分层随机分配法分为对照组和观察组，每组50例。对照组予药物、综合康复训练、低频重复经颅磁刺激治疗，观察组在对照组基础上予靳三针治疗，穴取颞三针、脑三针、智三针、四神针及双侧肝俞、肾俞、申脉、照海。每日1次，每周5次，治疗12周。观察两组患者治疗前后匹茨堡睡眠质量指数（PSQI）、儿童睡眠习惯问卷（CSHQ）评分，改良Ashworth分级，Peabody运动发育量2版（PDMS-2）发育商，及脑电活动指标δ、θ、β1、β2共4个频段的相对功率值，并评价安全性。结果：治疗后两组患儿PSQI、CSHQ评分均下降（P＜0.05），且观察组低于对照组（P＜0.05）。治疗后两组患儿改良Ashworth分级情况较治疗前改善（P＜0.05），且观察组改良Ashworth分级情况优于对照组（P＜0.05）。治疗后两组患儿Peabody运动发育量2版（PDMS-2）各维度发育商升高，且观察组高于对照组（P＜0.05）。治疗后两组脑电图δ波、θ波相对功率值均降低，β1、β2相对功率值均升高（P＜0.05），与对照组比较，观察组δ波、θ波相对功率值更低，β1、β2相对功率值更高（P＜0.05）。两组均无不良反应发生。结论：靳三针结合低频重复经颅磁刺激可有效改善痉挛型CP伴睡眠障碍患儿的睡眠障碍、痉挛程度及运动功能，并能调节脑电活动指标，且安全性较好。

关键词：脑性瘫痪睡眠障碍靳三针低频重复经颅刺激 PSQI 电生理

三轴加工中心高精密进给系统热误差抑制方法研究

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三轴加工中心高精密进给系统热误差抑制方法研究

作者：范嘉博西安理工大学

学位级别：硕士

加工中心是一种高度集成的数控机床,一次装夹,可以完成多种加工操作。由于其高效、高精度、多功能等特点,在现代制造领域中得到广泛应用。三轴加工中心由三个直线移动轴组成,在加工盘类和箱体类零件方面具有优势。滚珠丝杠进给系统是实... 详细信息

加工中心是一种高度集成的数控机床,一次装夹,可以完成多种加工操作。由于其高效、高精度、多功能等特点,在现代制造领域中得到广泛应用。三轴加工中心由三个直线移动轴组成,在加工盘类和箱体类零件方面具有优势。滚珠丝杠进给系统是实现直线运动的功能组件,其定位精度直接影响零件加工质量。随着制造、装配和控制水平的提高,高精密进给系统的加工误差组成中热误差占比最大。进给系统中造成热变形的热源来自于运动副的内部摩擦生热、电机热损耗和外部环境温度。进给系统热误差抑制方法的研究对于提高进给系统的定位精度,保证机床的加工质量具有重要的研究意义。本文主要研究内容如下:(1)针对进给系统热源部件-前轴承、后轴承和滚珠丝杠副的摩擦生热问题,提出基于强迫液冷对流换热的主动热控方法。流道结构、流道参数和流体速度是影响冷却液对流换热效果的重要因素。设计不同流道结构方案,运用流体力学和传热学理论进行流-热耦合仿真分析,综合考虑对流换热系数、压差、温升和加工工艺确定最优流道方案。冷却液流速的增加虽有利于提升对流换热能力,但同时也会加剧因流体摩擦阻力造成的能量损失,限制冷却效果。由此,研究反映流体流动状态的雷诺数对换热性能的影响,通过对不同雷诺数下冷却流道的流-热耦合仿真分析可知,雷诺数与对流换热系数和压差正相关,与流固结合面温度和丝母座温升负相关。当雷诺数小于临界值时,换热效率随雷诺数增加有显著提升,支撑座温升快速下降;当雷诺数大于临界值时,随雷诺数增加,换热效率提升变缓,但压差快速上升,能量消耗加大。(2)集成主动热控技术的进给系统热特性研究。研究进给系统的生热和散热机理,基于摩擦学和传热学理论计算进给系统不同工况下的热参数及确定边界条件。采用有限元方法基于流体力学、传热学及热弹性力学理论进行进给系统流-固-热耦合分析,对比有无主动热控的进给系统温度场和热变形场,探究强制换热对进给系统热特性的影响规律。搭建进给系统热特性实验平台,其中丝杠的固定方式为一端固定一端铰支,因此热变形由固定端向自由端伸长。进行了有无冷却液条件下单一工况和变工况的热特性实验。实验结果表明:冷却液的强迫换热能有效抑制热源部件的温升,前轴承生热所引起的零点热漂移下降明显,进给系统的热变形有所减小。但随着进给速度的增加,冷却效果减弱。由于流体冷却机理和制冷机间歇启停的限制,进给系统温升不能得到完全抑制。通过热像仪实验探测前轴承座和丝杠的温度分布,发现丝杠冷却效果不明显,丝杠所引起的热变形依然影响进给系统的定位精度。(3)针对冷却无法完全消除丝杠热变形的问题,提出一种基于BO-TCN的热误差建模方法。为了避免温度数据共线性及降低模型复杂性,运用GMM算法对温度测点进行聚类分组,利用Pearson相关性分析评价温度测点与热变形的关联程度,选择热关键点。通过消融实验确定网络深度与网络核数,采用BO优化算法优化TCN网络模型的超参数。为了验证BO-TCN模型的预测精度和鲁棒性,采用四种工况数据作为训练集,两种工况数据作为测试集,将RMSE和MAPE作为评价指标对模型进行预测性能评估。与MLR和SVR两种模型的预测结果对比,在相同工况下BO-TCN模型预测精度高,满足补偿精度要求。将BO-TCN模型下沉到边缘计算模块TW-T906,其与温度模块通过Modbus协议通信,与MTX数控系统通过OPCUA协议通信。基于原点平移原理完成三种模型在单一工况和变工况下的热误差补偿实验,验证BO-TCN模型在具有最优的补偿效果,有效提升了进给系统的定位精度。本文提出的方法为抑制进给系统热误差提供一种新的解决方案思路。

关键词：滚珠丝杠进给系统流体冷却热特性分析 TCN 热误差补偿

基于碎片化分区的桥梁网络震后修复优先级分析与优化

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工程力学 2024年第5期41卷 211-223页

作者：杨国俊毛建博田里唐光武兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 招商局重庆交通科研设计院有限公司桥梁工程结构动力学国家重点实验室重庆400067

为了研究区域性桥梁的抗震优化问题,针对城市桥梁网络的震后修复优先级,引入基于交通密度的网络碎片化分区方法(FaDPa),提出了考虑恢复性和经济性的双重韧性指标,并针对震后短时抢救以及长时修复的时段特征引入了分阶段优化方法,尤其在... 详细信息

为了研究区域性桥梁的抗震优化问题,针对城市桥梁网络的震后修复优先级,引入基于交通密度的网络碎片化分区方法(FaDPa),提出了考虑恢复性和经济性的双重韧性指标,并针对震后短时抢救以及长时修复的时段特征引入了分阶段优化方法,尤其在长时修复阶段基于不同的修复需求对其进行了分时期处理;在抢险救灾阶段和长时修复阶段分别融入碎片化理论,前者以恢复韧性、时间为目标对抢救顺序进行优化,后者以综合韧性、碎片恢复性、时间对修复顺序进行优化。研究结果表明:基于密度的碎片化理论对桥梁网络不同修复阶段的地震损伤程度做出了不同的划分,此基础上展开的分阶段修复工作在抢险救灾过程中对其综合韧性提升程度达到52.3%,在长期修复过程中不影响韧性优化的前提下增加了碎片恢复性,其功能水平提升可达20.3%;修复优化阶段,经过考虑不同修复方向的双重韧性指标以及分时期处理的优化理论可以根据决策者的需求进行灵活调整,且面临不同修复环境时都具有一定的适应性。

关键词：城市桥梁网络网络碎片化分区抗震韧性震后修复优先级分析

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融合高阶特征的在线社交媒体节点传播能力评估模型

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武汉大学学报(工学版) 2024年

作者：范嘉俊江昊叶东升武汉大学电子信息学院

随着互联网技术的快速发展，越来越多的人倾向于通过各种社交媒体平台获取和传播新闻资讯。社交媒体已成为网络舆情的主要传播渠道，评估其中用户节点的传播能力对于研究信息传播机制等都具有重要作用。目前基于网络拓扑结构的节点传播... 详细信息

随着互联网技术的快速发展，越来越多的人倾向于通过各种社交媒体平台获取和传播新闻资讯。社交媒体已成为网络舆情的主要传播渠道，评估其中用户节点的传播能力对于研究信息传播机制等都具有重要作用。目前基于网络拓扑结构的节点传播能力评估研究主要集中于分析网络的低阶拓扑结构，忽略了多个节点之间频繁交互所形成的高阶拓扑结构对传播能力的影响。因此，本文提出一种融合高阶特征的在线社交媒体节点传播能力评估模型，能够同时考虑两种拓扑特征的影响。该模型利用持续同调分析多种节点交互形式形成的不同高阶拓扑结构，得到节点的高阶拓扑特征，结合节点出度这一低阶拓扑特征，构建节点传播能力的评估指标。在多个数据集上进行的团体用户发现实验和网络破坏性实验分别证明了本文模型在提取节点交互特征和表征节点传播能力方面的优异性能。

关键词：持续同调节点传播能力社交网络分析高阶拓扑结构