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基于机器视觉的焊缝缺陷检测方法及其应用研究

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基于机器视觉的焊缝缺陷检测方法及其应用研究

作者：卢智勇重庆理工大学

学位级别：硕士

机械产品焊接质量是确保产品质量的关键因素之一。但焊接环境和工艺的复杂性常会导致管道焊接出现焊缝缺陷,严重影响焊件的结构性能以致造成安全隐患。因此,焊缝缺陷检测研究具有重要的实际工程应用价值。传统的焊缝缺陷检测主要依赖于... 详细信息

机械产品焊接质量是确保产品质量的关键因素之一。但焊接环境和工艺的复杂性常会导致管道焊接出现焊缝缺陷,严重影响焊件的结构性能以致造成安全隐患。因此,焊缝缺陷检测研究具有重要的实际工程应用价值。传统的焊缝缺陷检测主要依赖于人工检测,易受主观因素干扰并且检测效率低下。本文基于机器视觉,结合深度学习技术,对焊缝缺陷检测方法做了专题研究,旨在提高焊缝缺陷检测效率和自动化水平。课题研究完成的工作和取得的成果如下:1)为解决焊缝图像中因存在噪声以及焊缝区域对比度低下导致难于识别缺陷的难题,提出了一种改进的Canny算子边缘检测算法。该算法采用图像滤波和图像增强以提升图像质量,从而解决焊缝内部缺陷边缘提取效果差的难题。具体实施步骤包括:采用滤波效果最好的双边滤波代替原有高斯滤波,在保留边缘信息的同时可以有效去除噪声;在原有梯度方向的基础上增加了45°和135°方向,以解决原算子对图像对角线方向上信息的被忽略问题;基于原有算法缺乏自适应性,需要人为设置高低阈值,在算法中引入Otsu算法使之可以自适应地选择最优阈值。仿真实验研究表明:文中提出的改进算法与其他传统边缘检测算法相比,本文提出的改进算法在焊缝内部缺陷边缘定位上的准确性更高,实验也验证了该边缘检测算法的可行性与有效性。2)为解决焊缝表面缺陷检测效率与精确度低等难题,提出了一种改进YOLOv5模型的焊缝缺陷检测算法。该算法首先在主干网络中引入坐标注意力机制,以增强网络学习焊缝缺陷特征的能力;其次,为减少网络参数和降低模型复杂度,利用GhostC3模块构建主干网络;再次,将标准卷积与深度可分离卷积相结合以改进Neck模块功能;最后,采用WIo U损失函数替换原模型的损失函数以提高定位精度与模型的泛化能力。仿真实验表明提出的改进YOLOv5模型应用于焊缝表面缺陷检测是可行和有效的,且具有较高的检测精度。3)为实现焊缝缺陷智能化检测,基于PyQt与OpenCV设计并实现了一个原型焊缝缺陷检测系统。具体方法是:集成图像处理算法、改进的Canny算法和改进的YOLOv5算法于一体,并将其嵌入到检测系统以实现图像获取、图像处理、缺陷检测和结果展示等功能,以直观简洁的清晰界面帮助用户提高焊缝缺陷检测效率。尽管上述提出的原型焊缝缺陷检测系统还有待完善,但系统初步投入试运行应用效果基本上还是令人满意的,从而也验证了提出改进检测算法的可行性与有效性。

关键词：焊缝缺陷检测深度学习机器视觉边缘检测 YOLOv5

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花菁染料的原位合成及其生物学应用研究

花菁染料的原位合成及其生物学应用研究

作者：张智勇曲阜师范大学

学位级别：硕士

通过荧光信号精准描绘亚细胞器在生物学过程中的动态变化是荧光成像的重要目标之一,然而在实践过程中,生物背景荧光、脱靶的游离探针和荧光染料的提前激活均会造成背景噪声,降低荧光成像的信噪比,乃至造成荧光信号的假阳性。荧光探针的... 详细信息

通过荧光信号精准描绘亚细胞器在生物学过程中的动态变化是荧光成像的重要目标之一,然而在实践过程中,生物背景荧光、脱靶的游离探针和荧光染料的提前激活均会造成背景噪声,降低荧光成像的信噪比,乃至造成荧光信号的假阳性。荧光探针的原位合成技术通过外源性或内源性刺激实现荧光分子的即时和按需合成,从而能够降低甚至消除荧光背景噪声,进而实现亚细胞器动态过程以及细胞内生物分子数量的精确跟踪。因此,通过对现有分子进行分子工程设计和改造从而实现荧光染料的原位合成是提升荧光检测技术灵敏度的一个挑战性问题。基于以上问题本论文开展了如下研究工作:(1)通过重新研究费舍尔碱的光化学特性,本研究开发了一种以日光为开关高效合成花菁染料(Cy3.5/Cy3)的策略。费舍尔碱在太阳光照射下,在常规溶剂中均可实现花菁分子的光控合成,在氯仿中,通过电子和氢原子转移过程可加速光合成反应,且不需要额外的催化剂。本研究通过捕获反应中间体,提出并证实了自由基二聚机制。使用该策略成功合成了商业化细胞膜探针(DiI)和其他一系列基于花菁分子的亚细胞器探针,并获得了可观的分离产率(70～85%)。在活细胞中,太阳光控制的亚细胞器探针荧光转换验证了本研究策略的可行性,且该光控反应具有良好的细胞耐受性。此外,太阳光控制的Cy3.5在活体小鼠体内的远程合成进一步证明了本研究策略的应用广泛性。因此,本研究提出的太阳光导向的合成策略将有助于开发具有荧光成像通道转换的荧光探针分子,并实现以最小的自发荧光和细胞干扰精确描述亚细胞器的动态变化。(2)此外,本研究同时发现费舍尔碱可在羟基自由基存在下合成Cy3.5,通过在费舍尔碱结构中引入硝基苯基团,改善了费舍尔碱对光照敏感的性质。由于硝基苯基团对自由基反应的高效抑制,本研究合成的硝基苯取代分子Cy415和Cy445在光照或羟基自由基的存在下均无法实现Cy3.5的合成。光谱滴定实验表明,Cy445分子可被硝基还原酶激活而释放出费舍尔碱(Cy266-NH2),在羟基自由基存在下Cy266-NH2可实现自由基聚合原位生成具有红色荧光的花菁分子(Cy543-NH2)。细胞成像实验表明,由于低氧环境下硝基还原酶水平升高,Cy445在低氧环境下可实现绿色通道(定位线粒体)到红色通道(定位溶酶体)的荧光转换,从而可实现铁死亡过程中羟基自由基水平的原位检测。本研究同时证实了 Cy445分子在实体肿瘤中的高效聚集和荧光成像。因此,本研究为羟基自由基的原位检测和肿瘤的精准靶向提供了一种全新的思路。

关键词：荧光成像原位合成费舍尔碱花菁染料电子转移硝基还原酶羟基自由基

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电表箱轻量级缺陷检测算法及多粒度信息分析

电表箱轻量级缺陷检测算法及多粒度信息分析

作者：刘智勇广西大学

学位级别：硕士

藏药五味甘露的发酵制备、剂型筛选及透皮吸收作用研究

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藏药五味甘露的发酵制备、剂型筛选及透皮吸收作用研究

作者：阎政燊中国中医科学院

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小学语文叙事类记实作文评价量规设计研究

小学语文叙事类记实作文评价量规设计研究

作者：宋智勇内蒙古科技大学包头师范学院

学位级别：硕士

习作评价在小学语文习作教学中扮演着“指挥棒”的角色,是习作教、学、评一致性的重要环节。2022版《义务教育语文课程标准》中对教学评价提出了新要求,教师要学会使用评价工具,制定科学的评价标准。然而,现实的记实作文评价中存在着评... 详细信息

习作评价在小学语文习作教学中扮演着“指挥棒”的角色,是习作教、学、评一致性的重要环节。2022版《义务教育语文课程标准》中对教学评价提出了新要求,教师要学会使用评价工具,制定科学的评价标准。然而,现实的记实作文评价中存在着评价内容与标准缺少规范性,教师对评价工具的利用率不高等问题,导致教师对学生习作缺乏科学有效评价。因此,将评价量规运用于记实作文评价中,既可以满足课程标准的要求,也可以为教师提供科学合理的评价工具。所以设计《小学语文叙事类记实作文评价量规》是必要的。科学的评价量规设计应该是从确定评价要素、制定评价等级、检验量规、修改与完善、再次应用量规,这几个环节环节才能在实际教学评价中运用。本研究是以记实作文评价量规为研究方向,设计出可以运用于作文评价中的具体评价量规。本文将记实作文分类为叙事、状物、写人、写景,并以叙事类记实作文进行评价量规设计研究。叙事类记实作文在第三学段所占的比重大,需要科学评价量规为教师评价提供参考。为了保证量规适用于叙事类记实作文,评价要素分别来自教材、叙事类记实作文文体特点和小学生写作基本素养,利用德尔菲法确定最终评价要素。依据solo分类理论,将评价要素进行等级描述划分和等级水平描述,确定评价量规的第一稿。为保证量规的实用性,将量规运用于习作评价实际中,根据教师的访谈意见进行修改量规。根据层次分析法,确定每个评价要素的权重,最终形成修改后的评价量规。以“我的拿手好戏”记实作文为例,对修改后的评价量规进行实证性研究,为教师利用评价量规提供范例。研究确定叙事类记实作文的评价量规应该包括写作能力、手法、情感、思维四个大部分,一共具有十个评价要素。每个确定评价要素都划分为三个等级,为针对不同学生的思维水平不同所设置,也体现出学生思维螺旋式上升的过程,还设置了分值与具体评价等级栏,为教师评价每一部分学生能力提供参考。同时,评价量规还为教师根据学生实际情况设置了自由评价要素栏和综合评价栏,有利于教师的因材施教,体现质性评价与量化评价相结合。总的来说,本研究是以提高小学语文教师的习作评价效率为出发点和落脚点,以叙事类记实作文为切入点,设计出符合要求的习作评价量规,促进小学语文记实作文评价的长远发展。

关键词：小学生评价量规习作评价记实作文

融合目标跟踪的物流园区安防机器人SLAM关键技术研究

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融合目标跟踪的物流园区安防机器人SLAM关键技术研究

作者：阎鸿飞太原科技大学

学位级别：硕士

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非独立同分布数据下的联邦学习关键问题研究

非独立同分布数据下的联邦学习关键问题研究

作者：胡智勇北方民族大学

学位级别：硕士

联邦学习作为一种重要的机器学习技术,其核心思想是将模型的训练过程从集中式的中央服务器转移到分布式的客户端。客户端在保持数据本地化的情况下,协同训练出一个泛化性良好的全局模型,从而有效缓解了隐私泄露问题,打破了数据孤岛现象... 详细信息

联邦学习作为一种重要的机器学习技术,其核心思想是将模型的训练过程从集中式的中央服务器转移到分布式的客户端。客户端在保持数据本地化的情况下,协同训练出一个泛化性良好的全局模型,从而有效缓解了隐私泄露问题,打破了数据孤岛现象。然而联邦学习仍然面临着通信成本高、隐私泄露以及由结构异构与数据异构所导致的训练时间过长和全局模型准确率低的问题。为此,本文在客户端本地数据是非独立同分布的场景下,综合考虑联邦学习过程中存在的上述四个关键问题并展开研究,推动了联邦学习在实际场景中的广泛应用和深入发展。具体研究内容如下:(1)针对联邦学习存在的通信成本高、结构异构、隐私泄露问题,提出了一种联邦学习多目标进化算法Fed ME。首先,应用稀疏进化训练算法,将神经网络模型的全连接层转换为稀疏连接层,降低了通信成本。同时,客户端在本地训练过程中对模型参数添加噪声,使得本地模型参数满足本地化差分隐私,进一步保护了客户端的隐私。然而,以上的两种做法会影响全局模型的准确率,因此将神经网络模型的超参数等作为决策变量,采用NSGA-Ⅲ算法平衡全局模型的性能、通信成本和隐私性,并优化了神经网络模型结构,缓解了结构异构问题。实验结果表明,在不严重影响全局模型准确率的前提下,该算法有效降低了联邦学习的通信成本并保护了客户端的隐私。(2)针对联邦学习存在的数据异构问题,提出了一种两阶段的个性化联邦学习算法Fed TSP。在Fed ME算法的基础上,将联邦学习的训练过程动态地划分为两个阶段,即动态迭代集群划分和分层渐进聚合。在动态迭代集群划分阶段,使用准确率作为模型与数据之间相互敏感度的衡量指标,将数据分布相似的客户端动态划分到同一集群中。同时,使用所有客户端的平均损失函数值和最大损失函数值判断模型是否收敛,动态划分联邦学习的训练阶段。在分层渐进聚合阶段,集群之间依次进行训练和聚合,减少了数据分布不同客户端的干扰。并且,在客户端本地训练时,通过多轮更新本地模型的个性层来提高模型的个性化能力,满足客户端的个性化需求。在多种异构数据场景下的实验结果表明,该算法能够有效缓解数据异构问题。

关键词：联邦学习多目标优化差分隐私数据异构聚类联邦学习

双线圈小管件吸引式成形中线圈及骨架受力分析

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塑性工程学报 2024年

作者：习凌然阎诺熊奇赵翔湖北省微电网工程技术研究中心三峡大学电气与新能源学院华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心

针对双线圈和单线圈工况下线圈等部件受力情况不同的现象,利用有限元仿真软件对线圈加载5组不同的放电电压,分别对同轴双线圈小管件电磁成形过程中的线圈、骨架及玻璃纤维加固层的受力进行分析,结果表明:单线圈与双线圈工况下,内线圈的... 详细信息

针对双线圈和单线圈工况下线圈等部件受力情况不同的现象,利用有限元仿真软件对线圈加载5组不同的放电电压,分别对同轴双线圈小管件电磁成形过程中的线圈、骨架及玻璃纤维加固层的受力进行分析,结果表明:单线圈与双线圈工况下,内线圈的受力方向完全相反,相较于单线圈工况下的线圈向外膨胀,双线圈工况下内线圈会向内收缩,且双线圈工况下内线圈的受力大小比单线圈工况下大2～10倍,双线圈工况下外线圈受力变得不均匀,受力是单线圈状态下的1.5倍;在本文系统参数下,成形系统的骨架和加固层的最优厚度均为2 mm,等效应力降低幅度分别为32%和87%。

关键词：电磁成形吸引式成形双线圈应力分析

《世界装饰纹样图鉴》之“文艺复兴纹样”翻译实践报告

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《世界装饰纹样图鉴》之“文艺复兴纹样”翻译实践报告

作者：阎礼慧烟台大学

学位级别：硕士

装饰,作为人类社会不可或缺的元素,在各个领域一直无处不在。从古至今,装饰艺术不断进化和创新,它不仅是一种表达个人美感的方式,更是一种社会和文化的体现。本翻译项目材料选自《世界装饰纹样图鉴》(The World of Ornament)一书。该书... 详细信息

装饰,作为人类社会不可或缺的元素,在各个领域一直无处不在。从古至今,装饰艺术不断进化和创新,它不仅是一种表达个人美感的方式,更是一种社会和文化的体现。本翻译项目材料选自《世界装饰纹样图鉴》(The World of Ornament)一书。该书最初出版于2012年,展示了历史上不同国家和地区的多样图案装饰。该此书汇集了19世纪两个伟大的百科全书式装饰作品,分别是法国纹饰专家、画家和插图画家奥古斯特·拉西内的《多彩装饰》(第2卷,1869年至1888年)和奥古斯特·杜邦·奥伯维尔的《织物装饰》(1877年)。按时间和地域编排,本书全景展现了19世纪末之前建筑、室内装饰、家具、服装、配饰、手抄本、兵器等领域的彩色纹饰图案及装饰艺术,是各类装饰风格极具代表性的作品。2022年,受出版社委托,开始此项目翻译,历时一年完成。本翻译项目聚焦文艺复兴部分的内容,源文本约1.5万字,共有52幅插图,装饰类型丰富。基于纽马克的交际翻译理论,译者充分考虑目的语读者的表达习惯,灵活运用各类翻译方法。首先,针对词汇层面的大量专业术语,译者主要采用软件查询,词典查询、网页查询、阅读相关历史文献等方法,充分遵循以目的语读者为中心的翻译原则。其次,对于句子层面的长难句、被动语态转换、上下文衔接等问题,译者通过语态转换、省译、增译、调整语序等方式,加强句子连贯性及内在联系性,以保证译文的风格和效果。最后,在语篇层面,译者根据逻辑关系和意群灵活处理译文,保证其前后一致性。笔者希望本翻译项目能为所有建筑、装饰、艺术爱好者带来丰富的灵感源泉,同时为相关艺术类文本的翻译提供可资借鉴之处。鉴于源文本内容涵盖了艺术、人类学、社会学、语言学等多个学科,本翻译项目也有助于促进各学科之间的融合和交流。然而,由于源文本翻译难度较大及译者装饰知识的缺乏,译文某些细节仍需仔细打磨,对此,此译者应广泛阅读专业书籍,以开阔视野、提高自身能力。

关键词：纹样交际翻译理论文艺复兴装饰文化