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基于散斑投射的双目视觉及机器人定位系统研究

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基于散斑投射的双目视觉及机器人定位系统研究

作者：黄奉安广东工业大学

学位级别：硕士

随着计算机视觉的发展,视觉机器人在生产过程中扮演的角色日益重要,机器人的定位和抓取被广泛使用。在工业生产领域,不可避免地需要定位抓取弱纹理物体,目前,机器人视觉技术中并不能很好地解决定位抓取弱纹理目标的问题。针对弱纹理目... 详细信息

随着计算机视觉的发展,视觉机器人在生产过程中扮演的角色日益重要,机器人的定位和抓取被广泛使用。在工业生产领域,不可避免地需要定位抓取弱纹理物体,目前,机器人视觉技术中并不能很好地解决定位抓取弱纹理目标的问题。针对弱纹理目标定位的问题,本文提出了投射散斑的双目视觉及机器人定位的方法。该方法在继承了双目机器人的优势,实现了弱纹理目标的重建与定位。本文的主要研究内容如下:(1)建立了散斑投影的双目视觉及机器人定位系统模型。该模型通过投射散斑完成弱纹理物体的三维重建,经过手眼关系的坐标转换可以实现机器人对目标的三维定位。根据三维定位原理,构建了定位系统的试验平台,并对其硬件完成了相应的选型。建立了机器人双目视觉系统测量标定模型,针对采集的单个图像质量低会导致标定误差增大的问题,用张氏标定法对双目摄像机模型进行了两次标定,可提高双目摄像机的标定准确度。研究了机械臂手眼关系标定的方法,并利用Tsai的两步法对手眼关系完成了标定。(2)研究了边缘检测的方法和原理,并用几个典型的边缘检测方法对目标的边缘检测效果进行了评估。选择效果较好、定位精度较高的Sobel边缘检测算法作为目标边缘的检测算法。本文针对纹理较弱的球形或碗状的目标图像进行边缘检测后,为了实现目标的准确定位,提出了改进的基于Hough变换的拟合圆算法。通过使用改进的圆拟合算法对边缘轮廓进行圆拟合,结果表明,改进算法具有更好、更准确的拟合结果,从而使得二维定位精度更高。(3)研究了投射散斑的弱纹理目标的三维重建,比较了全局域和局域数字散斑算法的优劣。针对被测物体采用了局域的数字散斑算法为本文的数字散斑点的生成算法,并对如何设置散斑参数和局部区域大小的划分能更好反映物体的表面信息进行了研究,得到了散斑点的数目、尺寸等参数与投影效果之间的规律。针对投影散斑后的目标物,设计了基于LOG算子加权的二次引导滤波局部立体匹配算法流程。该算法减少了散斑投射引入噪声和光晕现象的影响,提高匹配精度,最终重构了被测对象。实验表明,该方法重建出的被测对象效果较好。被测对象的三维信息被相机获得之后,经过手眼转换,便可以实现机器人对目标物的三维定位。(4)使用Visual Studio2015+Open CV开发投射散斑的双目视觉及机器人定位系统,同时,结合界面应用程序开发框架Qt来设计人机操作界面。在两个模型上进行了定位实验,以验证定位系统的可行性和机器人的定位精度。

关键词：机器人双目视觉数字散斑目标定位三维重建

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铝合金LD10的搅拌摩擦焊组织及性能分析

焊接学报 2002年第6期23卷 55-58页

作者：邢丽柯黎明刘鸽平黄奉安南昌航空工业学院江西南昌330034

搅拌摩擦焊是 2 0世纪 90年代发展起来的新型固态塑性连接方法 ,在航空航天结构中铝合金件的焊接方面有很好的应用前景。文中试验研究了航空航天结构件常用的LD10铝合金的搅拌摩擦焊技术。通过工艺试验 ,对其塑性连接时的焊缝成形、焊... 详细信息

搅拌摩擦焊是 2 0世纪 90年代发展起来的新型固态塑性连接方法 ,在航空航天结构中铝合金件的焊接方面有很好的应用前景。文中试验研究了航空航天结构件常用的LD10铝合金的搅拌摩擦焊技术。通过工艺试验 ,对其塑性连接时的焊缝成形、焊缝组织形态及接头的力学性能进行了分析。研究结果表明 ,用搅拌摩擦焊方法焊接板厚6mm的LD10铝合金 ,当规范参数合适时 ,可获得外观成形美观、内部无缺陷、几乎无变形的平板对接接头。从显微组织角度 ,焊接接头可分为五个区域 ,即焊核、热力影响区、热影响区、轴肩变形区和探针挤压区 ,各区域的组织有明显的特征。接头的力学性能试验表明 ,接头的抗拉强度可达母材的 87% ,高于熔焊接头的强度。

关键词：搅拌摩擦焊铝合金组织形态力学性能

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搅拌摩擦焊焊缝材料二维塑性流动研究

南昌航空大学学报（自然科学版） 2003年第3期19卷 17-19页

作者：黄奉安邢丽柯黎明张彦富南昌航空工业学院材料科学与工程系江西南昌330034

用紫铜作标示材料 ,进行了LF6铝合金的搅拌摩擦焊对接试验 ,焊后截取了焊缝的水平面试样 ,对标示材料在焊缝中的流动痕迹进行了分析。研究结果表明 ,搅拌摩擦焊过程中 ,焊缝材料流动与焊缝中心是不对称的 ,在前进边有材料往前流动也有... 详细信息

用紫铜作标示材料 ,进行了LF6铝合金的搅拌摩擦焊对接试验 ,焊后截取了焊缝的水平面试样 ,对标示材料在焊缝中的流动痕迹进行了分析。研究结果表明 ,搅拌摩擦焊过程中 ,焊缝材料流动与焊缝中心是不对称的 ,在前进边有材料往前流动也有材料向后流动 ;在返回边材料只是向后流动 ,且有部分材料进入前进边 ;为了分析试验观察到的沿焊缝水平面材料的流动形态 ,本文尝试建立了一个二维挤压模型 ,在该模型中认为在探针的周围有一个形状不变的热塑性区域 ,并用运动分解、合成的方法研究了探针周围热塑性材料的流动趋势 ,用该模型模拟了标示材料在焊接过程中的流动过程。

关键词：搅拌摩擦焊标示材料挤压模型

前岛叶皮层中间神经元调控小鼠观察性恐惧的机制及六味地黄苷糖缓解恐惧的作用研究

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前岛叶皮层中间神经元调控小鼠观察性恐惧的机制及六味地黄苷糖缓...

作者：李奉安南京中医药大学

学位级别：硕士

恐惧是人类适应环境的基本生存机制,其习得方式多样,主要有直接经验、观察学习和言语传递三种。过去大量基于条件恐惧行为范式的研究让我们对直接经验获得的恐惧有了深入理解,这种方式主要依赖感官输入和经典防御脑区(杏仁核)。而通过... 详细信息

恐惧是人类适应环境的基本生存机制,其习得方式多样,主要有直接经验、观察学习和言语传递三种。过去大量基于条件恐惧行为范式的研究让我们对直接经验获得的恐惧有了深入理解,这种方式主要依赖感官输入和经典防御脑区(杏仁核)。而通过观察或言语间接获得恐惧的方式,不仅涉及恐惧情绪的直接处理,还包括对社会信息的理解和内化,更多依赖于观察者对其他个体行为的解释以及内在的情感共鸣机制。因此,深入探究恐惧习得的差异化机制对于应对不同场景下的恐惧情绪和采取相应治疗方法至关重要。这对经常面临灾难血腥场景的医疗救护、火灾救援和前线作战人员的心理健康治疗尤为重要。岛叶皮层是机体重要的内感受中枢处理器,负责感知、整合、理解和调节身体信号,对解码和理解社会情绪(例如面部表情、身体语言、语音及语调)至关重要。大量临床研究显示,特别是前岛叶皮层(Anterior insular cortex,AIC)的异常激活会引起主观情绪体验和社会情绪感知的变化。AIC主要由兴奋性谷氨酸能神经元和抑制性GABA能中间神经元组成。中间神经元是局部神经网络活动的关键调节因素。基于表达蛋白的不同,中间神经元又分为三种类型:小清蛋白(Parvalbumin,PV)、生长抑素(Somatostatin,SOM)和血管活性肠肽(Vasoactive Intestinal Polypeptide,VIP)阳性神经元。这些 GABA能中间神经元与兴奋性谷氨酸能神经元共同构成局部微环路,负责AIC感觉信息处理和调控适应性行为。我们前期实验发现AIC脑区GABA能神经元在小鼠观察性恐惧后显著激活,但不同类型中间神经元如何调控观察性恐惧的表达目前还不清楚。近年来,虽然许多实验室开展了关于岛叶皮层在恐惧中的作用研究,但主要还是基于经典的巴普洛夫条件恐惧范式,发现AIC也编码直接经验获得的恐惧,其很可能是通过投射到中央杏仁核调节恐惧防御行为产生。但是,对其在间接恐惧中的调控机制研究较少。虽然有部分研究也开始探讨AIC在观察性恐惧中的神经机制,但采用的行为评价方法与条件恐惧一致,主要以僵直不动时间作为判断动物观察恐惧的唯一指标。而观察性恐惧属于非条件刺激,同时动物因感知差异的影响导致恐惧行为表现形式也更加多样。因此,如何建立一种小鼠观察性恐惧的科学评价模型,以及研究AIC不同类型中间神经元的调控作用是我们本项研究第一部分的重点。我们主要从以下两个方面进行探索:1.改进的小鼠观察性恐惧模型建立和行为评价目的:建立一种小鼠观察性恐惧的科学评价模型,用于后续研究前岛叶皮层在观察性恐惧中的调控机制。方法:通过改进行为测试装置、实验流程、行为评价指标和分析方法建立一种小鼠观察性恐惧的科学评价模型。行为测试装置改进为三箱装置,分为中央电击区及左右两个观察区,可同时对两只小鼠进行观察性恐惧行为检测,观察区划有交互区和角落区。实验流程分为三个阶段:分别是适应阶段、交互阶段和观察恐惧测试阶段。记录小鼠在每个阶段中的运动距离、僵直时间和角落区停留时间,对小鼠自主活动、僵直行为和逃避行为进行评估。采用Z-Score标准化方法对三种行为参数进行标准化处理,最后将这三种行为参数分别进行Z标准化后取平均,得到一个综合Z值(Z-Observational Fear,Z-OF),用于反映小鼠观察性恐惧的行为变化。相比于单一指标评价,增加了判断的准确性。结果:与对照小鼠相比,观察鼠在观察恐惧测试阶段的运动距离有降低趋势但无显著差异、僵直时间显著升高、角落区停留时间显著升高。Z标准化后,与对照组小鼠相比,观察鼠在观察性恐惧测试阶段的Z-OF显著升高。结论:改进后的小鼠观察性恐惧模型可以诱发小鼠观察性恐惧行为,且除了传统的僵直不动时间,增加了小鼠运动距离和角落区停留时间作为行为评价指标,并用Z标准化整合这三个行为参数对小鼠恐惧情绪进行评价。2.前岛叶皮层中PV、SOM和VIP神经元在观察性恐惧中的不同调控作用目的:探究AIC中PV、SOM、VIP中间神经元在小鼠观察性恐惧行为中的活动变化。方法:利用光遗传学和化学遗传学干预调控等技术,结合改进的小鼠观察恐惧行为实验装置,探究在观察性恐惧中AIC脑区PV、SOM、VIP中间神经元的活动特征。以光遗传学和化学遗传学的方法分别激活小鼠AIC脑区PV、SOM、VIP中间神经元,并评价小鼠在观察性恐惧行为的变化。结果:光遗传学调控结果显示,激活AIC脑区PV和VIP神经元时小鼠的Z-OF均显著降低,而激活AIC脑区SOM神经元时小鼠的Z-OF均显著升高。化学遗传学调控结果显示,激活AIC脑区PV和VIP神经元时小鼠的Z-OF均显著降低,激活AIC脑区SOM神经元时小鼠的Z-OF有所升高,但无统计学差异。结论:AIC中PV、SOM、VIP中间神经元均参与观察

关键词：观察性恐惧前岛叶皮层中间神经元光遗传学化学遗传学 LW-AFC HPA轴 RAAS系统

六味地黄苷糖对创伤应激致恐惧敏化的保护作用

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军事医学 2024年第2期48卷 129-135页

作者：李奉安秦钰石天尧周文霞南京中医药大学南京210023 军事科学院军事医学研究院毒物药物研究所抗毒药物与毒理学国家重点实验室北京100850

目的探究六味地黄苷糖对创伤应激致恐惧敏化的保护作用及潜在机制。方法选取6周龄雄性SPF级C57BL/6J小鼠,分为空白对照组、对照组、创伤应激组和创伤后药物保护组[LW-AFC,1.6 g/(kg·d),创伤后连续灌胃2周],考察各组小鼠在新环境、社会... 详细信息

目的探究六味地黄苷糖对创伤应激致恐惧敏化的保护作用及潜在机制。方法选取6周龄雄性SPF级C57BL/6J小鼠,分为空白对照组、对照组、创伤应激组和创伤后药物保护组[LW-AFC,1.6 g/(kg·d),创伤后连续灌胃2周],考察各组小鼠在新环境、社会交互以及观察性恐惧测试等非联想记忆依赖的恐惧敏化反应,并用Z-Score标准化的方法整合并评估运动距离、僵直时间、角落区停留时间等多个行为变量,以获得一个综合恐惧敏化得分,考察各组小鼠的恐惧敏化行为。ELISA法检测各组小鼠血清中促肾上腺皮质激素释放激素、促肾上腺皮质激素、皮质酮、肾素、血管紧张素Ⅱ、醛固酮的浓度。结果与对照组相比,创伤应激组小鼠在新环境测试时运动距离显著减少(P<0.0001)、僵直时间显著增加(P<0.0001)、角落区停留时间有增加趋势但差异无统计学意义、综合恐惧敏化得分显著升高(P<0.0001);在社会交互测试中,其运动距离显著减少(P<0.0001)、僵直时间显著增加(P<0.0001)、角落区停留时间显著增加(P<0.05)、综合恐惧敏化得分显著升高(P<0.0001);在观察性恐惧测试时,其运动距离显著减少(P<0.05)、僵直时间显著增加(P<0.0001)、角落停留时间显著增加(P<0.05)、综合恐惧敏化得分显著增加(P<0.0001)。与创伤应激组相比,创伤后药物保护组小鼠在3个测试中的各行为指标和综合恐惧敏化得分均有改善趋势,且在社会交互测试中的僵直时间(P<0.05)及综合恐惧敏化得分(P<0.05)存在统计学差异,在观察性恐惧测试中的僵直时间(P<0.05)及综合恐惧敏化得分(P<0.01)存在统计学差异。与空白对照组相比,对照组和创伤应激组小鼠在恐惧敏化测试后肾素和醛固酮水平均有升高趋势,且创伤应激组小鼠肾素和醛固酮水平均显著升高(P<0.01、P<0.05);与创伤应激组相比,创伤后药物保护组小鼠肾素和醛固酮水平有所降低且醛固酮水平差异存在统计学意义(P<0.05)。结论创伤应激小鼠在新环境、社会交互和观察性恐惧中均具有明显的恐惧敏化行为,其可能与肾素-血管紧张素-醛固酮系统的过度激活有关;LW-AFC对创伤应激小鼠在社会交互和观察性恐惧中的恐惧敏化行为具有明显的改善作用,其可能与调节创伤应激小鼠肾素-血管紧张素-醛固酮系统有关。

关键词：创伤应激恐惧敏化下丘脑-垂体-肾上腺轴肾素-血管紧张素-醛固酮系统六味地黄苷糖

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走进长白山天池气象文化展厅

气象知识 2024年第2期 57-61页

作者：王奉安成坤(图) 不详

建设文化阵地是发展气象文化最基本的要求。长白山天池气象文化展厅从策划、调研、实施、竣工历时5年建成,建设过程中充分注重气象与长白山文化的有机结合,通过《秘境文化生态长白》《追风逐雨预报冷暖》《天池气象时光印迹》《风云儿... 详细信息

建设文化阵地是发展气象文化最基本的要求。长白山天池气象文化展厅从策划、调研、实施、竣工历时5年建成,建设过程中充分注重气象与长白山文化的有机结合,通过《秘境文化生态长白》《追风逐雨预报冷暖》《天池气象时光印迹》《风云儿女无私奉献》4个部分内容揭示了长白山气候特色。

关键词：文化阵地长白山文化长白山天池气象文化风云儿女无私奉献展厅内容揭示

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纤维增强聚合物复合材料无损检测方法进展

航空学报 2024年第5期45卷 90-116页

作者：黄领才西北工业大学航空学院西安710072

近年来,纤维增强聚合物(FRP)复合材料凭借其卓越的力学性能和显著的重量优势,应用范围日益广泛。然而由于其复杂的损伤模式,需使用先进的损伤表征方法防止潜在的灾难性后果。目前,各种无损检测与评价(NDT&E)技术已被广泛应用于FRP复合... 详细信息

近年来,纤维增强聚合物(FRP)复合材料凭借其卓越的力学性能和显著的重量优势,应用范围日益广泛。然而由于其复杂的损伤模式,需使用先进的损伤表征方法防止潜在的灾难性后果。目前,各种无损检测与评价(NDT&E)技术已被广泛应用于FRP复合材料的损伤检测,这些技术经过不断的发展和改进已能提供可靠的结构检测,尤其是在航空航天领域。本文首先对FRP复合材料损伤诊断领域无损检测技术的最新进展进行全面概述,分别对声发射测试、超声波测试、红外成像测试、激光错位散斑干涉测试、数字图像相关测试、涡流检测、太赫兹成像检测、微波检测、电学层析成像检测和X射线10种无损检测技术进行深入分析和评价,并探讨每种技术的优点和局限性。随后根据特定的准则,采用层次分析法对无损检测技术进行分析。然而由于单一无损检测技术难以实现缺陷识别、定位、分类和评估等功能的统一,因此最后提出了一种组合无损检测的技术方案,以期在实际工程应用中取得更好的效果。

关键词：纤维增强聚合物复合材料损伤检测无损探测层次分析法(AHP) 组合无损探测技术

亚硫酸钠-壳聚糖微粒对明胶膜结构和性能的影响

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食品工业科技 2024年第13期45卷 9-16页

作者：黄燃鲍士宝安徽师范大学生命科学学院安徽芜湖241002 安徽省重要生物资源保护与利用研究重点实验室安徽芜湖241002

本研究以明胶为成膜基质,添加亚硫酸钠-壳聚糖微粒制备亚硫酸钠-壳聚糖微粒/复合明胶膜,探究亚硫酸钠-壳聚糖微粒对明胶膜结构和性能的影响。对明胶膜进行厚度、水合性能、阻隔性能、力学性能、光学性能、热稳定性和抗氧化性的测定,并... 详细信息

本研究以明胶为成膜基质,添加亚硫酸钠-壳聚糖微粒制备亚硫酸钠-壳聚糖微粒/复合明胶膜,探究亚硫酸钠-壳聚糖微粒对明胶膜结构和性能的影响。对明胶膜进行厚度、水合性能、阻隔性能、力学性能、光学性能、热稳定性和抗氧化性的测定,并对其进行结构表征。结果表明,添加亚硫酸钠-壳聚糖微粒的明胶膜厚度显著降低(P<0.05)、溶胀率显著提高(P<0.05)、溶蚀率从79.41%降低至18.21%、抗拉强度由79.10 MPa提高至128.96 MPa、不透明度由3.75提高至6.77、热稳定性提高以及DPPH自由基清除率由14.41%提高至65.05%,而膜的水蒸气透过率和断裂伸长率未发生明显变化。此外,亚硫酸钠-壳聚糖微粒与明胶分子之间具有较高的相容性,亚硫酸钠-壳聚糖微粒的加入改变了明胶膜的结构。综上所述,亚硫酸钠-壳聚糖微粒的加入能够在一定程度上改变明胶膜的结构、提高明胶膜的性能。本研究为抗氧化复合明胶膜的制备和应用提供一定的理论指导和数据参考。

关键词：明胶壳聚糖亚硫酸钠微粒复合明胶膜

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空调冷凝器管道激光超声导波跨能量层级映射迁移检测方法

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仪器仪表学报 2024年第1期45卷 230-238页

作者：洪晓斌黄刘伟华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641

空调冷凝器是空调设备的关键部件,其弯管连接部位由于损伤类型多和几何形状复杂等原因造成传统接触式损伤检测手段难以应用,本文提出一种基于能量映射迁移网络的非接触式激光超声导波无损检测方法。首先,通过小波分解提取烧蚀信号和热... 详细信息

空调冷凝器是空调设备的关键部件,其弯管连接部位由于损伤类型多和几何形状复杂等原因造成传统接触式损伤检测手段难以应用,本文提出一种基于能量映射迁移网络的非接触式激光超声导波无损检测方法。首先,通过小波分解提取烧蚀信号和热弹信号的概貌波形,设计自编码能量映射函数将热弹信号特征空间映射到烧蚀信号特征空间,获得更接近烧蚀信号特征的映射热弹信号。其次,通过能量映射迁移网络对齐映射热弹信号和烧蚀信号特征空间,将网络模型中的域转换误差和样本标签误差之和用作特征空间对齐误差值。最后,对空调冷凝器泄漏、分层和裂纹等损伤进行检测实验验证所提新方法性能,结果表明其损伤识别精度为93.09%,比传统激光热弹激励检测方法提高了7.23%。

关键词：空调冷凝器管道损伤激光超声导波深度迁移学习能量映射