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基于SOI认知理论的中学物理思维型教学探索——以“互感与自感”为例

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理科考试研究 2025年第1期32卷 11-14页

作者：王神姣王长江黄李风黄宇轩安徽师范大学物理与电子信息学院安徽芜湖241002

科学思维是物理学科核心素养的重要内容,如何在课堂教学中真正促进思维发展一直是物理教育领域关注的热点问题.本文在SOI认知理论和思维型课堂教学理论的指导下,以“互感与自感”教学设计为例,提升学生选择信息、组织信息、整合信息的效... 详细信息

科学思维是物理学科核心素养的重要内容,如何在课堂教学中真正促进思维发展一直是物理教育领域关注的热点问题.本文在SOI认知理论和思维型课堂教学理论的指导下,以“互感与自感”教学设计为例,提升学生选择信息、组织信息、整合信息的效率,促进学生的思维能力的发展,促进核心素养真正落地.

关键词： SOI模式思维型教学互感自感

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带拒绝推理的反绎学习方法

计算机研究与发展 2024年第7期61卷 1791-1798页

作者：黄宇轩姜远计算机软件新技术全国重点实验室(南京大学) 南京210023

近年来,许多研究工作致力于将数据驱动的机器学习和知识驱动的逻辑推理相结合,以提高机器学习的性能.其中,不少工作尝试利用反绎推理,将机器学习与逻辑推理融合到一个框架中.这些方法通过机器学习模型生成伪标记,然后利用反绎推理来修... 详细信息

近年来,许多研究工作致力于将数据驱动的机器学习和知识驱动的逻辑推理相结合,以提高机器学习的性能.其中,不少工作尝试利用反绎推理,将机器学习与逻辑推理融合到一个框架中.这些方法通过机器学习模型生成伪标记,然后利用反绎推理来修正不一致的伪标记,以更新机器学习模型并多次迭代.然而,反绎中可能会存在错误标记,这些标记会对模型训练产生负面影响且难以被发现.因此提出一种带拒绝推理的反绎学习方法,它同时考虑反绎标记的模型不确定性和推理不确定性,从数据层面和知识层面综合评估反绎结果的可靠性,并通过拒绝部分反绎推理结果来避免不可靠的反绎标记对模型训练的负面影响.实验表明,提出的方法可以减少错误反绎标记的比例、加速反绎学习的训练并带来更好的性能.

关键词：反绎学习机器学习逻辑推理反绎推理神经符号学习

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基于多传感器融合的跟随AGV复合导引技术

农业机械学报 2022年第1期53卷 14-22,32页

作者：钱晓明黄宇轩楼佩煌孙天南京航空航天大学机电学院南京210016

在“主从式”AGV协同作业中,跟随AGV的定位和导引,除了获取环境信息,还需要观测领航AGV的位姿进行路径跟随,对精度和稳定性有更高的要求。为了提高跟随AGV的导航精度,提出一种惯性导航与多目视觉结合的组合导航方法。针对多传感器的数... 详细信息

在“主从式”AGV协同作业中,跟随AGV的定位和导引,除了获取环境信息,还需要观测领航AGV的位姿进行路径跟随,对精度和稳定性有更高的要求。为了提高跟随AGV的导航精度,提出一种惯性导航与多目视觉结合的组合导航方法。针对多传感器的数据融合问题,提出一种基于自适应无迹卡尔曼滤波的跟随AGV最优位姿估计方法。惯导传感器输出信号用于跟随AGV的状态预测;路径跟踪导航与RGB-D视觉导航组成多目视觉导航,作为系统观测修正惯导的累积误差。实验表明,本文提出的复合导引方案具有更快的偏差收敛速度、更稳定的路径跟踪状态和队形保持,提高了双车协同搬运系统的实时性和鲁棒性。

关键词：多AGV协同复合导引多传感器融合卡尔曼滤波

面向协同搬运的跟随AGV多传感器融合技术研究

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面向协同搬运的跟随AGV多传感器融合技术研究

作者：黄宇轩南京航空航天大学

学位级别：硕士

面对日益复杂的工业生产场景,多AGV协同工作是移动机器人发展和AGV实用化的必然趋势。在“主从式”AGV系统中,主AGV的导引方式与单台AGV类似,技术上已趋于成熟;从AGV的定位和导引,除了获取环境信息外,还需要观测主AGV的位姿进行路径跟随... 详细信息

面对日益复杂的工业生产场景,多AGV协同工作是移动机器人发展和AGV实用化的必然趋势。在“主从式”AGV系统中,主AGV的导引方式与单台AGV类似,技术上已趋于成熟;从AGV的定位和导引,除了获取环境信息外,还需要观测主AGV的位姿进行路径跟随,在精度和稳定性方面有更高的要求。本文针对双AGV协同搬运系统,研究了跟随AGV的复合导航方案以及多传感器数据的融合算法。首先,根据多AGV协同搬运大型工件的需求,研究了面向跟随AGV的定位和导引的惯导/视觉相结合的组合导航方法。惯导短时精度高,抗干扰能力强,但存在累计误差,视觉系统与之配合,实现对惯导累积误差的实时校正。其次,针对单一视觉系统对复杂环境适应能力不足的问题,提出了一种路径跟踪导航与RGB-D立体视觉导航相结合的多目视觉导航技术。通过跟随AGV车头两侧倾斜安装CCD相机,路径跟踪获取AGV相对路径中心线的偏差。RGB-D视觉系统采用深度相机观测领航AGV,获取自身相对领航AGV的位姿估计。然后,对于多目视觉系统和惯性导引的数据融合问题,提出了一种面向跟随AGV的最优位姿估计方法。该方法将惯导观测数据、路径跟踪误差以及RGB-D位姿估计作为联合观测数据,与跟随AGV的运动模型结合,进行多传感器的数据融合。通过AUKF算法将多视角、多维度的感知信息融合得到跟随式AGV的位姿最优估计,提高复合导引系统的精确性和鲁棒性。最后,开发了一套基于双车协同搬运的导引和控制系统,利用该实验平台对本文提出的整套方案进行了实验验证。实验结果证明了本文所研究方法的准确性、实时性和鲁棒性。

关键词：多AGV协同复合导引视觉导航路径识别位姿融合

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《论语》中“君子”概念的拓扑分析

《论语》中“君子”概念的拓扑分析

作者：黄宇轩黑龙江大学

学位级别：硕士

“君子”概念由来已久,是贯穿《论语》全书的重要概念。近年来,语言学家们对语义的认知研究越来越深入。认知语言学强调从语言的整体性出发考察意义,其中概念的范畴化研究关注概念间的相互映射及其对语义的影响。当人们对概念进行识解时... 详细信息

“君子”概念由来已久,是贯穿《论语》全书的重要概念。近年来,语言学家们对语义的认知研究越来越深入。认知语言学强调从语言的整体性出发考察意义,其中概念的范畴化研究关注概念间的相互映射及其对语义的影响。当人们对概念进行识解时,概念与其构成部分之间具有拓扑性质。不同的概念处于不同的位置,概念间的具体位置关系构成概念空间中概念的极限关系;处于同一概念中的不同概念之间相互映射,具有连续性,这一连续性质构成概念空间中概念的邻域关系。拓扑学以数学方式展现图形的空间性质,而哲学拓扑学则通过概念空间的拓扑分析揭示概念意义,为概念的意义研究提供了新的路径。因此,本文以哲学拓扑学为理论基础,以《论语》中的“君子”概念为研究对象,运用逻辑分析方法从概念的拓扑性质出发揭示“君子”概念的意义。本文将解决以下两个具体问题:第一,在《论语》中,“君子”概念与其它概念呈现怎样的极限关系?第二,在“君子”概念拓扑中,概念与概念之间呈现怎样的邻域关系?研究发现,“君子”概念拓扑中的极限点共21个,其中概念“仁”和“道”共与19个概念相连,处于“君子”概念拓扑中的核心位置。具体而言,“仁”是“君子”成其名的关键,而“道”则是成为“君子”的路径。“君子”概念拓扑中的第二层概念通过命题结构与核心概念直接相连,围绕着核心概念分布并构成其意义。第三层概念围绕第二层概念分布,与核心概念间接相连。另一方面,处于同一对象下的概念之间存在邻域关系。“礼”作为第二层概念分布在概念“仁”的周围,是通向“仁”的关键。当人们做到“克己复礼”,那么天下都将归于“仁”;而“仁”是通向“道”的关键,“君子”欲实现其主张,则应以“仁”为本。本研究从“仁”和“道”出发分析“君子”概念拓扑中概念间的邻域关系,首先分析“仁”和“道”与其相连概念的连续性质,其次分析“仁”和“道”之间的逻辑关联,最后得出“君子”概念的拓扑关系图。

关键词：《论语》 “君子” 极限关系连续性质

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通用电子文档防泄密技术研究与实现

通用电子文档防泄密技术研究与实现

作者：黄宇轩北京邮电大学

学位级别：硕士

电子文档是信息分发、传输和存储的主要手段,但是由于其易被复制、修改和传播等特点,可能引起非常严重的信息泄密问题。目前,网络防火墙在网络层面用于威胁应对来自外部的安全威胁,却不能防止内部人员的有意和无意的电子文档泄密行为,... 详细信息

电子文档是信息分发、传输和存储的主要手段,但是由于其易被复制、修改和传播等特点,可能引起非常严重的信息泄密问题。目前,网络防火墙在网络层面用于威胁应对来自外部的安全威胁,却不能防止内部人员的有意和无意的电子文档泄密行为,如何保障电子文档在传输、存储过程中的安全管理与防泄密成为当前数据安全的重要发展方向。本文首先分析比较了当前主流防泄密技术的研究现状,提出了基于透明加解密的CPSec电子文档防泄密系统模型,建立了CPSec系统的功能架构、逻辑架构及网络架构,设计实现了透明加解密、授权审批、文档集中保护、系统审计核心功能模块。随后在系统核心业务流程设计中,开发了密钥分发、脱密审批、许可授权、文档外发等关键支撑业务。在核心组件设计部分,本文对支持高并发的业务服务器、域结构生成算法、数据通信加密储存等核心技术问题进行了深入研究并给出了实现方案。最后,本文对系统的各项指标进行了详细的测试,测试结果表明,系统的功能、性能、安全性以及并发性均达到预期指标,对电子文档防泄密技术在实际中的应用具有较好的应用价值。

关键词：电子文档安全管理透明加解密访问控制完成端口域组织结构

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混合自动驾驶车流通行效率研究

混合自动驾驶车流通行效率研究

作者：黄宇轩上海应用技术大学

学位级别：硕士

受益于人工智能技术与自动化技术的广泛应用与推广,自动驾驶技术是目前学术界和汽车行业研究发展的核心方向。相关研究表明自动驾驶在改善交通出行方面,可提升车辆驾驶的安全性、舒适性和满足更高层次的需求等。此外,还能有效改善交通... 详细信息

受益于人工智能技术与自动化技术的广泛应用与推广,自动驾驶技术是目前学术界和汽车行业研究发展的核心方向。相关研究表明自动驾驶在改善交通出行方面,可提升车辆驾驶的安全性、舒适性和满足更高层次的需求等。此外,还能有效改善交通拥堵、保障道路交通安全并为城市规划建设提供科学指导。而通过交通仿真模拟技术再现实际交通系统特性和运行规律,对交通系统进行管理、优化和控制,是评价运输设施运用效果的有效方法,也是解决现实交通问题的重要实验手段和工具。距离自动驾驶完全量产落地还有很长的发展周期,以自动巡航驾驶车辆基础理论,车辆驾驶的行为和参数模拟为仿真基础,可以有效模拟不同路况不同场景下自动驾驶车辆表现,对于推进交通智能化意义重大。本文概括了当前国内外自动驾驶发展、混合自动驾驶交通流以及快速路交通流仿真相关研究现状,详细论述了当前研究发展趋势。根据自动驾驶技术架构,明确不同驾驶级别间的差异性,以及各个技术功能模块间的交互作用。总结了微观交通仿真系统构造,并着重从横向、纵向角度剖析了VISSIM中的驾驶行为模式,将当前主流微观交通仿真软件横向对比评估。分析快速路交织区结构特点,选用VISSIM微观交通仿真软件,应用欧洲地平线Co Exist项目中定义的自动驾驶车辆的驾驶逻辑,以及在测试场地上实测得到的数据,针对上海市延安高架北线华山路-茂名路快速路交织区建模研究,设置交通事故场景,建立微观交通流仿真模型。通过输入不同渗透率的自动驾驶车辆,分析自动驾驶车辆混入传统交通流后的影响,对上游交织区与下游分流区的衔接区域进行路段区间评价,统计通行能力、速度、速度标准差为综合评估效益指标,输出fzp文件绘制不同流量不同混入率下速度变化趋势散点图,最后经过SSAM处理后分析Delas、TTC、PET指标。不同流量密度和等额差值的渗透率条件下,对比传统交通流,混合自动驾驶交通流的车辆行为存在差异。速度、通行能力、速度标准差等都会随着场景、情景变化而呈现不同的规律,随比例增大、整体交通效益呈先降后优的趋势。

关键词：自动驾驶交通仿真智能交通快速路交织区通行能力

基于可逆数据隐藏的JPEG图像内容保护技术研究

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基于可逆数据隐藏的JPEG图像内容保护技术研究

作者：黄宇轩华南理工大学

学位级别：硕士

随着互联网的飞速发展和移动终端的普及,越来越多的用户可以通过社交应用分享图片,视频等多媒体数据,多媒体信息的传播和扩散从未变得如此简单。图像包含丰富的信息以及具备直观的呈现方式,这些优点使得图像的分享已经成为人们社交生活... 详细信息

随着互联网的飞速发展和移动终端的普及,越来越多的用户可以通过社交应用分享图片,视频等多媒体数据,多媒体信息的传播和扩散从未变得如此简单。图像包含丰富的信息以及具备直观的呈现方式,这些优点使得图像的分享已经成为人们社交生活里不可或缺的一部分。这些社交应用在给人们生活带来便利的同时,也存在许多安全风险,由于这些应用对数据的疏于管理,近几年来大范围隐私泄露的事件越来越多,图像中往往包含很多隐私内容,这些隐私内容一旦泄露给恶意用户,则可能对图像拥有者的精神、财产、甚至人身安全带来极大的威胁。因此,为了解决上述问题,本文通过研究数字图像内容保护技术在网络空间中传播的现状,分析用户不同的图像内容保护需求,结合目前最新的图像内容保护技术与可逆数据隐藏算法提出了两种基于可逆数据隐藏的JPEG图像内容保护算法:（1）基于量化DCT系数修改的内容保护算法。该算法首先选定图像中需要保护的区域,然后对选定区域的直流系数和部分交流系数根据其平均值进行修改,通过使用可逆数据隐藏算法将这些系数的变化嵌入到其他的交流系数中。最后,采用可逆数据隐藏算法将所选保护区域的位置信息嵌入到整张图像中。整个图像变换过程采用了密钥控制,在不知道密钥的情况下很难获得受保护的内容。实验证明,该算法有效的保护了所选区域内容,实现了授权用户对原始图像的无损恢复,同时算法不会带来大量额外存储开销并能够抵御常见的安全攻击。（2）基于可察觉失真模型的图像内容保护算法。该算法通过DCT（离散余弦变换）系数叠加的方式用选定的图像去掩盖包含隐私内容的区域,然后根据可察觉失真模型优化保护图像的视觉质量,最后将恢复图像所需的信息嵌入到图像中。实验证明,该算法能够有效保护了选中区域的图像内容,同时弥补了现有图像掩模算法不能实现原始图像的无损恢复的不足,此外用户还可以根据具体的应用场景调节变换图像质量与文件体积的平衡。

关键词：隐私保护可逆恢复可逆数据隐藏 JPEG

CFRP筋-海水海砂预应力混凝土板传递长度研究

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CFRP筋-海水海砂预应力混凝土板传递长度研究

作者：黄宇轩厦门大学

学位级别：硕士

碳纤维复合增强筋(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)是由多股连续碳纤维通过基底材料如环氧树脂进行胶合,通过特制的模具挤压并拉拔成型的筋材。CFRP筋有以下几个特性:强度高、密度低,弹性模量与混凝土最为接近;抗疲劳性能较好;... 详细信息

碳纤维复合增强筋(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)是由多股连续碳纤维通过基底材料如环氧树脂进行胶合,通过特制的模具挤压并拉拔成型的筋材。CFRP筋有以下几个特性:强度高、密度低,弹性模量与混凝土最为接近;抗疲劳性能较好;抗腐蚀能力较其他FRP筋最强,因此CFRP筋能够代替普通钢筋与混凝土共同工作,目前也已有将CFRP筋作为预应力筋用于预应力混凝土结构中。但在预应力混凝土结构中,CFRP筋的预应力传递模式与普通钢筋会出现较大差别,国内外已有部分学者对CFRP筋预应力的传递长度进行了研究,但未对预应力CFRP筋的外形的影响进行深入探究。因此本文以CFRP筋与混凝土之间粘结性能的实验为基础,建立了 CFRP筋-海水海砂预应力混凝土板的有限元模型,研究CFRP筋预应力构件预应力传递长度的影响参数,并对预应力及粘结应力分布与传递,混凝土体应力分布等进行深入分析。首先进行了 CFRP筋与海水海砂混凝土粘结性能的实验,通过理论分析以及有限元数值模拟,得到了影响CFRP筋与海水海砂混凝土粘结性能的主要因素及其影响机理。采用ABAQUS软件建立了先张法CFRP筋-海水海砂混凝土预应力板有限元模型,对先张法CFRP筋预应力海水海砂混凝土的传递长度进行了分析。参数分析结果表明,混凝土强度越高,预应构件的传递长度越短;而CFRP筋与张拉控制应力的增大,都能显著增大传递长度。其次对CFRP筋与混凝土接触界面的粘结应力进行研究。通过理论分析与数值模拟结果得出了在预应力筋纵向方向上CFRP筋与混凝土的粘结应力分布。并确定了预应力构件各参数对粘结应力分布的影响程度,将平均粘结应力与粘结强度结合,推导了计算CFRP筋预应力构件传递长度的计算公式,通过分析得到了平均粘结应力与粘结强度比值的系数k取值范围在0.30-0.32。随后对接触界面上混凝土受CFRP预应力筋的压应力以及压应力引起的混凝土体应力分布进行研究。通过对预应力构件中Hoyer效应的理论分析,得出了混凝土受压应力的分布公式,拟合对比之后验证了该公式的合理性。改变预应力构件参数进行数值模拟得出了各参数对受压应力分布的影响。基于受压应力的研究得出了混凝土体的应力场分布规律以及各影响因素对应力场分布的作用。结果表明对于混凝土接触面上的受压应力以及混凝土体应力,传递长度处的位置均作为应力大小的拐点,通过传递长度可以很好的预估应力的分布以及应力范围。最后对预应力CFRP螺纹筋预应力构件传递长度进行研究,可以得出预应力构件中的局部应力和整体应力,同时推导了 CFRP螺纹筋预应力构件的传递长度的计算公式。

关键词：碳纤维筋海水海砂预应力构件传递长度粘结应力应力分析影响因素