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Method for the fruit tree recognition and navigation in complex environment of an agricultural robot

International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2024年第2期17卷 221-229页

作者： Xiaolin Xie Yuchao Li Lijun Zhao Xin Jin Shengsheng Wang xiaobing han College of Agricultural Equipment Engineering Henan University of Science and TechnologyLuoyang 471003HenanChina Collaborative Innovation Center of Machinery Equipment Advanced Manufacturing of Henan Province Luoyang 471003HenanChina Longmen Laboratory Luoyang 471003HenanChina College of Intelligent and Manufacturing Engineering Chongqing University of Arts and SciencesChongqing 402160China

To realize the visual navigation of agricultural robots in the complex environment of orchards,this study proposed a method for fruit tree recognition and navigation based on *** YOLOv5s model was selected and trained to identify the trunks of the left and right rows of fruit trees;the quadratic curve was fitted to the bottom center of the fruit tree recognition box,and the identified fruit trees were divided into left and right columns by using the extreme value point of the quadratic curve to obtain the left and right rows of fruit trees;the straight-line equation of the left and right fruit tree rows was further solved,the median line of the two straight lines was taken as the expected navigation path of the robot,and the path tracing navigation experiment was carried out by using the improved LQR control *** experimental results show that under the guidance of the machine vision system and guided by the improved LQR control algorithm,the lateral error and heading error can converge quickly to the desired navigation path in the four initial states of[0 m,−0.34 rad],[0.10 m,0.34 rad],[0.15 m,0 rad]and[0.20 m,−0.34 rad].When the initial speed was 0.5 m/s,the average lateral error was 0.059 m and the average heading error was 0.2787 rad for the navigation trials in the four different initial *** average driving was 5.3 m into the steady state,the average value of steady state lateral error was 0.0102 m,the average value of steady state heading error was 0.0253 rad,and the average relative error of the robot driving along the desired navigation path was 4.6%.The results indicate that the navigation algorithm proposed in this study has good robustness,meets the operational requirements of robot autonomous navigation in orchard environment,and improves the reliability of robot driving in orchard.

关键词： fruit tree recognition visual navigation YOLOv5 complex environments orchards

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基于超宽带反射超表面产生太赫兹轨道角动量

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应用光学 2024年第2期45卷 282-291页

作者：韩晓冰陈江侠王焱周远国西安科技大学通信与信息工程学院陕西西安710054 中国航空研究院研究生院江苏扬州225000 电磁环境效应航空科技重点实验室辽宁沈阳110035 电磁信息控制与效应全国重点实验室辽宁沈阳110035

由于轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)有望成为新的通信复用自由度,在拓展信道容量、提高频谱资源利用率方面有巨大潜力而受到越来越多研究人员的关注。目前的太赫兹涡旋波产生器件存在只能工作在单频点、带宽窄、转换效率低... 详细信息

由于轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)有望成为新的通信复用自由度,在拓展信道容量、提高频谱资源利用率方面有巨大潜力而受到越来越多研究人员的关注。目前的太赫兹涡旋波产生器件存在只能工作在单频点、带宽窄、转换效率低等问题,如何在太赫兹频段高效产生OAM成为关键问题之一。该文设计了一种超宽带反射超表面单元,结合几何相位原理和相位叠加原理设计了单层反射超表面。仿真结果表明:设计的超表面实现了在0.82 THz~2.09 THz(相对带宽87.3%)的宽频范围内,将圆极化太赫兹波转换为携带轨道角动量的太赫兹涡旋波,同极化反射谱的幅度大于0.97,转换效率高于94.7%,反射相位覆盖0°~360°。利用傅里叶变换分解反射场中各个OAM模式,定量分析了OAM模式纯度,在不同频率下涡旋波中均为主模式l=-2能量占比最高,进一步对设计的超表面进行优化,主模式能量占比明显提升。该文设计的超表面具有转换效率高、工作带宽大、主模式强度高等优势,为宽带太赫兹涡旋波的高效产生提供了一种参考。

关键词：轨道角动量太赫兹超宽带超表面

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改进YOLOv7-tiny的手语识别算法研究

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现代电子技术 2024年第1期47卷 55-61页

作者：韩晓冰胡其胜赵小飞秋强西安科技大学通信与信息工程学院陕西西安710000

在与听障人士进行交流时,常常会面临交流不便的困难,文中提出一种手语识别的改进模型来解决这个困难。该模型基于YOLOv7-tiny网络模型,并对其进行了多项改进,旨在提高模型的精度和速度。首先,通过对CBAM注意力机制的通道域进行改进,解... 详细信息

在与听障人士进行交流时,常常会面临交流不便的困难,文中提出一种手语识别的改进模型来解决这个困难。该模型基于YOLOv7-tiny网络模型,并对其进行了多项改进,旨在提高模型的精度和速度。首先,通过对CBAM注意力机制的通道域进行改进,解决了因降维而造成的通道信息缺失问题,并将改进后的CBAM加入到YOLOv7-tiny的Neck层中,从而使模型更加精准地定位和识别到关键的目标;其次,将传统的CIoU边界框损失函数替换为SIoU边界框损失函数,以加速边界框回归的同时提高定位准确度;此外,为了减少计算量并加快检测速度,还将颈部层中的普通卷积模块替换为Ghost卷积模块。经过实验测试,改进后网络模型的平均精度均值(mAP)、精准率和召回率分别提升了5.31%、6.53%、2.73%,有效地提高了手语识别网络的检测精确度。

关键词：手语识别 YOLOv7-tiny Ghost卷积注意力机制 SIoU 边界框

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基于DNN的煤矿富水区探测反演方法研究

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煤炭技术 2024年第4期43卷 140-145页

作者：韩晓冰王鑫磊周远国刘洋西安科技大学通信与信息工程学院西安710699

提出了一种基于DNN的煤矿富水区探测反演算法,该算法可以快速准确地实现煤矿富水区二维分布模型的重建。首先,利用时域有限差分方法(FDTD)获得不同分布模型的数值解;随后,依据数据样本搭建网络框架,网络的输入主要为电场分量,输出为相... 详细信息

提出了一种基于DNN的煤矿富水区探测反演算法,该算法可以快速准确地实现煤矿富水区二维分布模型的重建。首先,利用时域有限差分方法(FDTD)获得不同分布模型的数值解;随后,依据数据样本搭建网络框架,网络的输入主要为电场分量,输出为相应的模型电导率参数。通过对神经网络进行训练,得到网络的最优系数,随后对富水区分布进行反演预测;结果表明:DNN算法在单个小目标异常体反演中,可以有效克服BP神经网络模型失效的问题,且对于多目标异常体的反演效果更加准确。另外,相同数据集下,DNN的训练耗时与预测耗时也少于BP神经网络。实验结果表明,该算法可以有效提高煤矿富水区探测效率。

关键词：煤矿富水区探测二维反演 DNN 时域有限差分法

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磁共振T2WI结合DWI对直肠癌术前分期的价值及其与病理的相关性研究

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外科研究与新技术（中英文） 2024年第2期13卷 130-133页

作者：王成立邓娜杨翠婷韩晓兵杜凯玲彭伟生联勤保障部队第九一〇医院放射诊断科福建泉州362000

目的研究磁共振T2加权成像(T2WI)结合弥散加权成像(DWI)对直肠癌术前分期的价值,以及其与病理的相关性。方法纳入2020年6月—2023年6月就诊的208例影像学、病理资料完整直肠癌患者进行回顾性分析。所有患者在术前行直肠标准方案MRI检查... 详细信息

目的研究磁共振T2加权成像(T2WI)结合弥散加权成像(DWI)对直肠癌术前分期的价值,以及其与病理的相关性。方法纳入2020年6月—2023年6月就诊的208例影像学、病理资料完整直肠癌患者进行回顾性分析。所有患者在术前行直肠标准方案MRI检查,通过平扫和增强提示肿瘤的位置和大小,DWI信号测量肿瘤的表观弥散系数(ADC)值。对比T2WI单独和联合DWI对于直肠癌术前分期的诊断效能。获得不同病理分级肿瘤组织的平均及最小ADC值,分析两者与病理分级之间的相关性。结果T2WI联合DWI对于T2、T3期直肠癌的诊断准确度高于T2WI单独评估,差异具有统计学意义(P<0.05)。低分化直肠癌平均及最小ADC值明显低于中、高分化直肠癌,差异有统计学意义(P<0.05),且最小ADC值与病理分级呈负相关(r=-0.422,P<0.05)。结论T2WI联合DWI对于直肠癌分期的诊断效能好于单独应用T2WI;最小ADC值对于术前肿瘤的病理分级具有较好的应用价值。

关键词：磁共振成像 T2加权成像弥散加权成像直肠癌分期病理分级

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Two types of coumarins-specific enzymes complete the last missing steps in pyran- and furanocoumarins biosynthesis

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Acta Pharmaceutica Sinica B 2024年第2期14卷 869-880页

作者： Yucheng Zhao Yuedong He Liangliang han Libo Zhang Yuanzheng Xia Fucheng Yin xiaobing Wang Deqing Zhao Sheng Xu Fei Qiao Yibei Xiao Lingyi Kong Department of Resources Science of Traditional Chinese Medicines School of Traditional Chinese Pharmacyand State Key Laboratory of Natural MedicinesChina Pharmaceutical UniversityNanjing 210009China College of Bioscience and Biotechnology Hunan Agricultural UniversityChangsha 410128China Jiangsu Key Laboratory of Bioactive Natural Product Research and State Key Laboratory of Natural Medicines Department of Natural Medicinal ChemistryChina Pharmaceutical UniversityNanjing 210009China Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement in Southern China Ministry of AgricultureTropical Crops Genetic Resources InstituteChinese Academy of Tropical Agricultural SciencesHaikou 517317China Institute of Botany Jiangsu Province and Chinese Academy of SciencesNanjing 210014China Department of Pharmacology School of Pharmacyand State Key Laboratory of Natural MedicinesChina Pharmaceutical UniversityNanjing 210009China

Pyran-and furanocoumarins are key representatives of tetrahydropyrans and tetrahydrofurans,respectively,exhibiting diverse physiological and medical ***,the biosynthetic mechanisms for their core structures remain poorly *** we combined multiomics analyses of biosynthetic enzymes in Peucedanum praeruptorum and in vitro functional verification and identified two types of key enzymes critical for pyran and furan ring biosynthesis in *** included three distinct *** prenyltransferases(PpPT1e3)responsible for the prenylation of the simple coumarin skeleton 7 into linear or angular precursors,and two novel CYP450 cyclases(PpDC and PpOC)crucial for the cyclization of the linear/angular precursors into either tetrahydropyran or tetrahydrofuran *** analyses of cyclases indicated that acid/base-assisted epoxide ring opening contributed to the enzyme-catalyzed tetrahydropyran and tetrahydrofuran ring *** possible acid/base-assisted catalytic mechanisms of the identified cyclases were theoretically investigated and assessed using site-specific *** identified two possible acidic amino acids Glu303 in PpDC and Asp301 in PpOC as vital in the catalytic *** study provides new enzymatic tools in the epoxide formation/epoxide-opening mediated cascade reaction and exemplifies how plants become chemically diverse in terms of enzyme function and catalytic process.

关键词： Tetrahydropyrans Tetrahydrofurans Baldwin rules Coumarins CYP450cyclase

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A high-speed true random number generator based on Ag/SiNx/n-Si memristor

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Frontiers of physics 2024年第1期19卷 241-250页

作者： xiaobing Yan Zixuan Zhang Zhiyuan Guan Ziliang Fang Yinxing Zhang Jianhui Zhao Jiameng Sun Xu han Jiangzhen Niu Lulu Wang Xiaotong Jia Yiduo Shao Zhen Zhao Zhenqiang Guo Bing Bai Institute of Life Science and Green Development Key Laboratory of Brain-Like Neuromorphic Devices and Systems of Hebei ProvinceCollege of Electron and Information EngineeringHebei UniversityBaoding 071002China

The intrinsic variability of memristor switching behavior can be used as a natural source of randomness,this variability is valuable for safe applications in hardware,such as the true random number generator(TRNG).However,the speed of TRNG is still be further ***,we propose a reliable Ag/SiNx/n-Si volatile memristor,which exhibits a typical threshold switching device with stable repeat ability and fast switching *** volatile-memristor-based TRNG is combined with nonlinear feedback shift register(NFSR)to form a new type of high-speed dual output ***,the bit generation rate reaches a high speed of 112 kb/*** addition,this new TRNG passed all 15 National Institute of Standards and Technology(NIST)randomness tests without post-processing steps,proving its performance as a hardware security *** work shows that the SiNx-based volatile memristor can realize TRNG and has great potential in hardware network security.

关键词： volatile memristor true random number generator(TRNG) delay time threshold switching device

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Bending-Induced Conductance Increase in Individual Semiconductor Nanowires and Nanobelts

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Nano Research 2009年第7期2卷 553-557页

作者： xiaobing han Guangyin Jing Xinzheng Zhang Renmin Ma Xuefeng Song Jun Xu Zhimin Liao NingWang Dapeng Yu State Key Laboratory for Mesoscopic Physics and Electron Microscopy LaboratoryDepartment of PhysicsPeking UniversityBeijing 100871China Physics Department Hong Kong University of Science and TechnologyHong KongChina

Reliable ohmic contacts were established in order to study the strain sensitivity of nanowires and *** conductance increases of up to 113%were observed on bending individual ZnO nanowires or CdS *** bending strain-induced conductance enhancement was confirmed by a variety of bending measurements,such as using different manipulating tips(silicon,glass or tungsten)to bend the nanowires or nanobelts,and is explained by bending-induced effective tensile strain based on the principle of the piezoresistance effect.

关键词： ZnO nanowires bending strain piezoresistance conductance enhancement

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Macro Characteristics of Human Rights Legal Principles for Ethnic Minorities in New China

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The Journal of Human Rights 2013年第6期12卷 13-17页

作者： han xiaobing HSIJAO NIMA the Graduate School of Minzu University of China the China Society for Human Rights of the China Society for Human Rights

In this paper, ethnic minorities refer to the 55 minorities other than the han ethnic group with- in the borders of the People＇s Republic of China; human rights mean the human rights connotations within the ken of international human rights laws; legal principles mean the principles that all authoritative organizations, legislative organs, administrative departments, judicial organs and other departments should obey.

关键词： Macro Characteristics of Human Rights Legal Principles for Ethnic Minorities in New China

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Linear Strain-Gradient Effect on the Energy Bandgap in Bent CdS Nanowires

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Nano Research 2011年第3期4卷 308-314页

作者： Qiang Fu Zi Yue Zhang Liangzhi KOU Peicai Wu xiaobing han Xinli Zhu Jingyun Gao Jun Xu Qing Zhao Wanlin Guo Dapeng Yu State Key Laboratory for Mesoscopic Physics and Electron Microscopy Laboratory Department of Physics Peking University Beijing 100871 China Institute of Nanoscience Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Nanjing 210016 China

尽管在半导体的可能的非同类的紧张效果被调查了因为在一半上世纪和紧张坡度能每在灵活 nanostructures 的测微计是超过 1% ，我们仍然缺乏他们对精力乐队的影响的理解。这里，我们进行紧张坡度的系统的阴极射线发光光谱学研究在在低温... 详细信息

尽管在半导体的可能的非同类的紧张效果被调查了因为在一半上世纪和紧张坡度能每在灵活 nanostructures 的测微计是超过 1% ，我们仍然缺乏他们对精力乐队的影响的理解。这里，我们进行紧张坡度的系统的阴极射线发光光谱学研究在在低温度的有弹性地弄弯的 CdS nanowires 的导致的激子精力移动，并且发现在弄弯的 nanowires 的激子精力红移动与紧张坡度成正比，格子失真的一个索引。密度功能的计算在弄弯的 nanostructures 显示出乐队差距减小的一样的趋势并且揭示内在的机制。半导体的乐队差距上的重要线性紧张坡度效果应该在在 nanoelectronics 调节光电子的性质的方法上打开新灯。

关键词：应变梯度弹性弯曲纳米线硫化镉线性能隙激子能量纳米电子学

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