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基于Ghost改进的YOLOv5轻量化双目视觉无人机避障算法

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液晶与显示 2024年第1期39卷 111-119页

作者：贾一凡曹天一白越中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 西南交通大学-利兹学院四川成都610097

为解决无人机在室外实际飞行时的自主避障问题,提出一种基于Ghost改进的YOLOv5轻量化双目视觉无人机避障算法。首先,引入Ghost模块改进YOLOv5中的CBL和CSP_X单元,使用CIOUloss作为回归损失函数,并将非极大值抑制CIOUnms修改为DIOUnms以... 详细信息

为解决无人机在室外实际飞行时的自主避障问题,提出一种基于Ghost改进的YOLOv5轻量化双目视觉无人机避障算法。首先,引入Ghost模块改进YOLOv5中的CBL和CSP_X单元,使用CIOUloss作为回归损失函数,并将非极大值抑制CIOUnms修改为DIOUnms以优化损失函数;其次,对双目相机进行标定和校正;使用ORB特征点提取和滑动窗口匹配算法得到检测目标的视差值,再根据视差值和相机内参求解出障碍物的距离信息;最后,根据障碍物的位置和距离实现无人机的自主避障。该避障算法在嵌入式系统中运行的平均FPS达到14.3,并用无人机避障飞行试验证实了该算法的可行性;改进后的网络检测平均准确率为76.88%,与YOLOv5相比,平均检测精度均值下降0.37%,但检测时间下降22%,参数量下降25%。该算法对无人机的自主避障具有重要的应用价值。

关键词：目标检测轻量化特征匹配无人机避障

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新型部分填充钢-混凝土组合梁受剪性能试验及有限元模拟研究

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建筑结构 2024年第10期54卷 35-42页

作者：刘源辛力姚怡帆高悦中国建筑西北设计研究院有限公司西安710018 长安大学建筑工程学院西安710061

采用合理的材料本构关系,利用ABAQUS有限元软件建立足尺有限元模型,对新型部分填充钢-混凝土组合梁进行受剪承载力分析。结合试验研究,通过改变剪跨比、型钢强度等级、梁高度、型钢腹板厚度、翼缘栓钉间距等因素对新型组合梁组合截面受... 详细信息

采用合理的材料本构关系,利用ABAQUS有限元软件建立足尺有限元模型,对新型部分填充钢-混凝土组合梁进行受剪承载力分析。结合试验研究,通过改变剪跨比、型钢强度等级、梁高度、型钢腹板厚度、翼缘栓钉间距等因素对新型组合梁组合截面受剪承载力进行了研究。结果表明,新型组合梁有较好的受剪承载力,混凝土强度等级和新型组合梁高度对峰值承载力的影响不显著,但混凝土显著提高了新型组合梁的整体稳定性;而新型组合梁高度每增加50mm,其峰值剪力值约提高7%~21%;型钢腹板厚度每增大2mm,新型组合梁峰值剪力就提高10%左右,腹板对其受剪承载力影响较大。运用叠加原理,结合腹板、翼缘内侧混凝土、翼缘栓钉和箍筋的受剪贡献,对《组合结构设计规范》(JGJ 138—2016)中组合梁截面受剪承载力计算公式进行了优化。结果表明,修正后的计算公式具有良好精度。

关键词：新型部分填充钢-混凝土组合梁受剪性能承载力计算试验研究

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非接触式笼养蛋鸡核心体温检测方法

农业机械学报 2024年第8期55卷 312-321页

作者：严煜盛哲雅谷月衡一帆周昊博王树才华中农业大学工学院武汉430070 华中农业大学动物科学技术学院动物医学院武汉430070 农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室武汉430070

针对笼养条件下蛋鸡核心温度测量工作效率低下的问题,提出了一种利用红外热图像结合深度学习的蛋鸡核心温度检测方法。首先通过采集172只蛋鸡的10994幅红外热图像制作数据集,利用目标检测网络YOLO v8s提取作为感兴趣区域(Region of inte... 详细信息

针对笼养条件下蛋鸡核心温度测量工作效率低下的问题,提出了一种利用红外热图像结合深度学习的蛋鸡核心温度检测方法。首先通过采集172只蛋鸡的10994幅红外热图像制作数据集,利用目标检测网络YOLO v8s提取作为感兴趣区域(Region of interest,ROI)的鸡脸图像;再利用改进的深度卷积神经网络对提取的蛋鸡ROI图像以及实时采集的蛋鸡泄殖腔温度进行回归预测。实验显示,目标检测算法的检测准确率达到99.38%,平均精度均值达到99.9%,召回率达到99.87%,3项评价指标均高于YOLO v4s、YOLO v5s、YOLO v7、YOLOX-s目标检测算法;在深度卷积神经网络算法上,同时将MobileNetV3、GhostNet、ShuffleNetV2、RegNet、ConvNeXt、Res2Net以及MobileVIT共7种分类模型修改为回归模型,利用蛋鸡ROI图像进行训练,其中,Res2Net模型对蛋鸡核心体温估测拟合效果最好,在测试集上估测的决定系数R2为0.9565、调整后决定系数R2adj为0.95631,均高于其他回归模型;为进一步提高预测精度,在Res2Net50回归模型的Bottle2block结构之后分别插入SE(Squeeze-and-excitation)模块、CBAM(Convolutional block attention module)模块、CA(Coordinate attention)模块、ECA(Efficient channel attention)模块,其中利用CA模块改进后的算法在测试集上的R2为0.97364、R2adj为0.97352,均高于其他改进方法;利用目标检测网络和回归网络搭建蛋鸡核心体温估测模型,对9只蛋鸡进行体温估测试验,结果显示ROI均能完整找出,且估测体温平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)为0.153℃。因此,本研究提出的目标检测+深度神经网络模型为红外热图像下蛋鸡核心温度预测提供了较好的自动化检测方法。

关键词：笼养蛋鸡核心体温 YOLO v8s-Res2Net50 红外热成像

带有状态/输入量化的无人船自适应模糊跟踪控制

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 52-61页

作者：宁君马一帆李伟 †李铁山陈俊龙岳兴旺大连海事大学航海学院辽宁大连116026 电子科技大学自动化工程学院四川成都611730 华南理工大学计算机科学与工程学院广东广州510006

针对海上通讯带宽受限情况下无人船的航迹跟踪控制问题,设计了一种带有状态量化和输入量化的自适应反馈跟踪控制方案。在保证有效跟踪的同时,减少执行器执行频次,降低控制幅度。首先,在不考虑量化情况下基于自适应反步法设计了系统跟踪... 详细信息

针对海上通讯带宽受限情况下无人船的航迹跟踪控制问题,设计了一种带有状态量化和输入量化的自适应反馈跟踪控制方案。在保证有效跟踪的同时,减少执行器执行频次,降低控制幅度。首先,在不考虑量化情况下基于自适应反步法设计了系统跟踪控制律,并结合动态面技术有效降低了虚拟控制律的计算量膨胀问题。对于控制系统中存在的不确定项,利用模糊逻辑系统进行逼近。其次,采用均匀量化器分别对控制系统中的状态变量和输入变量进行量化,且量化后的状态反馈信息被用于无人船航迹跟踪控制器的设计。根据所得到的量化信息,给出了同时考虑状态量化和输入量化的无人船航迹跟踪控制律。在稳定性分析中,通过Lyapunov稳定性理论证明了在不考虑量化的情况下闭环控制系统的稳定性,并根据递归的方法证明了闭环控制系统中量化变量和非量化变量之间误差的有界性。基于给定的引理,最终证明了在同时考虑状态量化和输入量化的情况下,所设计的带有状态量化和输入量化的模糊自适应反馈跟踪控制系统的稳定性。最后,通过两组仿真实验验证了所提方案的实用性。即在同时考虑状态量化和输入量化的情况下,无人船仍能保持对理想轨迹良好的跟踪性能,并有效减轻了执行器的执行频次,更符合航海工程实践。

关键词：无人船航迹跟踪状态量化及输入量化模糊自适应控制量化误差

Uncovering key salt-tolerant regulators through a combined eQTL and GWAS analysis using the super pan-genome in rice

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National Science Review 2024年第4期11卷 55-69页

作者： Hua Wei Xianmeng Wang Zhipeng Zhang Longbo Yang Qianqian Zhang Yilin Li Huiying He Dandan Chen Bin Zhang Chongke Zheng yue Leng Xinglan Cao Yan Cui Chuanlin Shi yifan Liu Yang Lv Jie Ma Wenchuang He Xiangpei Liu Qiang Xu Qiaoling Yuan Xiaoman Yu Tianyi Wang Hongge Qian Xiaoxia Li Bintao Zhang Hong Zhang Wu Chen Mingliang Guo Xiaofan Dai yuexing Wang Xiaoming Zheng Longbiao Guo Xianzhi Xie Qian Qian Lianguang Shang Shenzhen Branch Guangdong Laboratory of Lingnan Modern AgricultureGenome Analysis Laboratory of the Ministry of Agriculture and Rural AffairsAgricultural Genomics Institute at ShenzhenChinese Academy of Agricultural Sciences Institute of Wetland Agriculture and Ecology Shandong Academy of Agricultural Sciences State Key Laboratory of Rice Biology China National Rice Research Institute National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic Improvement Institute of Crop Science Chinese Academy of Agricultural Sciences Yazhouwan National Laboratory

For sessile plants, gene expression plays a pivotal role in responding to salinity stress by activating or suppressing specific genes. However, our knowledge of genetic variations governing gene expression in response to salt stress remains limited in natural germplasm. Through transcriptome analysis of the Global Mini-Core Rice Collection consisting of a panel of 202 accessions, we identified 22 345 and 27 610expression quantitative trait loci associated with the expression of 7787 and 9361 e Genes under normal and salt-stress conditions, respectively, leveraging the super pan-genome map. Notably, combined with genome-wide association studies, we swiftly pinpointed the potential candidate gene STG5—a major salt-tolerant locus known as q STS5. Intriguingly, STG5 is required for maintaining Na+/K+homeostasis by directly regulating the transcription of multiple members of the Os HKT gene family. Our study sheds light on how genetic variants influence the dynamic changes in gene expression responding to salinity stress and provides a valuable resource for the mining of salt-tolerant genes in the future.

关键词： super pan-genome expression quantitative trait loci GWAS salt tolerance rice

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太阳短波极紫外双波段成像光谱仪设计

光学学报 2024年第12期44卷 285-298页

作者：段紫雯邢阳光彭吉龙闫雷黄一帆刘越李林北京理工大学光电学院北京100081 北京卫星环境工程研究所北京100094 中国科学院紫金山天文台江苏南京210023 北京宇航系统工程研究所北京100076

基于超环面变线距(TVLS)光栅设计太阳短波极紫外的双波段成像光谱仪,光谱仪系统采用非罗兰圆的光栅工作结构,不需要光谱的扫描或探测器的位移即可同时获得17~21 nm和28~32 nm两个波段的高空间、高光谱分辨和大瞬时狭缝视场的消像散光谱... 详细信息

基于超环面变线距(TVLS)光栅设计太阳短波极紫外的双波段成像光谱仪,光谱仪系统采用非罗兰圆的光栅工作结构,不需要光谱的扫描或探测器的位移即可同时获得17~21 nm和28~32 nm两个波段的高空间、高光谱分辨和大瞬时狭缝视场的消像散光谱成像。基于蒙特卡罗统计模拟方法对太阳短波极紫外双波段成像光谱仪的最优模型开展光线追迹仿真实验,仿真结果表明其空间分辨率优于1″,光谱分辨率优于0.0055 nm,所设计的成像光谱仪具有良好的光栅像差校正效果,其光谱成像性能接近衍射极限。为我国未来的太阳极紫外光谱成像仪器的发展研制提供重要的理论意义,为我国未来的太阳空间探测任务的型号遴选提供重要的参考价值。

关键词：光学器件太阳空间探测太阳极紫外成像光谱仪光栅像差校正光线追迹

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藤石松的生物碱类成分研究

中草药 2024年第5期55卷 1460-1465页

作者：陈烨琪潘亚茹卓越张一帆顾继洪广州中医药大学科技创新中心广东广州510405 广州中医药大学第一附属医院广东广州510405 广东省中医临床研究院广东广州510405

目的研究藤石松Lycopodiastrum casuarinoides的生物碱类成分。方法利用多种色谱方法对藤石松总生物碱部位进行分离纯化。通过多种波谱技术以及单晶X-射线衍射鉴定化合物的结构。结果从藤石松全株植物中分离到11个化合物,分别鉴定为6-羟... 详细信息

目的研究藤石松Lycopodiastrum casuarinoides的生物碱类成分。方法利用多种色谱方法对藤石松总生物碱部位进行分离纯化。通过多种波谱技术以及单晶X-射线衍射鉴定化合物的结构。结果从藤石松全株植物中分离到11个化合物,分别鉴定为6-羟基-β-玉柏碱(1)、去-N-甲基-β-玉柏碱(2)、casuarine B(3)、石杉碱乙(4)、casuarinine B(5)、β-玉柏碱(6)、蛇足石杉碱(7)、N-demethylhuperzinine(8)、石杉碱丙(9)、8,15-dihydrohuperzinine(10)、casuarinine I(11)。结论化合物1为新的石松碱类化合物。

关键词：藤石松石松碱 6-羟基-β-玉柏碱去-N-甲基-β-玉柏碱石杉碱乙蛇足石杉碱

益气活血养阴清热方对糖尿病肾病大鼠肾组织自噬信号通路AMPK/mTOR/ULK1的影响

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中药药理与临床 2024年第2期40卷 34-40页

作者：申宇航顾悦丁鑫王逸凡吕哲郭登洲河北中医药大学研究生学院石家庄050000 河北中医药大学第一附属医院河北省中医院石家庄050000

目的:观察益气活血养阴清热方对糖尿病肾病(DN)大鼠肾组织损伤及单磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)/UNC-51样激酶1(ULK1)(AMPK/mTOR/ULK1)信号通路的影响,探讨其治疗DN的可能作用机制,为临床应用益气活血养阴... 详细信息

目的:观察益气活血养阴清热方对糖尿病肾病(DN)大鼠肾组织损伤及单磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)/UNC-51样激酶1(ULK1)(AMPK/mTOR/ULK1)信号通路的影响,探讨其治疗DN的可能作用机制,为临床应用益气活血养阴清热方治疗DN提供客观的理论依据。方法:将90只SPF级雄性SD大鼠采用随机数字表法分为正常对照组和造模组,分别给予普通饲料、高糖高脂饲料喂养。6 w后造模组大鼠一次性腹腔注射链脲佐菌素(STZ)建立DN模型,模型制备成功后随机分为模型对照组、益气活血养阴清热方7.7、15.3、30.6 g/kg组、厄贝沙坦0.017 g/kg组。给药后检测大鼠空腹血糖(FBG)、24 h尿蛋白(24 h-UTP)、肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)含量;HE染色、Masson染色、碘酸六胺银(PASM)染色观察肾组织病理变化;透射电镜观察肾组织超微结构变化;免疫组化法(IHC)检测大鼠肾组织自噬相关蛋白微管相关蛋白1轻链3Ⅱ(LC3Ⅱ)、肌球蛋白样BCL2结合蛋白(Beclin 1)表达水平;Western blot法检测大鼠肾组织AMPK、p-AMPK、mTOR、p-mTOR、ULK1、p-ULK1蛋白表达;Real-time PCR法检测大鼠肾组织Ampk、Mtor、Ulk1 mRNA表达。结果:与正常对照组比较,模型对照组大鼠FBG、Scr、BUN、24 h-UTP含量显著升高(P<0.01),肾小球增大,基底膜增厚,系膜基质增生,毛细血管扩张明显,足突融合,LC3Ⅱ、Beclin 1蛋白表达水平显著降低(P<0.01);AMPK、p-AMPK、ULK1、p-ULK1蛋白表达明显下调(P<0.05或P<0.01),p-mTOR、mTOR蛋白表达显著上调(P<0.01);Ampk、Ulk1 mRNA表达显著下调(P<0.01),Mtor mRNA表达显著上调(P<0.01);与模型对照组比较,益气活血养阴清热方30.6 g/kg组大鼠FBG、Scr、BUN、24 h-UTP含量显著降低(P<0.01);肾小球增大减轻,肾组织病理变化改善,同时可见明显的自噬溶酶体,LC3Ⅱ、Beclin 1蛋白表达显著升高(P<0.01);AMPK、p-AMPK、ULK1、p-ULK1表达显著上调(P<0.01),mTOR、p-mTOR表达显著下调(P<0.01);Ampk、Ulk1 mRNA表达显著上调(P<0.01),Mtor mRNA表达显著下调(P<0.01)。结论:益气活血养阴清热方能够缓解DN大鼠肾组织损伤,其机制可能与调控AMPK/mTOR/ULK1信号通路介导的肾组织自噬有关。

关键词：益气活血养阴清热方糖尿病肾病单磷酸腺苷活化蛋白激酶哺乳动物雷帕霉素靶蛋白 UNC-51样激酶1

人工智能在动力电池健康状态预估中的研究综述

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机械工程学报 2024年第4期60卷 391-408页

作者：戴国洪张道涵彭思敏苗一凡卓悦杨瑞鑫于全庆常州大学机械与轨道交通学院常州213164 盐城工学院电气工程学院盐城224051 北京理工大学机械与车辆学院北京100081 哈尔滨工业大学(威海)汽车工程学院威海264209

目前先进的电动汽车开发和应用已成为实现“脱碳”的关键技术。准确的电池健康状态(State of health,SOH)预估可有效地表征动力电池性能,对电动汽车动力电池维护和寿命管理具有重要意义。近年来,以深度学习、强化学习和大数据技术等为... 详细信息

目前先进的电动汽车开发和应用已成为实现“脱碳”的关键技术。准确的电池健康状态(State of health,SOH)预估可有效地表征动力电池性能,对电动汽车动力电池维护和寿命管理具有重要意义。近年来,以深度学习、强化学习和大数据技术等为代表的新一代人工智能技术在电动汽车电池状态预估的应用已成为研究热点。首先简要介绍人工智能技术、SOH的含义以及影响SOH主要因素,然后分别从电池单体与电池系统的角度对几种人工智能模型在SOH预估中的研究进行总结与讨论,最后结合大数据、云计算、区域链等新兴技术,对电池健康状态预估问题进行展望,为提升当前动力电池全生命周期管理能力提供一些思路。

关键词：人工智能健康状态电池系统现状与趋势