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子载波信道模型盲均衡非合作水声正交频分复用类内调制识别

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声学学报 2024年第5期49卷 1061-1072页

作者：方涛华波韦佳利王凯刘今王彪江苏科技大学海洋学院镇江212008 中国船舶集团有限公司系统工程研究院北京100094

针对水声多径信道下传统正交频分复用(OFDM)类内调制识别特征稳健性不足导致识别方法失效的问题,提出了基于子载波信道模型盲均衡的水声OFDM类内调制识别方法,可识别类内调制方式包括BPSK、QPSK、8PSK及16QAM。首先,提出一种针对OFDM子... 详细信息

针对水声多径信道下传统正交频分复用(OFDM)类内调制识别特征稳健性不足导致识别方法失效的问题,提出了基于子载波信道模型盲均衡的水声OFDM类内调制识别方法,可识别类内调制方式包括BPSK、QPSK、8PSK及16QAM。首先,提出一种针对OFDM子载波映射符号的分块策略提高盲均衡的性能。然后,利用期望最大化(EM)算法,在该分块策略下对每个分块内的子载波映射符号进行处理,估计出信道衰落系数和噪声功率;进一步利用K均值聚类(K-means)算法得到该分块映射符号对应的信道衰落系数,并将该信道衰落系数作为EM算法的初始值,使EM算法能够快速收敛。最后,利用最大似然(ML)分类器实现OFDM类内调制识别。仿真和实验结果表明,提出的EM-Block-ML方法实现了水声多径信道下高可靠的OFDM类内调制识别,验证了所提识别方法的有效性。

关键词：类内调制识别子载波信道模型盲均衡期望最大化

基于多视角三维点云融合的采棉机器人视觉感知方法

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农业机械学报 2024年第4期55卷 74-81页

作者：刘坤王晓朱一帆南京工程学院自动化学院南京211167

针对传统采棉机器人因单一视角和二维图像信息带来的视觉感知局限问题,本文提出了一种多视角三维点云配准方法,以增强采棉机器人实时三维视觉感知能力。采用4台固定位姿的Realsense D435型深度相机,从不同视角获取棉花点云数据。通过Apr... 详细信息

针对传统采棉机器人因单一视角和二维图像信息带来的视觉感知局限问题,本文提出了一种多视角三维点云配准方法,以增强采棉机器人实时三维视觉感知能力。采用4台固定位姿的Realsense D435型深度相机,从不同视角获取棉花点云数据。通过AprilTags算法标定出深度相机RGB成像模块与Tag标签的相对位姿,并基于深度相机中RGB成像模块与立体成像模块坐标系间的转换关系,解算出各个相机间点云坐标的对应变换,进而实现点云间的融合配准。结果表明,本文配准方法的全局配准平均距离误差为0.93 cm,平均配准时间为0.025 s,表现出较高的配准精度和效率。同时,为满足采棉机器人感知的实时性要求,本文对算法中点云获取、背景滤波和融合配准等步骤进行了效率分析及优化,最终整体算法运行速度达到29.85 f/s,满足采棉机器人感知系统实时性需求。

关键词：采棉机器人视觉感知三维点云融合 AprilTags算法

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基于多元自适应回归样条的汇合决策行为模型

清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 55-62页

作者：李根翟伟黄海博任皎龙王登忠邬岚南京林业大学汽车与交通工程学院南京210037 山东理工大学建筑工程学院淄博255000 浙江省交通运输科学研究院杭州310023

为研究高速公路车辆汇合决策行为,采用一种非参数回归模型——多元自适应回归样条(multiple adaptive regression splines,MARS)模型建立了汇合决策行为模型。同时,采用美国下一代仿真(next generation simulation,NGSIM)项目中搜集的... 详细信息

为研究高速公路车辆汇合决策行为,采用一种非参数回归模型——多元自适应回归样条(multiple adaptive regression splines,MARS)模型建立了汇合决策行为模型。同时,采用美国下一代仿真(next generation simulation,NGSIM)项目中搜集的车辆轨迹数据US-101数据集,提取了速度差、纵向间距、横向位置和车线碰撞时间等参数作为影响变量,进行训练和预测,并与分类回归树、梯度提升决策树、随机森林、逻辑回归等模型进行对比。研究结果表明:汇合车辆与主线车道前车之间的速度差对汇合决策行为影响最大;MARS模型和梯度提升决策树模型对汇合决策行为的预测错误率分别低至0.141和0.138,准确性略高于分类回归树、随机森林和逻辑回归模型,但MARS模型的复杂度远低于梯度提升决策树模型,且能够生成显性表达式,反映影响变量之间的交互作用,利于工程应用。MARS模型能够准确预测汇合决策行为,可用于车辆辅助驾驶及自动驾驶系统。

关键词：公路运输汇合决策行为多元自适应回归样条交织区自动驾驶

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膜蛋白原位成像研究进展

分析测试学报 2024年第1期43卷 118-127页

作者：苗紫昀李志豪王杰苏州大学材料与化学化工学部江苏苏州215006 武汉市农业科学院环境与安全研究所湖北武汉430345

膜蛋白是细胞膜的重要组成成分,在信号传导、物质运输、能量交换等细胞基本生理活动中发挥着至关重要的作用。膜蛋白表达量、结构、功能等的异常与恶性肿瘤等多种疾病密切相关,膜蛋白一直是化学、生物学、医学等领域的重点研究对象。发... 详细信息

膜蛋白是细胞膜的重要组成成分,在信号传导、物质运输、能量交换等细胞基本生理活动中发挥着至关重要的作用。膜蛋白表达量、结构、功能等的异常与恶性肿瘤等多种疾病密切相关,膜蛋白一直是化学、生物学、医学等领域的重点研究对象。发展原位的膜蛋白表达量、空间分布和组织结构成像技术是深入了解膜蛋白作用机制及细胞生理活动分子基础的重要前提。近年来,研究人员发展了系列膜蛋白原位成像技术,包括荧光成像、电化学发光成像、表面增强拉曼散射成像等,这些成像技术在膜蛋白的结构和功能研究中发挥了重要作用。该文对近年来膜蛋白原位成像领域的研究进展进行综述,总结了代表性的膜蛋白原位成像技术,并对该领域存在的挑战及发展方向进行了讨论。

关键词：膜蛋白成像荧光核酸适体

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三维多孔碳纳米管-还原氧化石墨烯复合气凝胶应用于高性能对称超级电容器

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无机化学学报 2024年第1期40卷 155-163页

作者：杨小龙王晨淏卢振杰潘书刚付永胜汪信南京理工大学软化学与功能材料教育部重点实验室南京210094 常州工学院常州213032

以羟基化的碳纳米管(CNT-OH)和自制的氧化石墨烯(GO)为原料,通过氧化还原自组装的水热合成策略制备了碳纳米管-还原氧化石墨烯(CNTs-rGO)三维气凝胶,并探究了水热温度对三维气凝胶的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉... 详细信息

以羟基化的碳纳米管(CNT-OH)和自制的氧化石墨烯(GO)为原料,通过氧化还原自组装的水热合成策略制备了碳纳米管-还原氧化石墨烯(CNTs-rGO)三维气凝胶,并探究了水热温度对三维气凝胶的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)对材料的结构、形貌进行了表征,并对其进行电化学性能测试。其中,在140℃下合成的气凝胶CNTs-rGO展示了最佳的电化学性能,在1 A·g^(-1)电流密度下的比电容高达294.65 F·g^(-1),循环伏安曲线在50 mV·s^(-1)扫速下的形状仍然近似于矩形,展示了良好的可逆性。将其作为正极和负极材料组装的对称超级电容器在功率密度为249.8 W·kg^(-1)时的最大能量密度为3.744 Wh·kg^(-1),在1 A·g^(-1)下循环10 000次后,其电容保持率和库仑效率均约为100%。优异的电化学性能主要归因于CNTs-rGO复合材料疏松多孔的三维立体结构,这保证了离子的快速运输,同时CNTs和rGO的交联结构提高了电导率,充分发挥了CNTs和rGO的化学和电学性能。

关键词：羟基化碳纳米管氧化石墨烯水热合成三维气凝胶超级电容器

考虑地震作用和非线性强度的三维土坡极限分析

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力学学报 2024年第5期56卷 1426-1438页

作者：吴迪王钰轲陈欣苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215129 郑州大学水利科学与工程学院郑州450001

地震是边坡稳定性问题的一个不利因素,地震作用对非线性准则下三维土坡稳定性的影响有待进一步研究.针对水平地震作用下三维均质土坡,构建了非线性准则下的三维转动滑动破坏机制(坡底破坏机制和坡面破坏机制).采用拟静力法考虑水平地震... 详细信息

地震是边坡稳定性问题的一个不利因素,地震作用对非线性准则下三维土坡稳定性的影响有待进一步研究.针对水平地震作用下三维均质土坡,构建了非线性准则下的三维转动滑动破坏机制(坡底破坏机制和坡面破坏机制).采用拟静力法考虑水平地震载荷的做功功率,建立了两种三维边坡滑动体的能量平衡方程.对于给定几何参数和强度参数的三维土坡,通过数值优化方法得到了边坡稳定系数、最危险滑动面和等效强度参数,分析了水平地震作用对三维土坡稳定性及等效强度参数的影响,绘制了可供实际工程参考的边坡稳定性图表.研究结果显示:三维土坡稳定性将随着水平地震作用的增大而降低,特别是对于坡度较小、宽度较大的边坡,其稳定性的降低程度更为显著.水平地震作用只有在非线性参数比c_(0)/σ_(0)较大时才会对等效强度参数产生一定的影响:随着水平地震作用的增大,等效内摩擦角将递增,等效黏聚力将递减.边坡最危险滑动面位置将随着水平地震作用的增大而有所加深,且其滑动面的三维特性将变得显著.

关键词：土坡极限分析地震作用非线性准则三维

基于层级化注意力融合的航拍图像电力线分割模型

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南方电网技术 2024年第4期18卷 162-170页

作者：徐丹余南南张嘉睿于贺于金扣江苏师范大学电气工程及自动化学院江苏徐州221116

电力线自动分割是保证智能检测平台安全运行的重要前提。然而,电力线分割是复杂背景、多种气候环境下的小目标分割问题,极易出现误检、漏检问题。为了提高电力线分割的鲁棒性与准确性,结合编码器-解码器框架,提出了一种基于层级化注意... 详细信息

电力线自动分割是保证智能检测平台安全运行的重要前提。然而,电力线分割是复杂背景、多种气候环境下的小目标分割问题,极易出现误检、漏检问题。为了提高电力线分割的鲁棒性与准确性,结合编码器-解码器框架,提出了一种基于层级化注意力融合的端到端分割模型。该模型提出一种降维残差卷积单元,增加网络深度的同时大幅度减少网络参数,更易部署于嵌入式设备。为了使模型捕捉到全局信息并强调电力线的目标区域,设计了链式层级化注意力融合模块进行多尺度特征融合,以解决类别不均衡问题。为了提高模型对电力线特有的直线先验特征的关注,提出了直线先验损失函数,并与Focal、Dice损失函数组合成联合损失函数,进一步提高了电力线分割准确度。实验结果表明,所提模型网络深度增加为基础网络的2.8倍左右,而参数量仅为原来的1/3左右。针对常规天气和雾天环境下的航拍图像均能实现电力线的鲁棒分割。所提出模型能应用于电力巡检领域,使巡检更加智能与高效。

关键词：航拍图像电力线分割残差卷积注意力融合直线先验

乳酸菌发酵对荞麦壳多酚组成及胃肠消化、酵解特性的影响

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中国食品学报 2024年第4期24卷 54-68页

作者：张志红陈志健王舒瑜刘玲玲关桦楠范松涛江苏科技大学粮食学院江苏镇江212100 江苏大学食品与生物工程学院江苏镇江212013

目的:探究乳酸菌HH-LP56发酵荞麦壳的酚类组成、胃肠道消化及结肠酵解特性。方法:用乳酸菌发酵处理荞麦壳,根据发酵过程中pH、总酚含量及抗氧化活性变化,筛选代表性样品,采用液相色谱法分析代表性样品的主要酚类物质结合方式及含量;采用... 详细信息

目的:探究乳酸菌HH-LP56发酵荞麦壳的酚类组成、胃肠道消化及结肠酵解特性。方法:用乳酸菌发酵处理荞麦壳,根据发酵过程中pH、总酚含量及抗氧化活性变化,筛选代表性样品,采用液相色谱法分析代表性样品的主要酚类物质结合方式及含量;采用Infogest 2.0体外胃肠消化,评价酚类的生物可及情况;进一步接种人粪便模拟结肠厌氧酵解,分析产气量、pH和短链脂肪酸(SCFA)。结果:乳酸菌发酵6 h(LP-6h)后总酚含量显著增加,发酵24 h(LP-24h)后进一步增加,并在发酵48 h(LP-48h)时总酚含量达到最高水平(7.32 mg/g)。分析未发酵(Raw)和发酵荞麦壳的酚类组成和存在形式发现,LP-6h,LP-24h和LP-48h中游离态没食子酸(142.88~145.87 mg/kg)和原儿茶酸(103.30~113.61 mg/kg)的含量显著高于Raw组(P<0.01),且肠道生物可及性明显增加。体外接种5位志愿者粪便菌群模拟结肠酵解发现,未发酵和发酵荞麦壳的产气量、主要SCFA和支链脂肪酸(BCFA)含量总体上均较为接近。其中3位志愿者的粪便微生物酵解荞麦壳48 h后,总SCFA含量均显著高于未发酵荞麦壳(P<0.01或P<0.05)。结论:乳酸菌发酵能有效改善荞麦壳的胃肠消化和酵解特性,研究结果将为乳酸菌发酵用于荞麦壳精深加工提供理论依据。

关键词：乳酸菌发酵荞麦副产物体外消化模拟结肠酵解

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电热织物系统热传递模拟及其参数设计

纺织学报 2024年第2期45卷 206-213页

作者：程子琪卢业虎许静娴苏州大学纺织与服装工程学院江苏苏州215021 现代丝绸国家工程实验室江苏苏州215123

为保证电加热服装的舒适性与安全性,并为其优化设计提供参考,通过Comsol软件建立了包含皮肤层的电热织物系统传热模型,考虑了热传导、热对流、热辐射3种传热方式,进行了多物理场耦合模拟。将模拟的瞬态结果与实验数据进行对比发现,二者... 详细信息

为保证电加热服装的舒适性与安全性,并为其优化设计提供参考,通过Comsol软件建立了包含皮肤层的电热织物系统传热模型,考虑了热传导、热对流、热辐射3种传热方式,进行了多物理场耦合模拟。将模拟的瞬态结果与实验数据进行对比发现,二者随时间变化的温度曲线相近,且实时温度和最终温度相对误差均低于4%,说明模拟值与实验值之间具有良好的吻合性。通过该数值模型进行了稳态的参数化研究,拟合了皮肤温度与环境温度、风速、发热片加热温度、服装内外层热阻之间的线性关系,建立了皮肤温度预测模型,并应用模型设计电加热服装的相关参数。本文研究结果可为特定使用环境下电加热片的设计与选择提供理论参考。

关键词：电加热织物系统热传递模拟皮肤温度预测模型参数设计