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基于6D位姿识别面向任意物体的智能人-机协同递送

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工程科学学报 2024年第1期46卷 148-156页

作者：张树忠朱祺张弓陈旭飞杨根吴月玉齐春雨邸思福建理工大学福建省智能加工技术及装备重点实验室福州350108 广州先进技术研究所广州511458 中国科学院大学北京100049

在日常实践中存在大量人与人之间的多样性物体递送需求,这可以依靠协作机器人来完成这些简单、耗时又耗力的任务.为此,针对人-机协同递送过程中无法精确识别物体位姿导致难以准确抓取的问题,引入基于Pn P算法(Perspective-nPoint)的物... 详细信息

在日常实践中存在大量人与人之间的多样性物体递送需求,这可以依靠协作机器人来完成这些简单、耗时又耗力的任务.为此,针对人-机协同递送过程中无法精确识别物体位姿导致难以准确抓取的问题,引入基于Pn P算法(Perspective-nPoint)的物体6D位姿识别网络,实现待递送物体位姿的精确识别;提出改进的被递送物体数据集制作方法,实现面向任意物体的精准识别;通过视觉系统标定、坐标转换以及抓取方案改进,实现物体的精确位姿定位与准确抓取;为验证所提出的人-机协同递送系统的有效性,进行了基于LineMod数据集和自制数据集的人-机物体递送对比实验.结果表明,面向自制数据集的物体递送提出的人-机递送系统平均误差距离为1.97 cm,递送平均成功率为76%,平均递送时间为30 s;如不考虑抓取姿势,其递送成功率可达89%;具有较好的鲁棒性,应用前景良好.

关键词：人-机协同物体递送 PnP算法残差网络数据集

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不同密度下相邻植被群的水流结构发展特性

工程科学与技术 2024年第3期56卷 189-196页

作者：蒋北寒杨洋蔡枫胡朝阳岳逸超福州大学土木工程学院福建福州350116 福建省水动力与水工程重点实验室福建福州350000

植被群是河流动力系统的基本组成要素,通常成群存在于河道中,相邻植被群之间相互作用,对河道水流结构产生影响。本文采用均匀圆柱体木棍模拟刚性植株,交错排列组成疏密不同的圆形植被群,并排布置于水槽中,研究不同密度下相邻植被群的水... 详细信息

植被群是河流动力系统的基本组成要素,通常成群存在于河道中,相邻植被群之间相互作用,对河道水流结构产生影响。本文采用均匀圆柱体木棍模拟刚性植株,交错排列组成疏密不同的圆形植被群,并排布置于水槽中,研究不同密度下相邻植被群的水流结构特性。试验结果表明:与单一植被群相比,水流流经并排植被群时,其结构呈现不一样的特点,据此提出相邻植被群的水流结构纵向发展分区:上游调整区、内部调整区、内外剪切层发展区、尾流融合区以及流速恢复区。流速自植被群上游某一断面开始减小,并一直持续至植被群前端,流速减幅随植被群密度增大而增大,此区域为上游调整区;植被群密度对上游调整区长度无显著影响。流经植被区时,单植中心线流速进一步减小,两植中心线流速迅速增加,此区域为内部调整区;该区域内植被群密度越大,单植中心线流速减幅越大。植被群下游,单植中心线流速自植被群末端沿程减小,直至产生流速最小值,此区域为内外剪切层发展区;单植中心线最小流速随植被群密度增大而减小并趋于0,内外剪切层发展长度L_(1)随植被群密度增大先减小后趋于稳定。两植中心线流速在植被群末端出现最大值,随后沿程减小,在距离植被群末端L_(m)处出现最小值,植被群密度越大,两植中心线最大流速越大,两植中心线最小流速及L_(m)越小。定义(L_(m)-L_(1))为尾流融合区,此区域内单植中心线流速沿程增加,在L_(m)处与两植中心线流速相等,此时两个外剪切层相遇,左右植被群尾流在横向掺混的作用下,融合成一个大的尾流结构。本文还提出了出流流速、最小尾流流速及两植中心线最小流速的计算公式。

关键词：相邻植被群植被密度流速水流结构发展尾流

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多尺度增强特征融合的钢表面缺陷目标检测

光学精密工程 2024年第7期32卷 1075-1086页

作者：林珊玲彭雪玲王栋林志贤林坚普郭太良福州大学先进制造学院福建泉州362252 中国福建光电信息科学与技术实验室福建福州350116 福州大学物理与信息工程学院福建福州350116

针对轻量级目标检测算法在钢表面缺陷检测任务中识别精度低的问题,提出一种多尺度增强特征融合的钢表面缺陷目标检测算法。该算法采用提出的自适应加权融合模块为不同层级特征自适应计算融合权重,将深层语义与浅层细节进行加权融合,使... 详细信息

针对轻量级目标检测算法在钢表面缺陷检测任务中识别精度低的问题,提出一种多尺度增强特征融合的钢表面缺陷目标检测算法。该算法采用提出的自适应加权融合模块为不同层级特征自适应计算融合权重,将深层语义与浅层细节进行加权融合,使得浅层特征在不丢失细节信息的同时获得丰富的深层语义。利用提出的空间特征增强模块从3个独立方向强化融合特征,通过引出残差旁路增强网络结构的稳定性,使卷积过程能够挖掘到更多的关键信息。根据先验框与真实框的整体交并程度为模型选择更为合适的训练样本。实验结果表明,该算法的检测精度达到80.47%,相比原始算法提升6.81%。该算法的参数量为2.36 M,计算量为952.67 MFLOPs,能快速且高精度检测钢材表面的缺陷信息,具有较高的应用价值。

关键词：缺陷检测单发多框检测器增强特征融合自适应加权融合空间特征增强

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有机添加剂对电解锰的影响

工程科学学报 2024年第5期46卷 835-843页

作者：迟晓鹏张瑞莹翁威苏国晖谭文衷水平福州大学紫金地质与矿业学院福州350108 福建省新能源金属绿色提取与高值利用重点实验室福州350108 紫金矿业集团股份有限公司上杭364200

电解锰行业面临电效低、SeO_(2)添加剂剧毒且沉积产物形貌难控制等问题.为了提高电流效率以降低能耗、改善锰电沉积形貌及降低添加剂SeO_(2)的使用量,本文根据电解锰行业标准,配制MnSO_(4)–(NH_(4))_(2)SO_(4)电解液体系,通过添加聚丙... 详细信息

电解锰行业面临电效低、SeO_(2)添加剂剧毒且沉积产物形貌难控制等问题.为了提高电流效率以降低能耗、改善锰电沉积形貌及降低添加剂SeO_(2)的使用量,本文根据电解锰行业标准,配制MnSO_(4)–(NH_(4))_(2)SO_(4)电解液体系,通过添加聚丙烯酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、葡萄糖酸等分别作辅助添加剂,探究其对锰沉积的影响以降低剧毒性主添加剂SeO_(2)的用量.采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、恒电流阴极极化曲线测试方法(LSV)等表征手段,研究金属锰沉积形貌、晶体结构、阴极电化学极化行为与添加剂之间的关系.结果表明:四种添加剂均可以促进α-Mn的形成,且最优晶型取向为(330)晶面,其中葡萄糖酸最适宜作为辅助添加剂.当以葡萄糖酸为辅助添加剂,质量浓度为1.84 g·L^(-1)时,阴极电流密度明显提高,降低了阴极极化,产品形貌更加致密光滑.最优条件下,SeO_(2)的质量浓度可由工业上常规用量0.03~0.06 g·L^(-1)降低至0.015 g·L^(-1),电流效率可由70%提高至89.73%,能耗由6500 kW·h·t^(-1)降至4990.58 kW·h·t^(-1).研究结果有望为电解锰行业绿色生产和高效电沉积提供借鉴,有助于推动电解锰行业的可持续发展.

关键词：电解锰添加剂有机物电流效率极化行为

碳化硅衬底磨抛加工技术的研究进展与发展趋势

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 140-152页

作者：罗求发陈杰铭程志豪陆静华侨大学制造工程研究院福建厦门361021 华侨大学脆性材料产品智能制造技术国家地方联合工程研究中心福建厦门361021 高性能工具全国重点实验室福建厦门361021

碳化硅衬底难加工的材料特性叠加其大尺寸化、超薄化的放大效应,给现有的加工技术带来了巨大的挑战,高效率、高质量的碳化硅衬底加工技术成了当下的研究热点.本文综述了碳化硅衬底机械磨抛加工技术和化学反应磨抛加工技术的研究进展,对... 详细信息

碳化硅衬底难加工的材料特性叠加其大尺寸化、超薄化的放大效应,给现有的加工技术带来了巨大的挑战,高效率、高质量的碳化硅衬底加工技术成了当下的研究热点.本文综述了碳化硅衬底机械磨抛加工技术和化学反应磨抛加工技术的研究进展,对比各类磨抛技术的特点,指出碳化硅衬底磨抛加工技术面临的挑战和发展趋势,以期为大尺寸碳化硅衬底的高质量、高效率、低成本加工提供新的思路和方法.

关键词：碳化硅表面粗糙度机械磨抛技术化学反应磨抛技术多能场辅助磨抛技术

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基于动态窗口法的近海水域船舶避障算法研究

中国舰船研究 2024年第1期19卷 230-237页

作者：李光泽俞万能廖卫强吴川博集美大学轮机工程学院福建厦门361021

[目的]提出一种改进的动态窗口法,以解决近海水域智能船舶在面对夹击及动静混合会遇时无法有效避让的船舶避障问题。[方法]为得到在近海水域航行的船舶约束条件,针对近海水域对船舶避障的影响因素进行分析,同时提出近海水域船舶航行最... 详细信息

[目的]提出一种改进的动态窗口法,以解决近海水域智能船舶在面对夹击及动静混合会遇时无法有效避让的船舶避障问题。[方法]为得到在近海水域航行的船舶约束条件,针对近海水域对船舶避障的影响因素进行分析,同时提出近海水域船舶航行最低避障要求;然后对动态窗口法(DWA)的目标函数进行优化改进,并将其与船舶和障碍物的距离相关联,以提升船舶在航行图中的安全性,同时将目标函数中的航向权值引入船舶会遇态势判断,以使目标船舶可以有效判断船舶的避障责任;最后,通过仿真模拟验证改进算法的有效性。[结果]仿真结果表明,所提的改进算法在分别遭遇夹击以及复杂会遇的情况下,能够清晰地判断船舶的避障责任,降低航行过程中的速度变化陡峭度,且所规划的船舶航行路径可有效提升船舶航行的安全性。[结论]所提避障算法可为解决近海水域智能船舶遭遇复杂会遇情景的避碰失败问题提供参考。

关键词：智能船舶避障动态窗口法自适应权值近海水域

考虑技术效率不确定的风险规避制造商的绿色技术创新策略

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计算机集成制造系统 2024年

作者：林志炳蔡伟军福州大学经济与管理学院

为了探讨技术效率不确定对绿色供应链成员决策的影响，构建一个由技术服务商、制造商以及零售商组成的供应链模型。研究结果表明：①如果制造商不具备自主创新条件，在研发效率较高时，制造商才会购买技术；如果制造商具备自主创新条件... 详细信息

为了探讨技术效率不确定对绿色供应链成员决策的影响，构建一个由技术服务商、制造商以及零售商组成的供应链模型。研究结果表明：①如果制造商不具备自主创新条件，在研发效率较高时，制造商才会购买技术；如果制造商具备自主创新条件，在绿色技术平均水平和研发效率都较低或者适中时，制造商将选择购买技术，否则将选择自主创新；而且，购买技术策略在一定条件下能更好地应对技术效率不确定的影响。②在自主创新策略下，绿色技术平均水平的提高，将使制造商绿色水平增加，对制造商和零售商有积极作用。绿色技术波动程度与风险规避程度的提高，则会对制造商和零售商造成不利影响。③在购买技术策略下，风险规避程度、绿色技术平均水平与波动程度对技术服务商与零售商有正向影响，但是对制造商可能产生负面影响。

关键词：绿色供应链技术效率不确定技术创新风险规避

不同回收和转移模式下再制造供应链生产决策研究

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计算机集成制造系统 2024年第1期30卷 329-343页

作者：刘志明晨宇龚本刚郑小雪唐娟安徽工程大学经济与管理学院安徽芜湖241000 上海大学悉尼工商学院上海201899 闽江学院新华都商学院福建福州350018

随着公众环保意识增强,许多制造企业出于社会形象和成本考虑选择将再制造业务转移给第三方企业。针对由原始设备制造商(OEM)和第三方再制造商(TPR)组成的再制造供应链,根据不同回收主体(OEM和TPR)和转移模式(外包和授权)构建4种再制造... 详细信息

随着公众环保意识增强,许多制造企业出于社会形象和成本考虑选择将再制造业务转移给第三方企业。针对由原始设备制造商(OEM)和第三方再制造商(TPR)组成的再制造供应链,根据不同回收主体(OEM和TPR)和转移模式(外包和授权)构建4种再制造供应链决策模型,对比分析4种模式下最优生产决策、利润、环境影响、消费者剩余和政府基金政策影响。研究结果表明:OEM青睐制造商回收外包模式,TPR在不同研发效率下有不同偏好;在不同模式下,提升环境税或补贴均会不同程度提高产品可再制造性水平并激励再制造。但提高补贴不一定有利于环境,环境税过高不利于社会总福利,因此政府需要综合考虑各方利益设置适当的环境税和补贴。

关键词：再制造供应链授权再制造回收渠道政府基金政策可再制造性设计

基于BiLevelNet的实时语义分割算法

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光电工程 2024年第5期51卷 21-33页

作者：吴马靖张永爱林珊玲林志贤林坚普福州大学先进制造学院福建泉州362200 中国福建光电信息科学与技术创新实验室福建福州350116

针对语义分割网络参数量过大导致其难以部署在内存受限的边缘设备等问题,本文提出一种基于BiLevelNet的轻量级实时语义分割算法。首先,利用空洞卷积扩大感受野,并结合特征复用策略增强网络的区域感知能力。接着,嵌入两阶段的PBRA注意力... 详细信息

针对语义分割网络参数量过大导致其难以部署在内存受限的边缘设备等问题,本文提出一种基于BiLevelNet的轻量级实时语义分割算法。首先,利用空洞卷积扩大感受野,并结合特征复用策略增强网络的区域感知能力。接着,嵌入两阶段的PBRA注意力机制,建立远距离相关物体之间的依赖关系以增强网络的全局感知能力。最后,引入结合浅层特征的FADE算子以改善图像上采样效果。实验结果表明,在输入图像分辨率为512×1024的情况下,本文网络在Cityscapes数据集上以121 f/s的速率获得了75.1%的平均交并比,模型大小仅为0.7 M。同时在输入图像分辨率为360×480的情况下,在Camvid数据集上取得68.2%的平均交并比。同当前其他实时语义分割方法相比,该网络性能取得速度与精度的均衡,符合自动驾驶应用场景对实时性的要求。

关键词：实时语义分割自动驾驶深度学习自注意力上采样