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基于记忆泊车场景的视觉SLAM算法

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 1-11页

作者：胡习之崔博非王琴刘鸿华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

随着自动驾驶技术的发展,视觉同步建图与定位(SLAM)技术受到越来越多的关注。在记忆泊车场景中,需要对停车场场景建立先验地图,待汽车再次驶入相同的停车场时,使用视觉SLAM进行场景建图与定位。为使SLAM所建地图的鲁棒性更好、精度和效... 详细信息

随着自动驾驶技术的发展,视觉同步建图与定位(SLAM)技术受到越来越多的关注。在记忆泊车场景中,需要对停车场场景建立先验地图,待汽车再次驶入相同的停车场时,使用视觉SLAM进行场景建图与定位。为使SLAM所建地图的鲁棒性更好、精度和效率更高,文中首先使用轻量化的深度学习算法改善传统特征提取算法在不同场景下鲁棒性较差的不足,用深度可分离卷积代替普通卷积结构,从而大大提升了特征提取效率;接着基于ResNet网络改进Patch-NetVLAD算法,并在MSLS数据集上对改进的残差网络和原始VGG网络进行重新训练,使用图像检索进行粗定位,挑选出候选图像帧,再通过精定位求解相机位姿,完成全局初始化的重定位;在此基础上,使用改进后的词袋算法重新训练不同停车场场景下的图像,将所有算法移植到OpenVSLAM架构中完成实际场景的建图与定位。实验结果表明,文中设计的视觉SLAM系统能够完成地上停车场、地下停车场以及室外半封闭园区道路等多场景的建图,平均纵向定位误差为8.42 cm,平均横向定位误差为8.30 cm,均达到工程要求。

关键词：同步建图与定位记忆泊车深度学习特征提取图像检索

水污染达峰后元素比例失衡引发的新环境风险:以广东沿海为例

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环境科学学报 2024年第5期44卷 138-148页

作者：黄华关翔鸿成晓倩吴宇伦何旭光吴海珍邱光磊韦朝海华南理工大学环境与能源学院广州510006 华南理工大学生物科学与工程学院广州510006

针对人类活动和环境变化对水质可能带来的影响,本研究收集了广东省沿海城市群入海口水质监测数据,分析了近岸环境的营养元素化学计量及微量元素浓度时空变化的趋势;通过综合污染指数法,评估了2015—2022年间的生态风险演变,利用相关性... 详细信息

针对人类活动和环境变化对水质可能带来的影响,本研究收集了广东省沿海城市群入海口水质监测数据,分析了近岸环境的营养元素化学计量及微量元素浓度时空变化的趋势;通过综合污染指数法,评估了2015—2022年间的生态风险演变,利用相关性分析与相关网络分析解析了近岸水环境演变过程中水溶液性质群集间的关联及聚集,最后通过主成分分析揭示了驱动水溶液性质相互作用的关键影响因素.结果表明:广东省河口水体的主要污染物指标在浓度上受到了控制,但B/C、C/N和C/P比值等逐步偏离其自然本底比值,导致水体的微生物能量利用、营养物质固定和元素矿化效率受阻,水质特征不利于进一步的自然利用,干预了水生态的自净化机制与能力;在气候变化影响下的元素比例失衡、限制性元素匮乏等因素将会限制水体的功能发挥,从而引发新的环境风险.由相关性分析和主成分分析可知,亲和组分浓度受多种效应相近的物理化学作用而产生群集效应,由此构建了复杂的元素耦合体系.生态条件和水文环境的快速变化动摇了元素间的比例链条,因此,需建立排放尾水-河流-入海口-海洋联通的水溶液性质的信息反馈,未来的水环境管理应综合考虑水文特征、污染物总量和元素比例阈值.

关键词：近岸环境营养盐重金属生态风险水溶液性质

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面向狭窄环境的机器人室内导航系统

计算机科学 2024年

作者：董敏谭皓禹毕盛华南理工大学

在机器人领域中，安全地通过狭窄环境是机器人自主可靠地执行导航任务的关键之一。对于多种误差源导致的机器人无法安全通过狭窄环境的问题，提出了面向狭窄环境的机器人室内导航系统。该系统在导航过程中根据地图中障碍物与全局路径的... 详细信息

在机器人领域中，安全地通过狭窄环境是机器人自主可靠地执行导航任务的关键之一。对于多种误差源导致的机器人无法安全通过狭窄环境的问题，提出了面向狭窄环境的机器人室内导航系统。该系统在导航过程中根据地图中障碍物与全局路径的几何关系标记狭窄环境并生成合适通行位姿对；机器人出入被标记的狭窄环境时自动切换相应导航策略，以自适应环境；在狭窄环境导航策略中，全局成本地图膨胀化以规划更安全的全局路径，机器人根据合适通行位姿分段规划全局路径，目的为提前调整位姿以减少在狭窄环境中的转向需求，并通过最优控制问题转化为最小二乘问题的思想优化MPC路径跟踪方法，用以代替局部轨迹规划方法计算轨迹，防止局部轨迹碰撞误判导致导航失败。仿真及真实环境实验结果表明，该系统能够有效提升机器人面对狭窄环境时的通过率，使机器人更加安全稳定地执行导航任务。

关键词：导航系统狭窄环境自适应合适通行位姿路径跟踪

激光增材成形纯锌的微观组织及力学性能各向异性研究(特邀)

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中国激光 2024年第4期51卷 130-140页

作者：赵彦喆董志王迪宋长辉杨永强韩昌骏华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641

重点研究了激光选区熔化成形纯锌(Zn)的微观组织和力学性能的各向异性及产生机理。分别对垂直和平行两个构建方向的纯锌试样进行了试验研究,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射仪(EBSD)对晶粒尺寸、形貌、取向和... 详细信息

重点研究了激光选区熔化成形纯锌(Zn)的微观组织和力学性能的各向异性及产生机理。分别对垂直和平行两个构建方向的纯锌试样进行了试验研究,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射仪(EBSD)对晶粒尺寸、形貌、取向和分布进行了表征。结果表明:纯Zn试样在垂直平面上存在粗柱状晶,平均晶粒尺寸约为17.24μm,晶粒取向优先沿方向生长;在水平平面上则表现为等轴晶粒,表现出较弱的■与■纤维织构,等轴晶的平均晶粒尺寸为10.21μm,相比垂直平面减小了约40.8%。沿水平平面成形的试样的极限抗拉强度和延伸率分别为123.5 MPa和11.7%,而沿垂直平面成形的试样的极限抗拉强度和延伸率分别为108.0 MPa和14.1%。SLM成形纯锌在微观结构与力学性能上均存在明显的各向异性:沿水平平面成形的试样的强度高,归因于更细小的晶粒尺寸和更大的初始位错密度;沿垂直平面成形的试样的延展性更好,则是因为更多的高角度晶界有效阻碍了裂纹偏转。研究结果揭示了激光选区熔化增材制造纯Zn的微宏观各向异性机理,为Zn在医用植入物中的应用提供了理论参考。

关键词：激光技术激光选区熔化纯锌各向异性力学性能微观组织

Sm掺杂量对Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)弛豫铁电体场诱应变温度稳定性的影响

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硅酸盐学报 2024年第9期52卷 2900-2906页

作者：袁欢凌志远华南理工大学材料科学与工程学院广州510640

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)(PMN-PT)弛豫铁电材料因场诱应变大且滞后小而成为制备微位移致动器的优选材料,然而场诱应变的温度依赖性阻碍了其进一步发展。针对这一问题,以两步氧化物固相反应法制备了不同Sm掺杂量的PMN-0.32P... 详细信息

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)(PMN-PT)弛豫铁电材料因场诱应变大且滞后小而成为制备微位移致动器的优选材料,然而场诱应变的温度依赖性阻碍了其进一步发展。针对这一问题,以两步氧化物固相反应法制备了不同Sm掺杂量的PMN-0.32PT陶瓷,研究了掺杂量对场诱应变温度稳定性的影响。结果表明,Sm^(3+)的掺入打破了晶格的长程有序,增大了微区化学成分的不均匀性,宏观上表现出强烈的介电频率色散,大量纳米畴及极性纳米区域的出现使样品展现出大场诱应变和高温度稳定性。受PMN弥散相变影响,温度低于-15℃场诱应变很小,高于-15℃场诱应变迅速增大。在1 kV/mm单向电场驱动下,x=0.040样品的径向场诱应变在-10~+50℃间高达4.2×10^(-4),变化率小于3.8%,滞后小于13.1%,展现出良好的应用前景。

关键词：弛豫铁电体铌镁酸铅-钛酸铅场诱应变温度稳定性钐掺杂

基于上下游市场联动的燃煤电厂两阶段决策模型

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3036-3045,I0008页

作者：廖志伟郑广昱谢汛恺王博文张文锦华南理工大学电力学院广东省广州市510640

随着大宗能源价格大幅波动及新能源上网冲击,作为现阶段不可或缺的燃煤电厂经营举步艰难。对上游燃料采购及仓储成本进行优化管控的同时,对下游电力市场竞价上网进行联动决策,可在一定程度上提高双碳背景下火力发电企业的生存空间。针... 详细信息

随着大宗能源价格大幅波动及新能源上网冲击,作为现阶段不可或缺的燃煤电厂经营举步艰难。对上游燃料采购及仓储成本进行优化管控的同时,对下游电力市场竞价上网进行联动决策,可在一定程度上提高双碳背景下火力发电企业的生存空间。针对上下游市场联动决策周期不一致以及固定发电成本二次曲线无法反映发电成本变动的问题,提出一种基于上下游市场联动的购煤与竞价燃煤电厂两阶段优化决策模型。首先提出燃煤电厂上下游市场的联动模型;其次建立购煤与竞价策略两阶段决策模型,并讨论条件风险价值对决策的影响;最后以燃煤电厂A进行算例分析和两阶段决策模型的有效性验证。算例结果表明,所提两阶段决策模型可以解决上述问题,实现利润最大化。

关键词：电煤市场日前电力市场条件风险价值滚动优化两阶段决策

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含逆变型分布式电源和分支负荷的配电网自适应电流差动保护

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电网技术 2024年第6期48卷 2593-2602,I0099-I0102页

作者：王钢冯婧桐李杰华南理工大学电力学院广东省广州市510641

电流差动保护具有良好的选择性和灵敏性。但是,逆变型分布式电源(inverter-interfaced distributed generator,IIDG)和分支负荷接入改变了配电网的故障特性,现有配电网的电流差动保护面临拒动或误动的风险。为解决以上问题,该文在计及P/... 详细信息

电流差动保护具有良好的选择性和灵敏性。但是,逆变型分布式电源(inverter-interfaced distributed generator,IIDG)和分支负荷接入改变了配电网的故障特性,现有配电网的电流差动保护面临拒动或误动的风险。为解决以上问题,该文在计及P/Q控制的IIDG和分支负荷的故障等值建模基础上,从故障点、IIDG和分支负荷的相对位置出发,挖掘配电网线路两端正序电流差的幅值特征以及正序电流故障分量的相位特征。在此基础上,提出一种正序电流幅值与故障分量相角阈值配合的双比例制动系数自适应差动保护方案,并且利用幅相平面分析所提保护判据的可靠性和灵敏性。最后通过PSCAD/EMTDC验证了所提保护方案的有效性,仿真结果表明该方案适应不同故障类型、位置和过渡电阻,且不受IIDG以及分支负荷接入的影响。

关键词：配电网逆变型分布式电源分支负荷自适应电流差动保护正序故障分量

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能源系统低碳转型背景下的混合电力市场体系结构与设计

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电力系统自动化 2024年第11期48卷 24-36页

作者：荆朝霞李煜鹏赵昱宣刘肇熙华南理工大学电力学院广东省广州市510640

能源系统低碳转型的背景下,各国电力市场的运行面临多方面的政策边界,为解决政府如何干预市场以实现多维目标的问题,在以两阶段市场竞争理论为核心的混合电力市场的基础上,结合电力市场体系中政府与市场的驱动关系,对混合电力市场展开... 详细信息

能源系统低碳转型的背景下,各国电力市场的运行面临多方面的政策边界,为解决政府如何干预市场以实现多维目标的问题,在以两阶段市场竞争理论为核心的混合电力市场的基础上,结合电力市场体系中政府与市场的驱动关系,对混合电力市场展开进一步研究。首先,对传统电力市场的均衡原理和面临的挑战进行了深入分析,并对电力市场中政府干预市场的原因进行分类讨论,包括外部性、市场体系不完善、市场机制不完善、市场竞争不完美等。然后,结合两阶段市场竞争理论对混合电力市场基本结构的意义和面临的挑战进行讨论。在此基础上,提出了包括短期和长期、市场和政府的两维四模块的混合电力市场扩展结构,并对其设计的关键步骤和内容进行了分析。最后,结合中国电力市场建设存在的问题,对混合电力市场中政府干预方式的设计进行了讨论。

关键词：低碳转型能源系统电力市场政府干预市场失灵政府授权合约

相分离结构与电场协同作用下微细通道流动沸腾传热

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高校化学工程学报 2024年第2期38卷 195-208页

作者：罗小平李晓婷杨书斌华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

为研究相分离结构与电场协同作用下微细通道内流动沸腾传热特性,以质量分数为30%的甘油水溶液为试验工质,在入口温度为70℃、质量流率为121.25 kg·m^(-2)·s^(-1)、热流密度为90.31~151.23 k W·m^(-2)的工况下,针对0、800、1 600 V不... 详细信息

为研究相分离结构与电场协同作用下微细通道内流动沸腾传热特性,以质量分数为30%的甘油水溶液为试验工质,在入口温度为70℃、质量流率为121.25 kg·m^(-2)·s^(-1)、热流密度为90.31~151.23 k W·m^(-2)的工况下,针对0、800、1 600 V不均匀电场,在截面为2 mm×2 mm的不同相分离结构逆流微细通道内开展流动沸腾试验,研究不同电场和不同相分离结构协同作用下微细通道内局部饱和沸腾传热系数及影响规律,结合可视化结果分析相分离结构与电场协同作用下受限气泡长径比变化以及强化机理。利用平均传热综合性能评价指标评估相分离结构与电场协同作用下微细通道的传热综合性能。结果表明,相较于无电场无相分离结构,相分离结构与电场协同作用下,局部饱和沸腾传热系数和受限气泡单位时间长径比变化比率ζ分别最大提高了61.22%、605.5%;平均传热综合性能评价指标最高可达1.50。

关键词：微细通道相分离结构电场流动沸腾可视化