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基于残差卷积与多头自注意力的CXR图像分类

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工程科学与技术 2024年第3期56卷 219-227页

作者：陈辉张甜陈润斌安徽理工大学计算机科学与工程学院安徽淮南232001 安徽三联学院智慧交通现代产业学院安徽合肥230601

为了提高新型冠状病毒肺炎(COVID-19)检测的效率和准确性,本文提出一种自动识别COVID-19胸部X射线(CXR)图像的网络模型(MHRA-RCNet)。在ResNet50模型的基础上,首先,采用残差卷积对CXR图像中形状复杂的感染区域进行局部特征提取。其次,... 详细信息

为了提高新型冠状病毒肺炎(COVID-19)检测的效率和准确性,本文提出一种自动识别COVID-19胸部X射线(CXR)图像的网络模型(MHRA-RCNet)。在ResNet50模型的基础上,首先,采用残差卷积对CXR图像中形状复杂的感染区域进行局部特征提取。其次,选择在ResNet50的第2、3阶段引入多头关系聚合模块,以增强对全局信息的建模能力;为了进一步将局部信息和全局信息进行融合,以提高特征的表达能力和特征之间位置的相关性,在ResNet50的最后阶段引入了空洞视觉Transforme模块,有助于识别CXR图像中复杂的病变区域。最后,将融合后的特征以串联方式输入全局平均池化层进行全局空间信息整合,通过多层感知机进行图像分类并进行可视化分析。在公开访问的COVID-19 Radiography Database数据集与其他深度学习模型进行实验对比。实验结果表明:本文模型在多项分类指标上具有较好的分类精度;另外,从精确度、灵敏度和特异性上也可以直观地看出本文模型能够较好地识别新冠肺炎,进一步证明了本文模型在图像分类任务中的优越性和有效性。

关键词：新型冠状病毒肺炎图像分类残差卷积多头关系聚合空洞视觉Transformer

TC21合金在不同温度下进行连续多步置氢处理时的显微组织及室温力学性能

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第5期34卷 1520-1532页

作者：袁宝国钱德国张小雪陈强汤爱闯合肥工业大学材料科学与工程学院合肥230009 安徽三联学院机械工程学院合肥230601 西南技术工程研究所重庆400039

利用OM、XRD、TEM以及压缩试验等方法研究TC21钛合金经不同温度连续多步置氢处理后的显微组织及室温力学性能。结果表明:当氢处理温度超过1073 K时,α相的尺寸明显降低,β相成为主要相。随着氢处理温度的升高,δ氢化物的含量呈先增加后... 详细信息

利用OM、XRD、TEM以及压缩试验等方法研究TC21钛合金经不同温度连续多步置氢处理后的显微组织及室温力学性能。结果表明:当氢处理温度超过1073 K时,α相的尺寸明显降低,β相成为主要相。随着氢处理温度的升高,δ氢化物的含量呈先增加后逐渐降低的趋势。当氢处理温度超过1073 K时,TC21钛合金在室温压缩变形过程中出现应变软化现象,且该现象随氢处理温度的升高而越来越显著。随着氢处理温度的升高,TC21钛合金的极限变形率呈先降低后增加的趋势。当氢处理温度为1123 K时,TC21钛合金的极限变形率比原始合金增加67.51%。

关键词： TC21合金连续多步置氢处理室温力学性能压力-组成等温线

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多机器人系统感知能力和控制体系结构综述

智能系统学报 2024年第4期19卷 767-790页

作者：张霖谢开鑫郑显华宋永石王成军赵言正安徽理工大学人工智能学院安徽淮南232001 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 长江师范学院机器人工程学院重庆408100

为了促进多机器人系统(multi robot system,MRS)的智能化、无人化发展,并提升MRS在不同工作环境中的探测能力和系统的灵活性,本文从MRS的感知能力及其控制系统架构的角度出发,深度调研并分析了MRS相关的研究与工作,重点探讨了空中、地... 详细信息

为了促进多机器人系统(multi robot system,MRS)的智能化、无人化发展,并提升MRS在不同工作环境中的探测能力和系统的灵活性,本文从MRS的感知能力及其控制系统架构的角度出发,深度调研并分析了MRS相关的研究与工作,重点探讨了空中、地面、水面、水下4种应用环境下的MRS感知能力与控制系统架构,并对未来的研究方向进行展望。本文的结果可对于后续MRS在感知方法和控制系统的选用上提供参考。

关键词：多机器人系统移动机器人无人机无人船水下机器人感知控制协同

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基于自适应拟合的桥梁影响线提取方法

铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1909-1918页

作者：石爽王灿王宁波安徽三联集团博士后工作站安徽合肥230601 中南大学土木工程学院湖南长沙410075

桥梁影响线(IL)被广泛用于动态称重、结构评估、损伤识别等领域,如何从桥梁实测响应中准确提取桥梁影响线至关重要。为此,提出一种自适应拟合算法,用于从车辆过桥响应中提取高精度、准静态的桥梁影响线。从多车轴对桥梁的作用机理出发,... 详细信息

桥梁影响线(IL)被广泛用于动态称重、结构评估、损伤识别等领域,如何从桥梁实测响应中准确提取桥梁影响线至关重要。为此,提出一种自适应拟合算法,用于从车辆过桥响应中提取高精度、准静态的桥梁影响线。从多车轴对桥梁的作用机理出发,通过矩阵运算获取桥梁初始影响线。随后,采用自适应拟合算法来消除初始影响线中的波动干扰成分,从而提取高精度、准静态的桥梁影响线。开展静载和移动荷载模型桥试验,以静载实测影响线为基准,与移动荷载试验所提取的影响线作对比,验证文中自适应拟合算法的可行性。最后,通过与既有影响线提取方法进行比较,深入探讨了多种算法在波动性、精确性和计算速度上的优劣,验证了自适应拟合算法在提取桥梁影响线上的优势。研究结果表明:桥梁实测响应中包含了静态成分和波动成分,自适应拟合算法可较好地提取准静态桥梁影响线。该算法可根据原始响应的波动程度自动选取合适的数据段进行拟合,通过调节参数λ达到平滑的效果,同时保留数据局部信息。所提取的影响线不仅在精度上较既有方法存在一定优势,计算速度也较为理想,可在2~3次迭代后达到较高精确度。提出的基于自适应拟合的桥梁影响线提取方法为影响线的广泛应用奠定了基础。

关键词：桥梁影响线移动荷载试验自适应拟合迭代拟合信号处理

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基于多智体的自动驾驶汽车停车空载收费策略

浙江大学学报（工学版） 2024年第8期58卷 1659-1670页

作者：黎文皓季彦婕吴浩贾叶雯张水潮东南大学交通学院江苏南京211189 名古屋大学土木与环境工程系爱知县名古屋464-8603 安徽三联学院交通信息与安全重点实验室安徽合肥230601 宁波工程学院建筑与交通工程学院浙江宁波315211

为了制订自动驾驶车辆(AV)停车需求管理方案,搭建多智能体停车模拟框架,提出2种空载行驶收费策略:基于行驶距离的静态收费和基于道路拥堵水平的动态收费,研究费率计算方法.建立空载行驶收费策略下停车场停车、居住地停车及持续空载巡航... 详细信息

为了制订自动驾驶车辆(AV)停车需求管理方案,搭建多智能体停车模拟框架,提出2种空载行驶收费策略:基于行驶距离的静态收费和基于道路拥堵水平的动态收费,研究费率计算方法.建立空载行驶收费策略下停车场停车、居住地停车及持续空载巡航3种停车模式的成本函数,使用logit模型描述不同停车模式下的选择行为.利用Simulation of urban mobility(SUMO),以南宁市主城区为例开展大规模路网下的仿真实验,研究2种策略下的AV停车行为及路网运行状态变化.仿真结果表明,静态收费策略和动态收费策略下的AV空载行驶里程分别减少了20.16%和10.85%,车辆总延误分别降低了39.80%和43.52%;动态收费策略能够灵活地根据路况变化进行实时调整,路网运行效率提升更显著.

关键词：停车空载收费自动驾驶汽车多智能体模拟 SUMO

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肌电和足压信息融合的外骨骼步态识别

兵器装备工程学报 2024年第1期45卷 278-287页

作者：汪步云缪龙吴臣杨鸥张振许德章安徽工程大学人工智能学院安徽芜湖241000 安徽工程大学机械工程学院安徽芜湖241000 芜湖云擎机器人科技有限公司安徽芜湖241007

为解决基于单一信号识别步态相位不够精准的问题,开展了动态交互力激励下的人机协同行走的步态识别研究。设计了肌电和足压信息采集的多模态传感器检测硬件平台;分别对单一信号开展滤波降噪、特征提取与降维等预处理;将表征下肢生理信... 详细信息

为解决基于单一信号识别步态相位不够精准的问题,开展了动态交互力激励下的人机协同行走的步态识别研究。设计了肌电和足压信息采集的多模态传感器检测硬件平台;分别对单一信号开展滤波降噪、特征提取与降维等预处理;将表征下肢生理信息的肌电信号与运动信息的足压信号相融合,构建了支持向量机-模糊C均值(support vector machine-fuzzy C-mean algorithm,SVM-FCM)多模信息融合的外骨骼助行步态识别算法;开展了人机协同助行实验,实验结果表明:信息融合后的人机步态相位平均识别率达到82.49%,优于使用单一信号的识别效果,验证了多模信息融合算法识别人机协同步态的有效性。本研究可用于下肢外骨骼机器人运动控制,为人机运动相融奠定基础。

关键词：外骨骼机器人多模态信息感知人机步态识别 SVM-FCM融合算法

下肢外骨骼机器人交互力激励估计与稳定性分析

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机器人 2024年第1期46卷 54-67页

作者：汪步云李正正许德章程军梁艺杨鸥安徽工程大学人工智能学院安徽芜湖241000 安徽工程大学机械工程学院安徽芜湖241000 芜湖云擎机器人科技有限公司安徽芜湖241007

为解决下肢外骨骼助行稳定性判据忽略人机交互需求的问题,提出了一种考虑人机交互力的助行稳定性判别和助行速度优化方法。首先,建立并分析了人行走和人-机协同行走的倒立摆模型,并融合质心加速度和足底压力信息来间接表达难以测量的人... 详细信息

为解决下肢外骨骼助行稳定性判据忽略人机交互需求的问题,提出了一种考虑人机交互力的助行稳定性判别和助行速度优化方法。首先,建立并分析了人行走和人-机协同行走的倒立摆模型,并融合质心加速度和足底压力信息来间接表达难以测量的人机交互力,进而给出了CoM-CoP-CoA(质心-足压中心-加速度合成点)数学表达式,探究了人机交互力对外骨骼助行稳定性的影响。其次,在上述数学表达式的基础上,采用区域比较法,提出了基于矩阵不等式的外骨骼助行稳定性判据。再次,为探究助行速度与稳定裕度的关联关系,通过改进的稳定裕度描述法,提出了一种稳定裕度评价函数,用以优化外骨骼的助行速度。最后,开展了3种助行速度下的人机协同行走对比实验,分析了实验结果,并优化了人机协同行走时的速度。实验结果表明,所提出的稳定性判据和评价函数能够实现对外骨骼助行稳定性的判别及助行速度的优化。

关键词：下肢外骨骼机器人人机交互多模信息融合助行稳定性稳定裕度优化

多频复合超声真空煮制对卤牛肉肌纤维结构及保水性的影响

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食品科学 2024年第4期45卷 264-270页

作者：蔡华珍戴泓宇陈建功陆楷懿冯腾迅周頔陈杨滁州学院生物与食品工程学院安徽滁州239000

以牛腱子肉为研究对象,对比不同复合超声频数(40/52/68、40/52、40/68、52/68、40、52、68、0 kHz)处理后卤牛肉纤维结构、质构特性和水分变化,探讨多频复合超声真空煮制对卤牛肉纤维结构以及保水性的影响。结果表明,随着复合超声频数... 详细信息

以牛腱子肉为研究对象,对比不同复合超声频数(40/52/68、40/52、40/68、52/68、40、52、68、0 kHz)处理后卤牛肉纤维结构、质构特性和水分变化,探讨多频复合超声真空煮制对卤牛肉纤维结构以及保水性的影响。结果表明,随着复合超声频数的增加,肌原纤维小片化指数、β-转角与无规卷曲结构含量均随之增加,质构特性中弹性有增大趋势,而α-螺旋和β-折叠结构的相对含量、卤牛肉的硬度、咀嚼性、内聚性则随之降低,肌纤维表面结缔组织的溶解性增加,肌纤维分离、断裂愈加明显;低场核磁共振分析结果表明,超声处理使横向弛豫时间T2向左迁移并缩短,改变了水分分布,左迁幅度随复合超声频数增加而增大,结合水和自由水含量亦随之增加,准结合水含量相应减少;三频组蒸煮损失率显著低于双频和单频组,出品率的趋势则相反,三频出品率最高。综上,超声处理对卤牛肉肌纤维结构的破坏和保水性改善具有明显的频率效应,复合超声频数越多,频率效应越显著。

关键词：卤牛肉多频复合超声真空煮制肌纤维结构保水性

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基于改进遗传算法的移动机器人路径规划研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 158-164页

作者：王雷王艺璇李东东王天成安徽工程大学机械与汽车工程学院安徽芜湖241000

针对传统遗传算法在解决采样点模型下的路径规划问题中存在种群进化速度慢、最终得到的最优路径偏长的问题,提出一种改进遗传算法.为提高初始种群的质量,提出自适应调整步长来限制子节点的选择范围,在这个范围内随机选取两条父代路径,... 详细信息

针对传统遗传算法在解决采样点模型下的路径规划问题中存在种群进化速度慢、最终得到的最优路径偏长的问题,提出一种改进遗传算法.为提高初始种群的质量,提出自适应调整步长来限制子节点的选择范围,在这个范围内随机选取两条父代路径,在对应两节点之间形成一个矩形的子代节点搜索范围,每个范围中选取一点并依次连接得到交叉后的子代个体,避免了采样点模型下交叉点不足导致交叉无效的问题;为解决变异效果不可控的问题,以变异父节点的前后两点连线为引导,越靠近该连线的节点被选为变异子节点的概率越大,使得在变异点的选择更具有方向性.对比实验结果表明:所提出的改进遗传算法当处理基于采样点路径规划问题时可以有效提高寻路效率,最优路径收敛速度比传统遗传算法提高约60%,最优路径长度最多减少了2.42 m,比其他文献算法的最优路径收敛速度最多提高56%.

关键词：移动机器人路径规划改进遗传算法自由交叉目标导向