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基于超表面和MEMS的结构光投影芯片研究

中国激光 2024年第6期51卷 254-266页

作者：翟雷应赵礼宇王义杰南敬昌辽宁工程技术大学电子与信息工程学院辽宁葫芦岛125105 辽宁省无线射频大数据智能应用重点实验室辽宁葫芦岛125105

结构光三维成像中广泛使用的数字光处理(DLP)投影仪存在结构复杂、设备体积大及投影非线性等问题,制约了结构光三维成像在高探测精度、小探测场景领域的应用。提出了一种集成超表面阵列和微机电系统(MEMS)二维扫描平台的结构光投影芯片... 详细信息

结构光三维成像中广泛使用的数字光处理(DLP)投影仪存在结构复杂、设备体积大及投影非线性等问题,制约了结构光三维成像在高探测精度、小探测场景领域的应用。提出了一种集成超表面阵列和微机电系统(MEMS)二维扫描平台的结构光投影芯片设计。设计了基于几何相位原理的超表面阵列,用于生成格雷码和相移法混合编码结构光条纹。通过二维扫描平台突破单一静态超表面的限制,实现了基于时间编码的结构光条纹投影。结果表明:所设计的超表面结构对入射光具有良好的线性相位调制能力,光源转换效率为88.61%;生成的相移条纹符合正弦分布特性,很好地解决了DLP投影非线性问题;产生的条纹宽度均匀,最小宽度为2 mm,探测精度可达亚毫米级。有限元分析结果表明:所设计的二维平台的最小模态频率为511.91 Hz,抗干扰能力强,响应时间为2.4 ms,帧率为333 Hz,投影速率高。芯片尺寸为3 mm×3 mm。最后设计了芯片的集成制造工艺流程,为高探测精度、高投影速率微型化投影设备的制造提供了理论模型和系统解决方案。

关键词：表面光学结构光三维成像超表面微机电系统

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全局约束下超声图像微器械轮廓提取方法

哈尔滨工业大学学报 2018年第1期50卷 24-28页

作者：潘博贲进闫佳雯付宜利机器人技术与系统国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150001

为实现超声设备与手术机器人系统的配准,提出一种全局约束下的参数活动轮廓(Snake)分割算法,该算法能以高精度分割超声图像中的手术器械轮廓.将已知的手术器械轮廓信息作为先验知识,以归一化傅里叶描述子的形式表述,并利用该描述子定义... 详细信息

为实现超声设备与手术机器人系统的配准,提出一种全局约束下的参数活动轮廓(Snake)分割算法,该算法能以高精度分割超声图像中的手术器械轮廓.将已知的手术器械轮廓信息作为先验知识,以归一化傅里叶描述子的形式表述,并利用该描述子定义泛能量,用来约束分割过程,达到最优解.求解过程中,通过计算泛能量相对于各变量的雅可比矩阵,可以获得能量最小化时的偏微分方程,差分离散化后可以获得其欧拉形式的迭代方程,通过数值方法获得分割轮廓.实验结果表明,使用基于已知轮廓的先验Snake方法对超声图像中的手术器械进行分割,能以较高精度提取超声图像中的微器械轮廓,轮廓形状与实际器械形状更加相似.先验Snake法能对曲线进行全局约束,避免了传统Snake分割方法中容易陷入局部极值的缺陷,具有较大的应用前景.

关键词：超声图像微器械 Snake模型全局约束区域分割

以DGA树脂法分析海水^(90)Sr的若干问题探讨

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海洋环境科学 2024年第1期43卷 130-135页

作者：赵峰谷河泉倪志鑫吴梅桂郑远来赵力周鹏李冬梅国家海洋局南海环境监测中心海南南沙珊瑚礁生态系统国家野外科学观测研究站自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广东广州510300

海水^(90)Sr一直是海洋放射性监测调查的重要核素之一。由于现行分析方法老旧、去污效果差、分析周期长等问题,本文对以DGA树脂法分析海水^(90)Sr业务化推广时遇到的若干问题进行研究,如富集共沉淀和DGA分离流程对锶的定量分离、锶-钇... 详细信息

海水^(90)Sr一直是海洋放射性监测调查的重要核素之一。由于现行分析方法老旧、去污效果差、分析周期长等问题,本文对以DGA树脂法分析海水^(90)Sr业务化推广时遇到的若干问题进行研究,如富集共沉淀和DGA分离流程对锶的定量分离、锶-钇分离后搁置对最终结果的影响、DGA纯化流程对钇的定量分离以及全流程回收率等。结果表明:(1)氢氧化铁和氟化钙对锶的载带能力均较弱;高达97%海水锶保留在氢氧化铁共沉淀的上清液里,这表明母体^(90)Sr和子体^(90)Y在氢氧化铁共沉淀富集后开始分离。(2)DGA树脂对锶吸附性较弱,样品液流洗DGA树脂时已去除90%以上富集残留锶。(3)^(90)Sr-^(90)Y分离至测量的搁置时间应控制在20~40 h。(4)20 mL 0.25 M盐酸足以洗脱10 mg钇并消除钇在树脂上的残留。(5)以DGA树脂法测定海水中的^(90)Sr全流程的化学回收率在70%以上。

关键词： DGA树脂海水 ^(90)Sr ^(90)Y 人工放射性核素

生物钟基因BMAL1过表达对山羊子宫内膜上皮细胞凋亡的影响

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农业生物技术学报 2024年第6期32卷 1329-1341页

作者：李超徐皓东郭怡莹刘薇王逸群肖要要杨王浩靳亚平陈华涛西北农林科技大学动物医学院/农业农村部动物生物技术重点实验室

生物钟作为一种内源性计时系统，在调控哺乳动物行为活动与生理功能等方面发挥重要作用。为探究核心生物钟基因脑肌类芳香烃受体核转位蛋白1 (brain and muscle arnt-like protein 1, BMAL1)在山羊子宫内膜上皮细胞(goat endometrial ep... 详细信息

生物钟作为一种内源性计时系统，在调控哺乳动物行为活动与生理功能等方面发挥重要作用。为探究核心生物钟基因脑肌类芳香烃受体核转位蛋白1 (brain and muscle arnt-like protein 1, BMAL1)在山羊子宫内膜上皮细胞(goat endometrial epithelial cells, GEECs)凋亡过程中的作用，本研究以24月龄山羊子宫组织为材料克隆BMAL1基因的CDS序列，通过生物信息学方法分析、预测该基因及其编码蛋白的理化性质，利用qPCR技术检测其在山羊不同组织以及同步化后的GEECs中的表达变化；应用流式细胞术、qPCR与Western blot技术检测BMAL1基因过表达对GEECs凋亡的影响。结果显示，BMAL1基因的表达在各种组织以及不同时间点呈现显著的昼夜差异。山羊BMAL1基因的CDS全长1 881 bp，在哺乳动物中保守性较高，其编码蛋白可以通过与昼夜运动输出周期蛋白(circadian locomotor output cycles kaput,CLOCK)、核受体亚家族1D成员1 (nuclear receptor subfamily 1, group D, member 1, NR1D1)和酪蛋白激酶1δ (casein kinase 1δ, CSNK1D)等蛋白互作参与调控多种生理功能。流式细胞术结果表明，BMAL1过表达显著抑制了GEECs的凋亡(P系统的分子调控机制和进一步探究山羊BMAL1基因的生物学功能提供了基础。

关键词：生物钟脑肌类芳香烃受体核转位蛋白1 (BMAL1) 山羊子宫内膜上皮细胞(GEECs) 细胞凋亡

超临界CO对无烟煤力学强度劣化机制及其微观结构演变特征

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煤炭科学技术 2024年

作者：贾毅超杨栋黄旭东孙丁伟何立国太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室

为揭示深部煤层注入CO2过程中，超临界CO2对无烟煤力学强度与微观结构的影响规律，以无烟煤为研究对象，对两种恒定温度(40℃、60℃)条件下超临界CO2对煤体劣化特性进行探究，利用自主研制的超临界CO2浸泡设备搭配煤体单轴加载装置对其... 详细信息

为揭示深部煤层注入CO2过程中，超临界CO2对无烟煤力学强度与微观结构的影响规律，以无烟煤为研究对象，对两种恒定温度(40℃、60℃)条件下超临界CO2对煤体劣化特性进行探究，利用自主研制的超临界CO2浸泡设备搭配煤体单轴加载装置对其力学强度进行初步测定，借助CT扫描系统表征孔裂隙等结构，通过分析不同浸泡天数(0d、1d、3d、5d、7d)对孔、裂隙的物化效应，揭示超临界CO2浸泡后无烟煤宏观强度损失与微观结构演变的内在联系试验。结果表明：超临界CO2对无烟煤宏观强度的劣化具有一定的时间效应，伴随着浸泡时间的增加，劣化效应逐渐减弱，逐渐趋于某一定值，其劣化主要时期为浸泡0～5d内，同时破坏模式改变，破坏颗粒的平均尺寸逐渐增大。同比恒温60℃，恒温40℃状态下的超临界CO2对煤体劣化作用较为明显；借助CT 扫描系统发现，经超临界CO2浸泡后白色矿物质消失，“溶蚀孔洞”逐渐扩大，新生孔裂纹不断发育，裂隙开度增加。煤样内部孔裂隙在0～5d内迅速发育成较为连续的孔隙团，此后内部孔裂隙缓慢发育，逐渐趋于稳定；超临界CO2侵入煤体内部，其通过萃取煤基质中的有机物与溶蚀碳酸盐矿物组分，形成“溶蚀孔洞”，破坏晶体结构，导致内部孔隙团逐渐发育。伴随着比表面积的增大，煤体吸附能力增加，其“溶胀效应”进一步增加孔裂隙发育，最终导致宏观力学强度的改变；由宏观强度损失数学模型分析得到，煤体经过超临界CO2浸泡后，强度包络线向右偏移，摩尔应力圆向左偏移，内摩擦角与内聚力均变小，最终导致煤体宏观强度的损失。

关键词：超临界CO 无烟煤力学特性劣化机制微观结构

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一种基于虚拟星敏感器的卫星姿态确定方法

空间控制技术与应用 2024年第1期50卷 8-16页

作者：张志方林瀚峥李公军北京控制工程研究所北京100094 空间智能控制技术全国重点实验室北京100094

对于配置多个星敏感器的卫星,采用常规的定常增益卡尔曼滤波方法进行姿态确定时,存在滤波定常增益矩阵众多、系统复杂的问题,为了简化滤波系统设计,统一定常增益矩阵,提出一种基于虚拟星敏感器的姿态确定方法.给出一种计算量小、适合星... 详细信息

对于配置多个星敏感器的卫星,采用常规的定常增益卡尔曼滤波方法进行姿态确定时,存在滤波定常增益矩阵众多、系统复杂的问题,为了简化滤波系统设计,统一定常增益矩阵,提出一种基于虚拟星敏感器的姿态确定方法.给出一种计算量小、适合星载计算机在轨实时计算的星敏感器时间滞后补偿及相对基准标定算法,将星敏感器的输出数据统一到当前星时,同时将星敏感器的测量基准统一.基于单星敏/双星敏的输出数据构造虚拟星敏感器(安装矩阵为单位阵)的输出数据,设计统一的定常增益矩阵进行姿态确定.仿真结果表明,本方法与常规的定常增益卡尔曼滤波方法姿态确定精度相当,从而验证该方法有效,且具有重要的工程应用价值.

关键词：虚拟星敏感器卡尔曼滤波定常增益姿态确定统一基准

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镇痛药物研发的潜在方向

徐州医科大学学报 2024年第2期44卷 79-86页

作者：葛婷张红星江苏省麻醉学重点实验室江苏省麻醉与镇痛应用技术重点实验室国家药品监督管理局麻醉精神药物研究与评价重点实验室

生理状态下，疼痛是一种保护性反应，可使机体免受更严重的伤害，有利于物种生存。病理状态下，疼痛作为一种常见的疾病/症状，严重影响患者的生活质量。近年来，疼痛机制研究与镇痛药物研发取得了重要进展，但仍存在许多问题和挑战。... 详细信息

生理状态下，疼痛是一种保护性反应，可使机体免受更严重的伤害，有利于物种生存。病理状态下，疼痛作为一种常见的疾病/症状，严重影响患者的生活质量。近年来，疼痛机制研究与镇痛药物研发取得了重要进展，但仍存在许多问题和挑战。本研究旨在系统性梳理该领域的历史经验，展望未来发展方向，以期将疼痛机制研究和镇痛药物研发工作推向更高层次。

关键词：疼痛镇痛非阿片类镇痛疼痛非易感共病人工智能传统医学

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典型喀斯特山区的森林蓄积量遥感估算

水土保持通报 2024年第2期44卷 176-186页

作者：郑佳佳周忠发朱孟黄登红吴小飘刘荣萍龙洋洋贵州师范大学喀斯特研究院/地理与环境科学学院贵州贵阳550001 贵州喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地贵州贵阳550001 国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心贵州贵阳550001

[目的]通过森林蓄积量的遥感监测了解喀斯特地区森林生态系统的健康状况和生态功能,为该地区碳汇监测与评估以及森林管理与决策提供理论依据。[方法]本研究选取典型喀斯特山区为研究对象,基于Sentinel-2A影像和样地调查数据,结合随机森... 详细信息

[目的]通过森林蓄积量的遥感监测了解喀斯特地区森林生态系统的健康状况和生态功能,为该地区碳汇监测与评估以及森林管理与决策提供理论依据。[方法]本研究选取典型喀斯特山区为研究对象,基于Sentinel-2A影像和样地调查数据,结合随机森林(RF)、K近邻回归(KNN)和BP神经网络3种机器学习模型,在山地坡度条件约束下开展森林蓄积量反演研究。[结果]①单波段反射率、植被指数和纹理特征等遥感因子在不同地形约束条件下的表现不同,建立模型的最优子集均不同,不同立地条件下建立蓄积量估测模型均有差异。②在喀斯特山区森林蓄积量估算中,RF相比KNN和BP模型鲁棒性和适应性最强。在缓坡、斜坡、陡坡立地条件下,RF模型精度分别达到80.1%,79.0%,80.5%。[结论]喀斯特山区空间异质性强,不同坡度立地条件下参与蓄积量遥感估测的建模自变量因子均不相同。坡度的划分可以细化复杂场景遥感估算模型,提高蓄积量遥感估算精度。

关键词：森林蓄积量遥感反演机器学习随机森林喀斯特山区

温度对松木刨花CO气化过程NO和SO排放特性影响研究

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洁净煤技术 2024年

作者：赵彦张成马仑李君臣方鼎立谭鹏方庆艳陈刚华中科技大学煤燃烧与低碳利用全国重点实验室

CO2气化技术是一种利用CO2作为气化剂生产高品质可燃气体的新型技术，可以协同实现CO2和农林固废的资源化利用，然而CO2气化过程中氮氧化物(NOx)和二氧化硫(SO2)的排放特性鲜有报道。针对松木刨花在固定床反应器上开展了CO2气化实验，... 详细信息

CO2气化技术是一种利用CO2作为气化剂生产高品质可燃气体的新型技术，可以协同实现CO2和农林固废的资源化利用，然而CO2气化过程中氮氧化物(NOx)和二氧化硫(SO2)的排放特性鲜有报道。针对松木刨花在固定床反应器上开展了CO2气化实验，系统研究了温度的影响，以期为农林固废高效热转化利用和气态污染物排放控制提供工艺温度参考。结果表明，在700、800和900 ℃进行CO2气化时，CO产率分别为0.24、0.52和0.95 Nm3/kg，明显高于H2和CH4的产率，CO是气化产气的主要成分；碳转化率分别为18.36%、36.15%和66.09%；气化效率分别为13.04%、41.59%和92.99%，高温有助于促进松木刨花的热化学转化。在700 ～ 900 ℃时，NOx中NO的浓度峰值和对应时长分别为248、129、138 mg/Nm3和140、195、320 s，NO2的浓度峰值和对应时长分别为339、191、107 mg/Nm3和115、150、265 s，SO2的浓度峰值和对应时长分别为3299、3065、2882 mg/Nm3和130、175、180 s。NOx和SO2的浓度峰值均随温度升高而逐渐降低，对应时长均逐渐增加，表明增加温度有利于降低NOx和SO2的生成速率。然而，NOx和SO2转化率随温度升高而逐渐增大，在900 ℃分别为49.73%和68.87%，提高温度会强化原料氧和CO2的氧化作用，进而提升NOx和SO2转化率。随着温度升高，NO转化率增加而NO2转化率下降，炉内以CO为主要成分的还原性氛围促使NO2被还原为NO，提高松木刨花的CO2气化温度有利于通过提高CO产率强化该还原作用。

关键词：松木刨花 CO 气化气化效率氮氧化物二氧化硫排放特性