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基于视觉语义与激光点云交融构建的SLAM算法

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控制与决策 2024年第1期39卷 103-111页

作者：佟国峰杨宇航彭浩孟祥政殷旗君东北大学信息科学与工程学院沈阳110004

激光雷达作为同时定位与地图构建(SLAM)传感器之一,因精度高、性能稳定等特点而被广泛研究使用.但其获得的点云数据较稀疏,包含特征信息少,会导致误匹配、位姿估计误差大等问题,影响SLAM的定位和建图精度.对此,提出一种将视觉语义信息... 详细信息

激光雷达作为同时定位与地图构建(SLAM)传感器之一,因精度高、性能稳定等特点而被广泛研究使用.但其获得的点云数据较稀疏,包含特征信息少,会导致误匹配、位姿估计误差大等问题,影响SLAM的定位和建图精度.对此,提出一种将视觉语义信息与激光点云数据融合的SLAM算法(VSIL-SLAM).首先,基于投影思想将聚类后的点云映射到语义检测框内,生成语义物体,解决原始激光点云特征稀缺问题;然后,在形状特征的基础上引入拓扑特征对语义物体进行表述,提出基于匹配的拓扑相似性度量方法,解决单一特征造成的误匹配问题,提高匹配准确度;最后,加入语义物体点到点的几何约束,基于几何特征和语义物体构建前端里程计,并完成后端回环检测和位姿图优化设计.实验结果表明,所提出算法在定位和建图效果上都有显著提高,改善了激光SLAM算法的性能.

关键词：视觉语义信息点云聚类融合算法拓扑相似性度量前端里程计激光SLAM

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基于稀土层状化合物制备透明陶瓷研究进展

硅酸盐学报 2024年第3期52卷 1100-1116页

作者：郭皓张涛朱琦东北大学沈阳材料科学国家研究中心东北大学联合研究分部沈阳110819 东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819

稀土层状氢氧化物在保留无机层状化合物离子交换性、可插层性及可剥离性的基础上,拥有稀土离子独特的光、电、磁及催化性能,具有广泛的应用场景,是近年来无机层状化合物研究的热点。本文围绕稀土层状氢氧化物(LRHs)的研究发展历程,主要... 详细信息

稀土层状氢氧化物在保留无机层状化合物离子交换性、可插层性及可剥离性的基础上,拥有稀土离子独特的光、电、磁及催化性能,具有广泛的应用场景,是近年来无机层状化合物研究的热点。本文围绕稀土层状氢氧化物(LRHs)的研究发展历程,主要综述了LRHs的结构特性、可控合成和纳米片剥离,以及现阶段在透明陶瓷及薄膜制备中的应用,重点关注基于LRHs制备陶瓷材料技术的发展及优越性,总结了LRHs及其作为前驱体制备的功能陶瓷的结构及物化特性,展望了未来LRHs高效合成及结构设计的研究方向,为今后LRHs在更多领域的规模化应用提供参考。

关键词：稀土层状氢氧化物纳米片剥离透明陶瓷透明陶瓷薄膜

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基于金纳米粒子聚集与杂交链式扩增的microRNA传感

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应用化学 2024年第1期41卷 109-117页

作者：舒杨杨曼李志豪王建华东北大学理学院化学系分析科学研究中心沈阳110819

MicroRNA(miRNA)是癌症早期诊断的标志物,在生理和病理过程中发挥着关键作用,因此对miRNA的实时准确监测具有重要意义。目前,用于miRNA测定的信号放大/扩增策略多依赖于辅助酶的参与。本文建立了一种基于金纳米粒子(AuNPs)聚集和杂交链... 详细信息

MicroRNA(miRNA)是癌症早期诊断的标志物,在生理和病理过程中发挥着关键作用,因此对miRNA的实时准确监测具有重要意义。目前,用于miRNA测定的信号放大/扩增策略多依赖于辅助酶的参与。本文建立了一种基于金纳米粒子(AuNPs)聚集和杂交链式反应(HCR)无酶扩增的高灵敏、特异性miRNA检测方法。为此,设计了一个辅助发夹探针(HP)和两个通用发夹探针(H1/H2),均为单链DNA(ssDNA)且具有粘性末端,可稳定水溶液中的AuNPs而有效防止盐诱导其聚集。靶miRNA与HP环区杂交,启动HCR触发双链DNA(dsDNA)聚合物的形成。dsDNA聚合物无粘性末端,对AuNPs的稳定能力减弱,从而产生盐诱导的AuNPs聚集,导致金胶体溶液由酒红色至蓝色的变化。据此可对miRNA进行光度法检测。该策略无需依赖酶促反应、分离过程及化学修饰,操作简单。通过设计HP环区序列,即可实现对不同靶标的检测,具有通用性。

关键词：金纳米粒子杂交链式反应聚集比色法

高频燃烧红外吸收法测定铜铅锌多金属矿中的碳、硫

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中国无机分析化学 2024年

作者：王琳王楠东北大学分析测试中心

铜铅锌多金属矿中的碳、硫元素对矿产开采、钢铁冶炼及环境保护等方面有着重要的影响，对碳、硫的准确、快速定量检测至关重要，但未见有对铜铅锌多金属矿中的碳、硫同时测定的研究。将铜铅锌多金属矿中碳、硫含量科学分为C1、C2、S1、S... 详细信息

铜铅锌多金属矿中的碳、硫元素对矿产开采、钢铁冶炼及环境保护等方面有着重要的影响，对碳、硫的准确、快速定量检测至关重要，但未见有对铜铅锌多金属矿中的碳、硫同时测定的研究。将铜铅锌多金属矿中碳、硫含量科学分为C1、C2、S1、S2四段，并分别对样品称样量、助熔剂加入比例及种类等因素进行探究，建立了高频燃烧红外吸收法测定铜铅锌多金属矿中的碳、硫的方法，并通过标准物质验证了方法的准确度、精密度与再现性。结果表明，C1、C2、S1、S2称样量分别为0.200 0、0.100 0、0.100 0、0.100 0 g，助熔剂组合方式为Fe+W=(0.6000+0.6000)、(0.6000+0.6000)、(0.9000+0.6000)、(0.6000+0.600 0)g为最佳实验条件。C1、C2、S1、S2曲线的相关系数分别为0.999 4、0.995 9、0.999 9、0.998 9，测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)分别为1.3%、1.5%、1.3%、1.3%，使用3种不同型号的红外碳硫仪进行对比实验，相对标准偏差(RSD,n=11)为0.56%～6.5%。结果均显示，方法准确、可靠，满足铜铅锌多金属矿中碳、硫的同时、准确快速定量检测的要求。

关键词：铜铅锌多金属矿碳硫高频燃烧红外吸收法

基于界面追踪-动网格技术模拟凝固收缩下Fe-C合金宏观偏析

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金属学报 2024年第3期60卷 388-404页

作者：董士虎张红伟吕文朋雷洪王强东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819 东北大学冶金学院沈阳110819

Fe-C系合金铸锭因C元素分配系数小、铸锭尺寸较大,易产生C偏析缺陷;同时因合金液-固相密度差异以及铁素体、奥氏体等相密度的差异都易产生并加剧凝固收缩。对凝固收缩的模拟研究表明,气相(渣相)的引入对偏析影响甚微,主要起补充顶端收... 详细信息

Fe-C系合金铸锭因C元素分配系数小、铸锭尺寸较大,易产生C偏析缺陷;同时因合金液-固相密度差异以及铁素体、奥氏体等相密度的差异都易产生并加剧凝固收缩。对凝固收缩的模拟研究表明,气相(渣相)的引入对偏析影响甚微,主要起补充顶端收缩腔的作用,但却导致气-合金界面模拟困难。为了简化模拟的复杂性,本工作基于液-固混相的连续介质模型,将凝固过程中收缩的体积与固相区、糊状区及液相区下降的体积建立关联,从而确定熔体顶端边界;结合动网格技术,开发了一种追踪收缩腔界面的模型,实现了Fe-C合金铸锭凝固收缩和宏观偏析的耦合模拟,预测的收缩腔形状与实验相符。结果表明:Fe-0.3%C合金铸锭凝固过程中,在热-溶质浮升力影响的基础上,考虑凝固收缩后,预测的铸锭顶部正偏析最大值减少了4.78%。铸锭顶端界面的换热,会减轻铸锭顶端正偏析。耦合热-溶质浮升力及凝固收缩影响,顶端与环境换热系数为h=2.0 W/(m^(2)·K)的铸锭上部溶质分布更符合文献实验测量结果。在热-溶质浮升力影响的基础上,考虑凝固收缩增强了糊状区内溶质浮力影响,致使铸锭凝固前沿主流股旋流方向更快反转,熔钢流速超过仅考虑热-溶质浮升力时的流速,从而加快了铸锭凝固速率。本模型预测的铸锭底端负偏析小于文献实验结果,这是由于本模型仅考虑了液-柱状晶混相,进一步的模型中需加入等轴晶粒沉降的影响。

关键词： Fe-C合金凝固收缩宏观偏析界面追踪动网格

大模型辅助的大型海上风电场集电系统拓扑优化

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高电压技术 2024年第7期50卷 2894-2905页

作者：张孝顺李锦诚郭正勋东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 东北大学佛山研究生创新学院佛山528311

集电系统拓扑优化是大型海上风电场规划建设的核心问题,本质上是一个涉及多约束、多目标的复杂混合整数优化问题。针对该问题,提出了一种基于大语言模型(large language model,LLM)辅助的大型海上风电场集电系统拓扑优化方法。首先,基... 详细信息

集电系统拓扑优化是大型海上风电场规划建设的核心问题,本质上是一个涉及多约束、多目标的复杂混合整数优化问题。针对该问题,提出了一种基于大语言模型(large language model,LLM)辅助的大型海上风电场集电系统拓扑优化方法。首先,基于大语言模型辅助对风电机组群进行聚类,通过链式提示法使LLM理解优化目标,并利用LLM将大型海上风电场分割为若干小型区域,以降低优化问题维度,提升求解速度和质量。然后,构建集电系统拓扑优化模型,基于混合整数线性规划求解器,获得海上风电场的最优集电系统拓扑设计方案。最后,利用1个含有75台风电机组的大型海上风电场系统进行方法性能验证,仿真结果表明:与传统优化技术相比,所提方法获得的聚类风机数量更加均衡,在考虑拓扑功率损耗的同时,生成的拓扑方案经济性最优。LLM在集电系统拓扑辅助优化中具有较高的有效性,为海上风电场集电系统拓扑设计优化提供了一种新思路。

关键词：大语言模型集电系统拓扑优化海上风电场混合整数线性规划聚类算法

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基于球面正则化的支持向量描述视觉异常检测

仪器仪表学报 2024年第3期45卷 315-325页

作者：邓诗卓滕达李晓红陈佳祺陈东岳东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 东北大学佛山研究生创新学院佛山528311

异常检测作为视觉领域中一项独特而关键的任务,在医疗、安保等领域具有广泛的前景。异常检测目前受限于大规模异常数据标注,因此现有方法集中在单类分类和弱监督学习,深度支持向量描述(Deep SVDD)是实现单类分类的常见方法。然而,传统De... 详细信息

异常检测作为视觉领域中一项独特而关键的任务,在医疗、安保等领域具有广泛的前景。异常检测目前受限于大规模异常数据标注,因此现有方法集中在单类分类和弱监督学习,深度支持向量描述(Deep SVDD)是实现单类分类的常见方法。然而,传统Deep SVDD在开展异常检测时往往面临球体崩塌。针对这一问题,提出了基于球面正则化的SVDD异常检测算法,通过引入软间隔损失与支持向量的思想,优化模型学习流程。进一步地,面向可标注样本,提出了基于SVDD的弱监督异常检测方法。在公开数据集MNIST和CIFAR-10上进行消融和对比实验,实验证明,相比于有监督算法,在MNIST数据集上,SR-WSVDD的性能提高了3.7%,而在CIFAR-10数据集上则提高了16.7%。此外,与其他弱监督算法相比,SR-WSVDD在CIFAR-10数据集上提升了1.8%。所提出的SR-SVDD异常检测算法,弥补Deep SVDD容易发生球体崩塌的缺陷,使模型异常检测结果更加准确。

关键词：计算机视觉单类分类弱监督学习异常检测自编码器支持向量

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稳定化退火温度对5059铝合金冷轧板材组织及性能的影响

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第3期45卷 323-330页

作者：朱庆丰黄建航高扬张恩阁东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室辽宁沈阳110819 东北大学材料先进制备技术教育部工程研究中心辽宁沈阳110819 东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819

对5059铝合金冷轧板材进行了不同温度(125~275℃)保温1 h的稳定化退火处理,研究了稳定退火温度对板材组织性能的影响.研究结果表明:变形量为62.8%冷轧板材的变形组织内形成了穿过多个纤维状晶粒的剪切带;板材经不同温度(150~225℃)保温... 详细信息

对5059铝合金冷轧板材进行了不同温度(125~275℃)保温1 h的稳定化退火处理,研究了稳定退火温度对板材组织性能的影响.研究结果表明:变形量为62.8%冷轧板材的变形组织内形成了穿过多个纤维状晶粒的剪切带;板材经不同温度(150~225℃)保温1 h退火后,沿剪切带析出连续的β相,这些板材在晶间腐蚀过程中沿着剪切带形成了腐蚀沟壑.随着退火温度由125°C升高至275℃,5059铝合金冷轧板材的屈服强度和抗拉强度分别由386,474 MPa降低至301,407 MPa;延伸率则由10.4%升高到18.1%.5059铝合金冷轧板材单位面积内腐蚀量则先由125℃×1 h退火板材的13.7 mg/cm^(2),升至200℃×1 h退火板材的53.8 mg/cm^(2),再逐渐降至275℃×1 h退火板材的4.9 mg/cm^(2).

关键词： 5059铝合金轧制稳定化退火晶间腐蚀拉伸性能

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基于无颗粒银导电墨水在不锈钢表面镀银工艺研究

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表面技术 2024年第16期53卷 208-218页

作者：杨堃姚孟智杜佳玮韩冬宁孙小岚李晓东沈阳飞机工业(集团)有限公司沈阳110034 东北大学材料科学与工程学院沈阳110004

目的采用无颗粒银导电墨水对不锈钢表面进行镀银研究,以绿色环保工艺替代传统电镀银技术。方法主要研究适用于不锈钢基材的前驱体银源、络合剂种类、不锈钢前处理方法、烧结固化温度对不锈钢表面银层微观结构及性能的影响,获得不锈钢基... 详细信息

目的采用无颗粒银导电墨水对不锈钢表面进行镀银研究,以绿色环保工艺替代传统电镀银技术。方法主要研究适用于不锈钢基材的前驱体银源、络合剂种类、不锈钢前处理方法、烧结固化温度对不锈钢表面银层微观结构及性能的影响,获得不锈钢基材上微观结构致密、性能良好的银层。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜、数字兆欧表对在不锈钢表面银膜层进行表征。结果不锈钢通过1,2丙二胺溶液处理后,采用银源草酸银为前驱体,此时银层微观结构最致密,具有最佳的附着力等级(5B)和最低的粗糙度(1.237μm),与1,2-丙二胺络合,乙醇为溶剂时,制备出的银层有机物挥发完全,微观结构致密,并且具有最低的接触电阻0.7Ω和粗糙度0.80μm。烧结固化温度为200℃时银层导电性最好。结论采用无颗粒银导电墨水对不锈钢表面进行镀银的新型工艺银层性能良好,可以简化传统电镀技术复杂的操作流程,减少传统电镀工艺所使用氰化物对人体造成的危害,并弥补应用受限的缺点。

关键词：不锈钢无颗粒银墨水镀银导电性结合力

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