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自动驾驶场景的尺度感知实时行人检测

中国图象图形学报 2021年第1期26卷 93-100页

作者：徐歆恺马岩钱旭张龑中国矿业大学(北京) 北京100083 北京联合大学北京市智能机械创新设计服务工程技术研究中心北京100101

目的行人检测是目标检测中的一个基准问题,在自动驾驶等场景有着较大的实用价值,在路径规划和智能避障方面发挥着重要作用。受限于现实的算法功耗和运行效率,在自动驾驶场景下行人检测存在检测速度不佳、遮挡行人检测精度不足和小尺度... 详细信息

目的行人检测是目标检测中的一个基准问题,在自动驾驶等场景有着较大的实用价值,在路径规划和智能避障方面发挥着重要作用。受限于现实的算法功耗和运行效率,在自动驾驶场景下行人检测存在检测速度不佳、遮挡行人检测精度不足和小尺度行人漏检率高等问题,在保证实时性的前提下设计一种适合行人检测的算法,是一项挑战性的工作。方法本文旨在解决自动驾驶场景中耗时长、行人遮挡和小尺度行人检测结果精度低的问题,提出了一种尺度注意力并行检测算法(scale-aware and efficient object detection,Scale-aware Efficient Det):在特征提取与检测中使用了Efficient Det的主干网络,保证算法效率和功耗的平衡;在行人遮挡方面,为了提高模型对遮挡现象的检测精度,引入了可以增强行人与其他物体之间特征差异的损失函数;在提高小目标行人检测精度方面,采用scale-aware双路网络算法来增加对小目标行人的检测精度。结果本文选择Caltech行人数据集作为对比数据集,选取YOLO(you only look once)、YOLOv3、SA-FastRCNN(scale-aware fast region-based convolutional neural network)等算法进行对比,在运行效率方面,本文算法在连续输入单帧图像的情况下达到了35帧/s,多图像输入时达到了70帧/s的工作效率;在模型精度测试中,本文算法也略胜一筹。本文算法应用于2020年中国智能汽车大赛中,在安全避障环节皆获得满分。结论本文设计的尺度感知的行人检测算法,在Efficient Det高性能检测器的基础上,通过结合损失函数、scale-aware双路子网络的改进,进一步提升了本文检测器的鲁棒性。

关键词：自动驾驶行人检测目标检测 Efficient Det 卷积神经网络

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基于银纳米线的柔性压阻式触觉传感器研究

传感技术学报 2024年第1期37卷 22-28页

作者：谭苗苗刘伟北京联合大学机器人学院机械工程系北京100027 北京联合大学北京市智能机械创新设计服务工程技术研究中心北京100027

触觉传感器是智能机器人感知外界环境并与人进行交互的关键环节。多种物理测量和高延展性使触觉传感器得到了更广泛的应用。提出了一种制造工艺简单、成本低的柔性触觉传感器,根据电阻的变化,可检测温度和接触压力。该传感器是由PDMS薄... 详细信息

触觉传感器是智能机器人感知外界环境并与人进行交互的关键环节。多种物理测量和高延展性使触觉传感器得到了更广泛的应用。提出了一种制造工艺简单、成本低的柔性触觉传感器,根据电阻的变化,可检测温度和接触压力。该传感器是由PDMS薄膜、纸基银纳米线和PDMS薄膜组成的三明治结构。敏感元件为3×3的纸基银纳米线阵列,阵列末端用导电银浆引线。整个传感器的尺寸为3 cm×3 cm。通过压力测试和温度测试实验,测量了传感器阵列交点处的电阻随着压力和温度变化趋势。结果表明,该传感器的压力检测灵敏度为2.8Ω/N,温度检测灵敏度为0.18Ω/℃。该传感器的结构和制备工艺简单可行,在机器人电子皮肤领域具有广阔的应用前景。

关键词：微机电系统柔性传感器压阻效应银纳米线

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电弧增减材复合制造精度控制研究进展

金属学报 2020年第1期56卷 83-98页

作者：卢振洋田宏宇陈树君李方北京工业大学汽车结构部件先进制造技术教育部工程研究中心北京100124 北京联合大学机器人学院北京100101 北京市智能机械创新设计服务工程技术研究中心北京100020

电弧增减材复合制造技术是一种将产品设计、软件控制以及增材制造与减材制造相结合的新兴技术。丝材电弧增材制造(WAAM),因其在金属增材制造中具有制备成本低、沉积效率高、材料利用率高等优势而备受推崇;又因其热输入高、成型精度相对... 详细信息

电弧增减材复合制造技术是一种将产品设计、软件控制以及增材制造与减材制造相结合的新兴技术。丝材电弧增材制造(WAAM),因其在金属增材制造中具有制备成本低、沉积效率高、材料利用率高等优势而备受推崇;又因其热输入高、成型精度相对较低而存在一定局限性。因此,亟待研发既能保证成形效率,又可以精确控制传热、传质、传力的增材复合制造技术。电弧增减材复合制造对于大型框架构件上肋板或类似薄壁墙体、筋板等构件的加工十分适合,可以实现降低制造成本和提高生产效率的目的。除增材制造精度和应力控制等问题外,增材后控形减材制造的切削问题不同于传统的去除加工,也受增材沉积表面不均匀性、增材余热和残余应力等因素影响。为解决上述问题,近年来为实现高速高效成形、精确控形控性的多种增减材复合制造方法不断涌现。本文对目前增材制造成形误差、增材后应力变形控制,以及增材后减材切削加工的相关研究进行综述,旨在探索金属构件增材复合带温减材制造的可行性,寻求合理利用增材余热,在保证最佳加工精度的前提下追求较小残余应力、良好材料微观性能和较高生产率的新型制造工艺。

关键词：电弧丝材增材制造复合制造精度控制

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基于SAC的自动驾驶车辆控制方法应用

计算机工程与应用 2023年第8期59卷 306-314页

作者：宁强刘元盛谢龙洋北京联合大学智慧城市学院北京100101 北京市智能机械创新设计服务工程技术研究中心北京100101 北京联合大学北京市信息服务工程重点实验室北京100101

为了改善SAC(soft actor critic)算法样本等概率采样以及网络随机初始化造成网络收敛速度慢、训练过程不稳定问题,提出一种结合优先级回放和专家数据的改进算法PE-SAC(priority playback soft actor critic with expert)。该算法依据样... 详细信息

为了改善SAC(soft actor critic)算法样本等概率采样以及网络随机初始化造成网络收敛速度慢、训练过程不稳定问题,提出一种结合优先级回放和专家数据的改进算法PE-SAC(priority playback soft actor critic with expert)。该算法依据样本价值将样本池分类,使用专家数据预训练网络,缩小无人车无效探索空间、降低试错次数,有效提升算法学习效率。同时设计一种面向多障碍物的奖励函数增强算法适用性。在CARLA平台进行仿真实验,结果表明所提出方法可以更好地控制无人车在环境中安全行驶,同等训练次数下所得奖励值和收敛速度优于TD3(twin delayed deep deterministic policy gradient algorithm)和SAC算法。最后,结合雷达点云地图与PID(proportional integral derivative)控制方法缩小仿真环境与真实场景差异性,将训练所得模型移植到园区低速无人车中验证算法泛用性。

关键词：深度强化学习无人驾驶控制现实场景

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髋关节康复机器人的运动学分析与仿真

计算机工程与应用 2023年第6期59卷 333-340页

作者：谭苗苗贾延奎北京联合大学机器人学院机械工程系北京100027 北京联合大学北京市智能机械创新设计服务工程技术研究中心北京100027 北京航天发射技术研究所北京100076

康复机器人能够按照指定轨迹稳定运行是康复过程安全性和有效性的重要保证,因此机器人末端位姿与人体患肢位姿应保持高度重合,同时康复机器人应具备适应不同人体患肢长度的能力。为此提出了机器人与人体患肢运动学模型关联的计算方法。... 详细信息

康复机器人能够按照指定轨迹稳定运行是康复过程安全性和有效性的重要保证,因此机器人末端位姿与人体患肢位姿应保持高度重合,同时康复机器人应具备适应不同人体患肢长度的能力。为此提出了机器人与人体患肢运动学模型关联的计算方法。对所设计的平卧式五自由度髋关节康复串联机器人建立了运动学数学模型。将人体下肢简化为四自由度两关节连杆,建立人体的运动学模型,根据人体下肢参数计算患肢末端位姿,并将其作为输入条件代入机器人运动学模型求解,得到机器人的关节变量对关节转动进行控制。以屈髋和内旋动作为例,应用SimMechanics进行仿真,得到的各关节角度与目标设定值一致,且机器人关节角度范围满足人体髋关节活动度的康复要求。分析了下肢长度测量误差对髋关节康复角度及位置的影响。结果表明当大腿长度占比测量偏差为0.5%,位置偏差小于6mm时,关节角度偏差小于1°。

关键词：髋关节康复机器人运动学分析仿真

远端侧-侧吻合冠脉搭桥术后血栓形成的数值模拟

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医用生物力学 2022年第3期37卷 403-409页

作者：付文宇乔爱科北京联合大学机器人学院北京100027 北京市智能机械创新设计服务工程技术研究中心北京100020 北京工业大学环境与生命学部北京100124

目的研究桥血管远端不同处理方式对其血栓生成的不同影响。方法针对远端侧-侧吻合(distal-end sideside anastomosis,DESSA)冠脉搭桥术,构建桥血管远端裁剪和不裁剪两种模型。使用生化反应的血液物质传输扩散模型,同时考虑血流动力学的... 详细信息

目的研究桥血管远端不同处理方式对其血栓生成的不同影响。方法针对远端侧-侧吻合(distal-end sideside anastomosis,DESSA)冠脉搭桥术,构建桥血管远端裁剪和不裁剪两种模型。使用生化反应的血液物质传输扩散模型,同时考虑血流动力学的切变率、流体滞留时间和血小板分布参数,评估血栓形成的可能性,使用数值模拟方法探讨DESSA冠脉搭桥中血栓生长。结果对于桥血管远端无裁剪处理的模型,血栓首先在桥血管远端内壁面上形成,随后向其内部生长,直至血栓占满大部分桥血管远端区域,血栓进入稳定状态,体积不再变化,生成血栓体积为15.051 mm^(3)。对于桥血管远端裁剪处理模型,生成血栓体积为7.352 mm^(3),同远端无裁剪模型相比,生成血栓体积减小51.2%。桥血管远端裁剪处理后,吻合口上方桥血管内壁上有血栓生成,壁厚约为0.16 mm,为桥血管半径的10.65%。上述两种术式中,桥血管远端区域形成多个漩涡流(流速小于10 mm/s),促进桥血管远端血栓形成;计算结果和临床报道的血栓形成区域相一致。结论临床DESSA冠脉搭桥术时,对桥血管远端进行裁剪处理,减小了桥血管生成血栓体积,但吻合口上方桥血管壁面生成血栓对冠脉搭桥术后影响还需进一步研究。

关键词：血栓远端侧-侧吻合标量对流扩散计算流体力学

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某汽车侧围生产线的改善及方案评价

现代制造工程 2018年第10期 31-36页

作者：张建程光李剑昭李迪陈秋媛陈天麟北京联合大学机电学院北京100020 北京市智能机械创新设计服务工程技术研究中心北京100020

运用3种工业工程常用技术对某汽车企业侧围外板生产线提出改善方案,为了比较3种技术对汽车生产线的改善效果,分别运用了逼近于理想解的方法和灰色关联度方法对改善方案进行评价,结果得出基础工业工程改善技术对汽车生产线的改善效果最理... 详细信息

运用3种工业工程常用技术对某汽车企业侧围外板生产线提出改善方案,为了比较3种技术对汽车生产线的改善效果,分别运用了逼近于理想解的方法和灰色关联度方法对改善方案进行评价,结果得出基础工业工程改善技术对汽车生产线的改善效果最理想,价值流分析技术其次,防错法技术最后。

关键词：汽车生产线工业工程方法方案评价

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齿轮疲劳特性小样本试验统计分析方法

机械传动 2016年第10期40卷 158-161页

作者：马勇杰程光刘欢北京市智能机械创新设计服务工程技术研究中心北京联合大学机电学院北京100020

利用STRONl603型电磁谐振疲劳试验机,采用双齿脉动加载法,对38Si Mn Mo调质齿轮试件进行了弯曲疲劳试验,在短寿命区采用4级恒定应力水平成组试验法,在长寿命区采用应力升降法,获得了齿轮弯曲疲劳寿命。对试验数据采用Monte-Carlo模拟法... 详细信息

利用STRONl603型电磁谐振疲劳试验机,采用双齿脉动加载法,对38Si Mn Mo调质齿轮试件进行了弯曲疲劳试验,在短寿命区采用4级恒定应力水平成组试验法,在长寿命区采用应力升降法,获得了齿轮弯曲疲劳寿命。对试验数据采用Monte-Carlo模拟法估计分位秩,再利用回归法得到了不同应力水平下的三参数威布尔分布参数及应力-寿命曲线,这套方法将为齿轮的弯曲疲劳试验数据的整理提供真实可靠的基础。

关键词：齿轮疲劳试验小样本威布尔分布Monte-Carlo

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基于ABAQUS的微细正交车铣加工切削力有限元模型及实验研究

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工具技术 2022年第6期56卷 40-46页

作者：刘冰冰刘伟王淑芳张建成北京市智能机械创新设计服务工程技术研究中心北京联合大学机器人学院北京市100020

基于微细正交车铣加工的切削力进行有限元建模,针对微细加工建立了材料本构模型,引入应变梯度理论,使模拟过程中的切削力更真实地反映实际加工过程;通过建立车削轴工件和铣削轴刀具均旋转的三维正交车铣模型增加了模型的真实性,利用ABA... 详细信息

基于微细正交车铣加工的切削力进行有限元建模,针对微细加工建立了材料本构模型,引入应变梯度理论,使模拟过程中的切削力更真实地反映实际加工过程;通过建立车削轴工件和铣削轴刀具均旋转的三维正交车铣模型增加了模型的真实性,利用ABAQUS有限元分析软件对微细车铣加工中的切削力进行建模,并设计了测试系统,验证了模型的有效性。对比分析理论模型和实验测试,结果表明,所建立的切削力仿真模型与实验结果基本吻合,可以利用此模型预测切削力、优化切削参数以及进行进一步的研究。

关键词：微细正交车铣应变梯度三维有限元仿真切削力模型