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基于深度学习图像特征的动态环境视觉SLAM方法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 156-163页

作者：刘冬于涛丛明杜宇大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024 大连交通大学机械工程学院辽宁大连116028

针对传统的视觉同时定位与地图构建(SLAM)算法依赖的特征提取方法多为人为设计的图像特征,存在动态物体、光照条件改变等动态情形不够稳定,容易产生丢失跟踪的问题,提出了一种基于深度学习的、稳定的、实时的图像特征提取与匹配方法.对... 详细信息

针对传统的视觉同时定位与地图构建(SLAM)算法依赖的特征提取方法多为人为设计的图像特征,存在动态物体、光照条件改变等动态情形不够稳定,容易产生丢失跟踪的问题,提出了一种基于深度学习的、稳定的、实时的图像特征提取与匹配方法.对带有注意力机制的神经网络模型通过多任务蒸馏训练的方式进行训练,实现面向光线条件剧烈改变的场景特征提取与匹配,并且基于全局特征与局部特征,提出基于分级特征的重定位方法,提高系统整体的精度与稳定性,同时具有实时性.在同一场景不同光照角度的图像对上与Superpoint特征进行特征提取匹配对比测试,并且在TUM数据集上与ORB SLAM2及GCN SLAM进行定位精度对比测试,结果表明:所提出的方法能够在光照条件剧烈改变情况下提取足够稳定的特征,并且在fr3/sitting_static与fr3/walking_static上表现优于其他两种方法,轨迹均方根误差为6.131 mm和124.493 mm.最后在真实室内环境下进行了稀疏建图,并且验证了改进的重定位方法的有效性.

关键词：视觉同时定位与地图构建(SLAM) 深度学习注意力多任务蒸馏特征提取

纳米SiO掺杂协同等离子体氟化改性纤维素绝缘纸

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中国电机工程学报 2024年

作者：姜楠李志阳孙新怡秦亮李杰大连理工大学电气工程学院

该文提出一种纳米SiO2粒子掺杂联合等离子体氟化协同改性纤维素绝缘纸的方法。利用扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线光谱仪（EDS）对绝缘纸的氟化改性效果进行了表征。研究了SiO2粒子掺杂协同等离子体氟化改性对绝缘纸的绝缘性能... 详细信息

该文提出一种纳米SiO2粒子掺杂联合等离子体氟化协同改性纤维素绝缘纸的方法。利用扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线光谱仪（EDS）对绝缘纸的氟化改性效果进行了表征。研究了SiO2粒子掺杂协同等离子体氟化改性对绝缘纸的绝缘性能、机械性能、疏水性能及热老化性能的影响。通过构建分子动力学模型，进一步揭示了协同改性方法对绝缘纸性能提升的作用机制。研究结果表明，纳米SiO2粒子掺杂协同等离子体氟化改性可有效限制载流子的运动，显著提升了绝缘纸的绝缘性能，绝缘纸的击穿场强和体积电阻率与未改性相比分别提高了109.2%和134.9%。协同改性处理后，绝缘纸表面接枝了大量含氟基团，进而增强了其表面疏水性；同时，含氟基团与纳米SiO2间形成的氢键强化了纳米SiO2与绝缘纸的桥接作用，从而有效提升了绝缘纸的热老化性能。

关键词：纳米粒子掺杂等离子体氟化绝缘性能热老化性能分子动力学模拟

基于POD热网络模型的SiC MOSFET浪涌安全工作区评估

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中国电机工程学报 2024年

作者：赵耀刘征王志强王进君李国锋大连理工大学电气工程学院

碳化硅（silicon carbide，SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor，MOSFET)在实际运行中通常会面临浪涌极端工况，导致器件失效。浪涌安全工作区（safe operating area， SOA）是衡量其可靠性的重要指标。目前浪涌SOA的评估需要多次破坏性实验，成本高昂。为此，本文提出一种SiC MOSFET器件浪涌SOA的低成本评估方法。首先建立SiC MOSFET温度计算有限元模型，利用特征正交分解（proper orthogonal decomposition，POD）算法降低有限元模型阶数形成降阶模型，并基于降阶模型建立SiC MOSFET器件的热网络模型，同时考虑器件温度对热网络模型参数的非线性影响。其次，建立SiC MOSFET体二极管的电路模型，与热网络模型关联形成电热耦合模型。之后，基于电热耦合模型构造不同浪涌工况与SiC MOSFET器件温度的数据集，并引入Kriging代理模型揭示工况与器件温度的映射关系，实现SiC MOSFET器件浪涌SOA的快速评估。最后通过破坏性测试验证所提浪涌SOA评估方法的有效性。

关键词： SiC MOSFET 浪涌极端工况热网络安全工作区

考虑热网惯性的热电联产机组短时功率灵活性评估方法

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电网技术 2024年

作者：尹振斌张忠雷雨晴刘玥大连理工大学电气工程学院

多能耦合发电设备灵活性的量化建模与利用，可有效应对新能源出力不确定性对电力系统运行的影响。针对电热综合能源系统，提出热电机组短时功率灵活性评估方法，评估热电机组各类功率调节灵活性。首先，搭建了热力系统模型，包括热网水... 详细信息

多能耦合发电设备灵活性的量化建模与利用，可有效应对新能源出力不确定性对电力系统运行的影响。针对电热综合能源系统，提出热电机组短时功率灵活性评估方法，评估热电机组各类功率调节灵活性。首先，搭建了热力系统模型，包括热网水力、热力和热负荷模型；然后，考虑热电机组不同时间尺度灵活性释放量受不同类型运行边界影响，构建了机组热出力调节域模型，并根据多热源环状管网特点及建筑热惯性，构建了机组热出力调节域聚合模型，进而评估机组各类有功辅助服务的容量；最后，基于机组热出力调节域聚合模型，分析各类辅助服务容量间的制约机理，评估热电机组可同时预留多类辅助服务的容量。基于巴里岛28节点标准热力系统进行仿真分析，验证了所提方法的有效性。

关键词：电热综合能源系统热出力调节域短时功率灵活性建筑热惯性优化评估

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动态感受野的图像分割神经网络模型

计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：刘洋舒利明孔雨秋杨婉肖李英平孔程玉大连理工大学创新创业学院大连理工大学电子信息与电气工程学部大连理工大学机械工程学院

针对基于U-net的分割方法在医学图像分割领域存在的下采样阶段信息丢失，以及因固定尺寸卷积核带来的局部多尺度语义信息提取不足的问题，提出一种动态感受野的神经网络模型. 首先通过构建特征递进级联模块，获取编码器多尺度局部语... 详细信息

针对基于U-net的分割方法在医学图像分割领域存在的下采样阶段信息丢失，以及因固定尺寸卷积核带来的局部多尺度语义信息提取不足的问题，提出一种动态感受野的神经网络模型. 首先通过构建特征递进级联模块，获取编码器多尺度局部语义特征并将其赋值给解码器，提升模型解码阶段图像语义信息修复的效果; 然后设计局部视野偏移模块，增强固定尺寸卷积核提取视野内上下文语义信息的能力. 在ISIC2018和BUSI癌症图像分割数据集上的实验结果表明，所提模型的IoU指标达到83.92±0.26和70.45±1.70， Dice系数达到91.09±0.23和83.39±1.15，比现有的医学图像分割方法更优.

关键词：医学图像分割动态感受野特征递进级联局部视野偏移

电能量与辅助服务市场联合出清的电价耦合机理分析

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电力系统自动化 2024年

作者：刘玥张忠尹振斌孙长海大连理工大学电气工程学院

研究电能量与辅助服务市场电价间的耦合机理，有助于源、荷、储参与电能量和辅助服务市场，并形成较为透明的电能量与辅助服务市场电价机制，促进电能量与辅助市场的健康发展。为此提出了电能量与辅助服务市场联合出清模型与电价耦合机... 详细信息

研究电能量与辅助服务市场电价间的耦合机理，有助于源、荷、储参与电能量和辅助服务市场，并形成较为透明的电能量与辅助服务市场电价机制，促进电能量与辅助市场的健康发展。为此提出了电能量与辅助服务市场联合出清模型与电价耦合机理分析方法。首先，分析了荷、储类市场用户的能量与功率边界特征，建立了各类用户参与电能量与辅助市场的耦合约束模型；其次，构建了含源、荷、储参与的电能量与辅助服务市场联合出清模型；再次，基于对偶原理和KKT(KarushKuhn-Tucker)条件，提出了电能量与辅助服务市场耦合因子的概念与获取方法，揭示了多元市场间的耦合关系。最后，通过算例分析验证了所提出方法的有效性。

关键词：电力系统灵活性电力市场辅助服务联合出清边际电价

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面向6G多维扩展的新型多址接入技术综述

电子与信息学报 2024年第6期46卷 2323-2334页

作者：逄小玮蒋旭卢华兵赵楠大连理工大学信息与通信工程学院大连116024 哈尔滨工业大学(威海)信息科学与工程学院威海264209

随着移动通信技术的不断演进,第6代移动通信(6G)将实现从万物互联到万物智联的跨越,满足更高的数据需求和更广泛的应用场景。新型多址接入技术和多维扩展技术将在6G中协同发挥作用,为构建高效、智能、可靠的通信网络提供关键支持,满足... 详细信息

随着移动通信技术的不断演进,第6代移动通信(6G)将实现从万物互联到万物智联的跨越,满足更高的数据需求和更广泛的应用场景。新型多址接入技术和多维扩展技术将在6G中协同发挥作用,为构建高效、智能、可靠的通信网络提供关键支持,满足未来通信的多重需求。该文旨在探讨新型多址接入技术在6G多维扩展通信网络中的应用潜力。首先,该文对比了传统多址接入技术与6G潜在新型多址接入技术,并重点阐述了非正交多址接入技术在提升频谱效率和系统容量方面的优势。然后,详细介绍了卫星通信、无人机(UAV)通信和智能反射面(IRS)等多维扩展技术在6G场景下的优势。进一步,讨论了新型多址技术与卫星通信、UAV以及IRS相结合的优势及协同应用。最后,探讨了基于新型多址接入技术的多维扩展网络中的关键技术挑战,包括大规模多入多出技术、太赫兹技术、通感算一体化、用户信息安全、不完美信道状态信息(CSI)估计,同时对新型编码技术、人工智能和机器学习等研究方向进行了展望。

关键词： 6G移动通信多维扩展新型多址接入技术卫星通信无人机智能反射面

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基于动态进化图的行人轨迹预测

控制与决策 2024年第7期39卷 2345-2353页

作者：芈菁张旭秀闫涵大连交通大学自动化与电气工程学院辽宁大连116021 大连理工大学控制科学与工程学院辽宁大连116024

行人轨迹预测在自动驾驶和社交机器人等领域有着广泛的应用.对行人间复杂的交互关系进行有效建模是提高轨迹预测准确性的关键问题.然而,基于图神经网络的方法建模行人间的复杂交互时,存在行人间交互关系不会随着时间推移而改变,并且图... 详细信息

行人轨迹预测在自动驾驶和社交机器人等领域有着广泛的应用.对行人间复杂的交互关系进行有效建模是提高轨迹预测准确性的关键问题.然而,基于图神经网络的方法建模行人间的复杂交互时,存在行人间交互关系不会随着时间推移而改变,并且图模型无法自适应地调整网络参数,导致预测轨迹与真实轨迹偏差较大.为此,提出基于动态进化图的行人轨迹预测方法,设计动态特征更新(DFU)以定义行人间的动态特性,对行人间动态交互进行建模以构建时间域的网络动态性,提升对行人间复杂交互关系建模的能力.采用进化图卷积单元优化编码器,灵活进化图模型网络参数,增强图模型的自适应能力.研究结果表明,在预测8个时间步长下,与STGAT模型相比,所提出模型在两个公开数据集(ETH和UCY)上取得了更好的性能,平均位移误差降低12.26%,最终位移误差降低14.10%.

关键词：动态图进化图图卷积轨迹预测行人轨迹

类器官芯片在纳米药物递送系统研究中的应用及前景

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化工学报 2024年第4期75卷 1209-1221页

作者：杨玉维李敏要智颖孙沁林刘洋葛丹孙冰冰大连理工大学化工学院辽宁大连116081

类器官是源自人类干细胞、器官特异性祖细胞及分离肿瘤组织的自组装三维多细胞微型器官模型,可在体外重现器官的关键结构特征与生理机能。微流控芯片作为类器官的体外培养平台,为研究细胞在异质群体和微环境中的行为提供机会,因此,成为... 详细信息

类器官是源自人类干细胞、器官特异性祖细胞及分离肿瘤组织的自组装三维多细胞微型器官模型,可在体外重现器官的关键结构特征与生理机能。微流控芯片作为类器官的体外培养平台,为研究细胞在异质群体和微环境中的行为提供机会,因此,成为助力人类器官发育研究、疾病建模及药物筛选的强大工具。基于先进纳米技术构建的药物载体可以显著提升疾病治疗效果,是目前新药物研发和临床治疗的焦点。利用类器官芯片对纳米递送系统的安全性和有效性进行评估,不仅有助于了解药物递送载体与靶点微环境的相互作用机制,科学指导纳米载体的设计;也在患者个性化精准医疗领域具有应用价值。本文讨论了传统二维细胞模型以及动物模型评价纳米药物递送系统的局限性,分析了用类器官芯片作为体外评价平台的优势。在此基础上,总结了近年来类器官芯片在纳米药物递送领域的应用现状与发展方向,并对其前景进行了展望。

关键词：类器官芯片纳米材料药物递送组织工程学细胞生物学

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