检索结果-南通市图书馆

作者：朱凯斌盐城工学院

学位级别：硕士

近年来我国的汽车保有量逐年增加,道路交通环境也变得愈加复杂。智能汽车正逐渐成为研究解决交通安全问题的热点,其中环境感知,作为智能汽车的关键组成部分,是无人驾驶系统进行后续决策和规划的重要基石。随着深度学习与传感器硬件技术... 详细信息

近年来我国的汽车保有量逐年增加,道路交通环境也变得愈加复杂。智能汽车正逐渐成为研究解决交通安全问题的热点,其中环境感知,作为智能汽车的关键组成部分,是无人驾驶系统进行后续决策和规划的重要基石。随着深度学习与传感器硬件技术的发展,车辆检测在环境感知已经获取了长足进步,但面对日益复杂的行车环境,单一传感器都有各自的检测缺陷,仅依靠某一传感器不能满足车辆的环境感知需求。因此,本文提出一种基于视觉与毫米波雷达融合的车辆检测方法,通过采用深度学习以及多传感器数据融合,以提高交通环境下车辆检测的准确性。具体研究内容如下:(1)基于深度学习的视觉目标检测。提出一种改进车辆检测算法,考虑目标检测速度和精度平衡,对YOLOv5s算法进行改进:融入CA注意力机制(Coordinate Attention)模块,以强化检测网络在具有密集对象的场景的目标辨识能力;引入Focal-EIOU Loss代替原始损失函数,以获得更加精确的框定位以及损失函数更快收敛。引入全维度动态卷积(Omni-dimensional Dynamic Convolution,ODConv),输入融合多个卷积核心,考虑多维关注,以提高对车辆特征的提取能力。测试结果表明,改进后的算法平均精度均值(mean average precision,m AP)提高了1.5%,有效改善了车辆目标检测能力。(2)基于毫米波雷达的目标检测。按照协议解析雷达信号,对通过设置距离和速度等条件进行初步筛选,去除了其中的无效目标信号,获得有效检测目标信息。利用生命周期法对初步筛选的雷达目标进行进一步管理,以获取雷达目标检测信息。通过毫米波雷达实车数据采集,对算法进行有效性验证,完成对毫米波雷达点云数据有效目标信息的获取。(3)摄像头与毫米波雷达信息融合。依据像素坐标系、雷达坐标系和世界坐标系的关系,进行摄像头和毫米波雷达的联合标定,将毫米波雷达的检测目标投影到像素坐标系上。根据两传感器的采样频率,设计时间同步算法,完成了时间融合。设计了一种基于交并比的检测目标分段融合方式,进行雷达目标和视觉目标的关联,输出融合后的检测信息。(4)实验平台搭建及实验验证。设计搭建视觉与毫米波雷达融合系统的实验软硬件框架,在白天与夜晚分别进行实车实验。实验结果表明,相较于单个传感器方案和其他融合方案,本文融合算法可以充分发挥不同传感器的检测优势,能够获得更全面和准确的信息。

关键词：环境感知深度学习毫米波雷达信息融合目标检测

不规则平面边界约束变位姿喷涂膜厚影响规律与调控

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不规则平面边界约束变位姿喷涂膜厚影响规律与调控

作者：颜斌盐城工学院

学位级别：硕士

机器人喷涂技术已广泛运用于汽车制造领域,并且随着科技发展被推广应用至航空、航天领域。虽然人工示教法是目前喷涂轨迹规划普遍采用的编程方法,但存在占用机器人工作时间、喷涂质量严重依赖于示教工人的技术水平、示教周期长等无法克... 详细信息

机器人喷涂技术已广泛运用于汽车制造领域,并且随着科技发展被推广应用至航空、航天领域。虽然人工示教法是目前喷涂轨迹规划普遍采用的编程方法,但存在占用机器人工作时间、喷涂质量严重依赖于示教工人的技术水平、示教周期长等无法克服的缺陷,该方法已明显无法适应目前航空航天领域多品种小批量制造模式下高标准敏捷制造的需求,已成为制约机器人喷涂技术在该领域规模化应用的瓶颈。而采用离线编程方法并对机器人喷涂轨迹进行优化,是实现产品表面高质高效省材喷涂的重要发展方向。本文针对边界形状不规则平面,基于边界约束喷枪变位姿喷涂方法,通过阐明相邻喷涂轨迹间曲率半径搭配对膜厚误差的影响规律,最终提出基于膜厚精度要求的不规则平面边界约束喷涂轨迹调控方法。最后通过实验验证的方法,以某工件喷涂为例,证明所提方法的可行有效。本文完成的主要工作如下:(1)针对边界形状不规则的平面变位姿成膜规律问题,本文运用函数解析的方法,通过考虑喷涂高度和喷涂倾角等喷涂位姿因素,结合喷涂轨迹曲率半径这一变量,基于抛物线模型建立静态变倾角喷涂涂层生长率模型。再结合积分,建立得圆弧路径上喷枪变位姿动态喷涂的涂层厚度模型。为之后的喷涂成膜规律研究奠定基础。(2)针对不同喷涂轨迹间的成膜规律问题,通过基于上述的圆弧路径上喷枪变位姿动态喷涂的涂层厚度模型,建立生成喷涂路径上两相邻喷涂路径间的涂层厚度叠加模型,研究不同比例喷涂轨迹曲率半径搭配对涂膜膜厚均匀性的影响规律,并针对喷涂涂层均匀性的要求,基于该规律提出喷涂轨迹曲率半径的调控算法。再对严格边界约束下的喷涂轨迹进形成的自由曲线进行圆弧拟合,形成近似轨迹曲率半径。接着依据上述的喷涂轨迹曲率半径的调控算法对该严格边界约束下的喷涂轨迹进行调控,得到更满足喷涂涂层均匀性要求的喷涂轨迹。(3)结合上述的喷涂轨迹曲率调控方法,选用一种边界曲率不规则的板材作为研究对象。通过实验的方法对其进行不同喷涂轨迹规划下的喷涂,并研究各喷涂效果。首先进行未考虑边界约束喷涂轨迹下的喷涂,其次进行严格边界约束下轨迹规划的喷涂,并结合该轨迹规划得到的喷涂轨迹,结合(2)中的轨迹调控方法进行喷涂轨迹曲率半径的调控,得到调控后的喷涂轨迹并进行喷涂。通过完成这三种喷涂轨迹情况下的喷涂实验,得到相应的实验结果并对比分析,可以得到,调控喷涂轨迹曲率半径的方法与严格边界约束相比,喷涂涂层均匀性更好,能适应膜厚精度要求,且与无边界约束的喷涂方法相比,喷涂时间能显著减少,能提高喷涂效率,减少涂料的浪费。本研究课题所提出的喷涂轨迹曲率半径的调控办法可行有效,在减少涂料浪费提高喷涂效率的同时,实现了涂层均匀性的有效提升,为进一步实现复杂面高效、高质喷涂轨迹规划提供了一种新途径。

关键词：不规则平面边界约束喷涂轨迹曲率半径调控算法参数优化

基于移动机器人的螺钉拆卸目标识别与定位方法研究

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基于移动机器人的螺钉拆卸目标识别与定位方法研究

作者：窦同旭盐城工学院

学位级别：硕士

为保障我国高速动车的安全运行,动车需要定期做全面的安全检测。在检测过程中,为了能全面检测到动车的每个零部件,就必须要将转向架轴端螺钉拆卸下来。由于螺钉数量巨大,人工拆卸螺钉存在耗时长、工作量大等问题。因此,本文提出了一种... 详细信息

为保障我国高速动车的安全运行,动车需要定期做全面的安全检测。在检测过程中,为了能全面检测到动车的每个零部件,就必须要将转向架轴端螺钉拆卸下来。由于螺钉数量巨大,人工拆卸螺钉存在耗时长、工作量大等问题。因此,本文提出了一种基于移动机器人的高铁轴端螺钉拆卸目标识别与定位方法,详细研究了轴端螺钉的识别、筛选与定位,最后构建了一套移动机器人用来进行螺钉拆卸。本文完成的主要工作内容如下。(1)根据基于深度学习算法的研究,分析螺钉识别定位技术难点,本文在动车检修段和实验室内进行了高铁动车轴端螺钉的图像采集工作。并且采用了数据增强算法,使训练数据模拟各种场景和变化,充分考虑了数据多样性、质量、标注准确性等,以确保数据集完整性和可靠性。最终选择Label Img工具进行图像标注,保证标注准确性和符合YOLO格式,从而构建了一个包含3500张图像的高铁轴端螺钉数据集。(2)针对YOLOv5算法在模糊、遮挡、重叠和大角度等复杂场景下识别螺钉存在识别率不佳的问题,本文在YOLOv5s的基础上进行了深入改进,设计了YOLO-ADOP螺钉检测模型。首先,引入P2检测分支、剔除P5检测分支,以加强模型对小目标的检测能力,同时也尽可能减少训练中的误差。其次,通过对检测层进行解耦,将分类任务与回归任务分开处理,并设计了解耦头结合辅助训练头相结合的预测头。最后,采用EIOU优化损失函数,并使用OTA改进标签分配策略。这一系列改进使得YOLO-ADOP在AP(平均精度)和m AP(平均精度均值)上分别提升了6.90%和5.74%,达到了89.10%和73.75%,同时检测速度能够达到90张每秒。(3)由于高铁轴端处的螺钉在外形上具有极强的相似性,因而识别算法无法有效区分不同连接作用的同种螺钉。针对这一问题,本文根据目标螺钉和非目标螺钉与轴端盖之间的距离关系,设计出用于划分螺钉的功能筛选器,从而能根据每个螺钉的功能进行选择性的拆卸,真正实现了智能化拆卸。再者,针对YOLO-ADOP算法定位存在误差问题,本文在螺钉筛选步骤后,进一步采用了OpenCV库中的腐蚀、膨胀、求最小外接圆等一系列方法对单颗螺钉图像进行精定位。实验结果显示,采用精定位算法能够将定位误差控制在4个像素内,这一误差远远小于使用YOLO-ADOP算法定位时出现的15个像素的误差范围,定位精度提升了73.33%,证明了精定位算法的优越性。(4)针对螺钉拆卸的应用场景,本文对AGV小车、机械臂、相机和拆卸工具等关键部件进行选型,从而搭建出移动拆卸机器人。为了简化算法运行过程和凸显定位结果,本文使用QT Desinger设计制作了定位拆卸系统界面,并与定位算法实现连接。借助实验室搭建的轴端模型和移动机器人,测试系统得出的螺钉定位结果,结果表明定位算法具有极高的准确性,能够出色的完成拆卸任务。本论文致力于探索基于移动机器人的螺钉拆卸目标识别与定位方法,该方法融合了深度学习算法与机器人应用技术。经过实验验证,该方法展现出较为显著的螺钉识别效果与定位精度,在螺钉拆卸任务中表现出精准可靠的性能,呈现出广泛的应用价值。此方法不仅适用于高铁轴端螺钉拆卸,而且在稍作调整后,可应用于各类工厂中的螺钉拆卸任务,对于推动工业自动化进程具有重要的意义。

关键词：目标检测 YOLO-ADOP 移动机械臂螺钉智能化拆卸

基于多谐振器组合结构的毫米波宽频/双频带天线研究与设计

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基于多谐振器组合结构的毫米波宽频/双频带天线研究与设计

作者：张杰迩盐城工学院

学位级别：硕士

随着第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology,5G）的逐步部署以及第六代移动通信技术的着手研发,物联网进入了高速发展时期。而“人与人互连”向“万物互连”的转变带来的海量接入终端以及极高的数据接入... 详细信息

随着第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology,5G）的逐步部署以及第六代移动通信技术的着手研发,物联网进入了高速发展时期。而“人与人互连”向“万物互连”的转变带来的海量接入终端以及极高的数据接入速率将会使目前有限的微波频谱资源难于应对。为了缓解这一问题,5G前所未有地引入了毫米波频段。从终端天线的角度来看,一方面,世界范围内授权的5G毫米波频段为n257（26.5-29.5 GHz）、n258（24.25-27.5 GHz）、n260（37.0-40.0 GHz）和n261（27.5-28.35 GHz）,这些频段覆盖范围较广,毫米波天线的带宽需对这些频段进行同时覆盖;另一方面,毫米波天线由于穿透性较弱,往往需要以波束扫描相控阵列的形式进行设计。而为了保证波束扫描的角度与性能,天线单元之间需要保持大约半个波长（λ）的间距,这就对天线单元的尺寸提出了限制。本文提出的多谐振器结构方案能够在同一空间下集成多种谐振结构,在保证在拥有紧凑平面尺寸的前提下实现5G毫米波全频段的带宽覆盖。为此,本文围绕基于多谐振器结构的毫米波宽频/双频天线进行了以下研究:1.提出了一种利用多谐振器组合结构的毫米波双频天线设计。该设计通过结合金属带条,堆叠金属贴片以及缝隙三个谐振器结构共产生了四个谐振模式。通过多谐振器结构,天线实现了24.3-30 GHz以及37-44.6 GHz的-10 d B带宽覆盖,同时,天线拥有紧凑的平面尺寸（0.36λ0×0.36λ0）以进行波束扫描阵列拓展设计。基于天线单元结构组建了1×4波束扫描阵列,仿真结果显示,天线阵列拥有24.6-30 GHz以及37-40.5 GHz的-10 dB带宽覆盖,能够支持5G毫米波全频带双频工作,该波束扫描阵列在28 GHz与38 GHz有着±30°与±35°的波束扫描能力,在5G毫米波天线设计中有着一定的应用潜力。2.提出了一种基于结构复用方案的共口径天线,该天线可以同时适用于5G毫米波全频段以及车联网通信专用频段工作。通过在多谐振器5G毫米波双频天线阵列的顶层基片的上表面设计了一种金属腔体结构,可以有效的提升毫米波天线的增益与波束扫描角度;该金属腔体同时可以作为微波天线工作于车联网通信专用频段,在车联网通信频段取得了5.86-6.03 GHz的带宽覆盖,在带宽范围内拥有5.9-8.03 d Bi的增益。该设计能够在支持大角度波束扫描的同时实现5G毫米波全频段双频覆盖,且能够复用作车联网通信天线,因此拥有较高的价值。3.提出了一种基于多谐振器组合结构,应用于毫米波频段的宽频天线设计,该设计通过结合馈电缝隙,介质以及金属环贴片三个谐振器结构共产生了四个谐振模式,通过多谐振器结构,天线实现了24-45.5 GHz的-10 d B带宽覆盖,该天线作为一款基片集成介质谐振器天线设计,不仅相较于金属类天线拥有更高的效率。该设计作为目前世界范围内已知的首款通过介质谐振器来实现5G毫米波全频带宽频覆盖波束扫描天线阵列设计,在毫米波天线设计方面有着较高的价值。

关键词：毫米波共口径波束扫描阵列金属微带天线介质谐振器天线

基于阿魏酰低聚糖美拉德产物的益生菌载体构建及其功效研究

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基于阿魏酰低聚糖美拉德产物的益生菌载体构建及其功效研究

作者：张译文盐城工学院

学位级别：硕士

益生菌补剂因其可有效治疗人体中诸如乳糖不耐症、便秘等疾病而倍受关注。而益生菌类补剂需在人体内达到最低活菌浓度（6 lg CFU/m L）才能发挥其活性,但外界因素（温度、机械损伤等）制约着其发挥应有的作用。因此,构建保护益生菌的高... 详细信息

益生菌补剂因其可有效治疗人体中诸如乳糖不耐症、便秘等疾病而倍受关注。而益生菌类补剂需在人体内达到最低活菌浓度（6 lg CFU/m L）才能发挥其活性,但外界因素（温度、机械损伤等）制约着其发挥应有的作用。因此,构建保护益生菌的高效递送系统迫在眉睫。目前以微胶囊化途径保护益生菌已为研究热点。美拉德反应生成的美拉德产物（Maillard products,MRPs）因其促膜性、抗氧化性等活性,被用作保护益生菌的重要包封剂。但美拉德反应又因其产生晚期终末糖基化产物（Advanced glycation end products,AGEs）而应用受限。故本课题通过高温蒸煮配合草酸降解麦麸制备阿魏酰低聚糖（Feruloyl oligosaccharides,FOs）,构建FOs与乳清分离蛋白（Whey protein isolate,WPI）的美拉德体系以期制备出褐变强度较低的MRPs,并对其生理活性及其作为乳酸乳球菌（Lactococcus lactis,***）的包封剂的实际作用进行研究,为提高益生菌稳定性提供理论依据,本课题研究结果总结如下:（1）麦麸FOs的制备、纯化及结构表征:麦麸FOs制备最佳工艺为蒸煮料液比1:14、添加的草酸浓度0.8%、蒸煮时间30 min、蒸煮温度及压力121℃0.1 MPa,以此法制备的FOs提取液再经超纳滤组件和大孔树脂纯化后,提取液中FOs浓度为3.59×10 mmol/g,总糖含量为749.6±28.91 mg/g（74.96±2.89%）,平均聚合度为4.43。对纯化后的FOs抗氧化研究表明,FOs具有强于FA的ABTS、DPPH及羟自由基清除能力,且还原力强于FA,但其抗氧化功效稍弱于VC。傅里叶红外光谱和紫外光谱结果均证明本章所制产品符合低聚糖特征且内含酯化的FA。（2）MRPs的制备、表征及其活性研究:通过对反应体系p H、温度、中间产物含量、褐变强度等指标的筛选得到最优MRPs制备工艺为p H 8.0 90℃,反应时间90 min。FOs有效降低了美拉德反应的褐变强度。傅里叶红外光谱结果中官能团特征峰的偏移和增强表明WPI与低聚糖成功接枝。SDS-PAGE技术监测到WPI-XOS组的中间产物生成和FOs的加入抑制中间产物生成的现象。抗氧化能力研究结果显示,WPI-FOs组拥有强于WPI-XOS组和WPIH组的抗氧化能力,且在抑制致病菌生长方面WPI-FOs组显著强于WPI-XOS组和低聚糖组（P生菌嵌入型载体构建、表征及稳定性测定:通过对MRPs凝胶化条件的工艺优化选取WPI与低聚糖的90 min MRPs作为***包封剂。在SEM图像中,***呈现卵圆形,而其微胶囊为不规则颗粒状。此外,颗粒表面的卵圆状凸起表明***被成功包封,且包封率最高为79.13±2.03%。三种微胶囊的粒径均在25μm左右。对微胶囊化后***的稳定性（热稳定性、机械离心力稳定性、储藏稳定性、消化稳定性）的研究显示,三种包封剂均显著提升了***在加工及消化后的活菌浓度（P<0.05）,使其均高于6 lg CFU/m L,其中MRPs包封剂对***消化保护作用稍强于乳清分离蛋白加热物（WPIH）包封剂。

关键词：美拉德反应抗消化性包封抑制糖基化益生菌

光氧化还原钴协同催化炔烃与联烯的还原偶联反应

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光氧化还原钴协同催化炔烃与联烯的还原偶联反应

作者：任行宇盐城工学院

学位级别：硕士

1,4-二烯类结构骨架广泛存在于药物分子中,其合成方法引起了许多研究者的兴趣。传统的1,4-二烯化合物的合成方法存在着经济性、安全性、环保性等方面的问题。因此,发展新的催化体系合成1,4-二烯化合物具有十分重要的意义和应用前景。本... 详细信息

1,4-二烯类结构骨架广泛存在于药物分子中,其合成方法引起了许多研究者的兴趣。传统的1,4-二烯化合物的合成方法存在着经济性、安全性、环保性等方面的问题。因此,发展新的催化体系合成1,4-二烯化合物具有十分重要的意义和应用前景。本论文基于可见光光致氧化还原与过渡金属协同催化策略,围绕炔烃与联烯的选择性还原偶联反应,以实现1,4-二烯化合物的高效合成为目标展开研究。本论文的研究内容如下:以联烯与炔烃为原料,使用可见光光致氧化还原/钴协同催化策略,实现了联烯与炔烃的还原偶联反应。该反应在蓝光LED照射下,以2,4,5,6-四（9-咔唑基）-间苯二腈（4Cz IPN）作光敏剂,4,6-双（二苯基膦基）-10H-吩噁嗪（Ni Xantphos）作配体,HO和DIPEA作为氢源,室温下即可以简单高效的合成1,4-二烯化合物。通过选择不同的溶剂,反应可以立体选择性实现（Z,E）-和（E,E）-1,4-二烯化合物的合成,具有良好的区域选择性和立体选择性。机理研究和DFT理论计算表明,该反应经过了钴杂五元环戊烯中间体的质解过程,并通过光催化的能量转移过程实现（E,E）-1,4-二烯异构化为（Z,E）-1,4-二烯。

关键词：光氧化还原金属协同催化钴催化还原偶联炔烃联烯

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基于机器视觉的实木板材缺陷检测系统研究

基于机器视觉的实木板材缺陷检测系统研究

作者：殷少帅盐城工学院

学位级别：硕士

随着经济的发展,我国对木材的需求量不断增加,对木材加工和板材品质的要求也不断提高。由于板材缺陷类型繁多、背景纹理复杂,导致目前基于传统方法的板材缺陷检测效率低、成本高和可靠性差等问题。因此,本研究提出了一种基于机器视觉结... 详细信息

随着经济的发展,我国对木材的需求量不断增加,对木材加工和板材品质的要求也不断提高。由于板材缺陷类型繁多、背景纹理复杂,导致目前基于传统方法的板材缺陷检测效率低、成本高和可靠性差等问题。因此,本研究提出了一种基于机器视觉结合深度学习算法的板材缺陷检测方法,该方法不仅能实现板材缺陷快速高效的检测,而且对推动木材产业向智能化方向发展具有深远的意义。本研究主要工作与创新如下:（1）针对板材缺陷的检测准确率低、效率差等问题,提出了一种基于改进YOLOv7-Tiny的板材表面缺陷检测算法。首先,使用归一化Wasserstein距离的度量方法改进损失函数,提升模型对小目标的检测能力;其次,使用多样化分支模块改进ELAN模块,并用于backbone的P2层和P5层,提升模型的特征提提取能力;最后,对Neck部分进行轻量化,使用GSConv降低计算成本,并使用Vo V-GSCSP模块来加速推理。结果表明,改进后得到的NDG-YOLOv7-Tiny模型的m AP值为93.9%,比原模型提高了3.8%,参数量和计算量分别比原模型减少了8.1%和10%;对比Faster RCNN、SSD和YOLOv5s模型,m AP分别提高了6.7%、6.1%和3.3%,模型参数量分别减少了86.6%、86.5%和21.3%。（2）针对板材缺陷图像类别不均衡、数据量少和采集困难等问题,提出了一种基于改进Cycle GAN的数据增强算法。通过改进生成器和判别器,提升CycleGAN的图像生成能力,并将生成的多类板材缺陷图像与其它数据集进行整合,制作成多类板材缺陷数据集Multi-Class Wood Defect Dataset。通过对生成图像的主客观评价与实验对比,验证了改进Cycle GAN算法的有效性。（3）提出了一种基于PCNDG-YOLOv7-Tiny的板材表面缺陷检测算法。通过对NDG-YOLOv7-Tiny使用多类板材缺陷数据集进行训练,得到检测能力进一步提升的CNDG-YOLOv7-Tiny模型,再对得到的模型进行稀疏训练和通道剪枝,减少模型参数量和提升模型的检测速度。结果表明,PCNDG-YOLOv7-Tiny的m AP为94.3%,高于原始YOLOv7-Tiny模型4.31%,低于CNDG-YOLOv7-Tiny模型0.84%,但检测速度提高了51.4%。（4）设计并应用了视觉检测系统平台。通过平台整体设计,硬件选型与搭建,采用Qt软件进行可视化平台开发以及结合深度学习算法,完成了机器视觉板材缺陷检测系统。

关键词：实木板材缺陷检测深度学习机器视觉

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基于卷积神经网络的水稻田杂草识别技术研究

基于卷积神经网络的水稻田杂草识别技术研究

作者：王志成盐城工学院

学位级别：硕士

随着现代农业的不断发展,精准化除草已成为行业的重点需求,但复杂田间环境制约了该技术的发展,目前的杂草识别技术无法精确检测行株间杂草。本文基于YOLO V5、烟花爆炸和Goog Le Net的算法技术,以幼苗期至分蘖期的水稻和九种杂草为研究... 详细信息

随着现代农业的不断发展,精准化除草已成为行业的重点需求,但复杂田间环境制约了该技术的发展,目前的杂草识别技术无法精确检测行株间杂草。本文基于YOLO V5、烟花爆炸和Goog Le Net的算法技术,以幼苗期至分蘖期的水稻和九种杂草为研究对象。通过预处理(包括图像增强、灰度化和中值滤波)、特征提取(包括颜色特征、形态特征和纹理特征)和特征融合,建立卷积神经网络识别模型,对比各算法的水稻和杂草识别率。主要研究内容如下:(1)构建实地样本数据集及图像预处理本文样本采集于江苏省淮海农场水稻试验田,拍摄了11966张田间图像,搭建了目标识别试验装置;通过对数据集进行标注、图像增强、图像灰度化及图像滤波的预处理方式加强数据集的可读性,建立了包含9种杂草和水稻的混合图像数据集,并将数据集扩充至24313张,以达到大样本数据集的要求。(2)基于多特征的特征融合探究与迁移学习利用HSV系统,划分色值区间维度,提取了水稻和杂草的一阶、二阶和三阶颜色矩特征参数值;利用几何学的形态特征,采用8-邻域边界跟踪法,提取了绝对值特征和无量纲相对值特征参数值;利用灰度共生矩阵,以sobel算子操作,进行灰度与梯度归一变换,提取了能量、惯性、混合熵特征参数值;对比水稻和杂草在颜色、形态和纹理上的特征参数值,分析出水稻和九种杂草的具体区别差异性;基于SVM和D-S证据理论,对单一特征进行初步识别,根据分类决策规则确定融合识别结果,并建立了水稻田杂草识别迁移学习模型。(3)三种典型神经网络算法的对比试验与验证本文为验证模型识别效果,在YOLO V5算法输入端采用了Mosaic数据增强技术,在烟花爆炸算法构建二维质心坐标数据集合,通过Matlab软件进行横向分割,在Goog Le Net中改进浅、中层的Inception结构,引入Leaky-Re LU激活函数改进深层的Inception结构,按照识别准确率、识别速度、模型大小优先级顺序对模型综合评估,得出识别准确率最高和识别速度最快的算法模型。经过选取数据集,与预训练模型前的模型准确率进行对比,验证特征参数提取和融合的可靠性。本研究基于卷积神经网络的水稻田杂草识别技术,通过特征参数提取、融合和迁移学习,对比了YOLO V5、烟花爆炸和Goog Le Net模型的杂草识别准确率和速度,在验证集上的准确率分别可达到96.7%,94.2%,95.9%,提高了模型的识别准确率和泛化能力,为智慧农业的发展和应用提供了有益的参考。

关键词：神经网络稻田杂草特征融合识别技术

光固化3D打印氮化硅陶瓷浆料的可控制备及性能研究

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光固化3D打印氮化硅陶瓷浆料的可控制备及性能研究

作者：陈英杰盐城工学院

学位级别：硕士

氮化硅（Silicon Nitride,SiN）具有高温稳定性、生物相容性以及高硬度耐摩擦等优点,广泛应用于航天航空、生物医疗、汽车工业等领域。然而,SiN陶瓷存在吸光度强、折射率大等问题,导致制备的浆料固化性能弱、流变性能差,限制了光固化3D... 详细信息

氮化硅（Silicon Nitride,SiN）具有高温稳定性、生物相容性以及高硬度耐摩擦等优点,广泛应用于航天航空、生物医疗、汽车工业等领域。然而,SiN陶瓷存在吸光度强、折射率大等问题,导致制备的浆料固化性能弱、流变性能差,限制了光固化3D打印SiN陶瓷技术的应用。本文研究了SiN粉体的氧化预处理和硅烷偶联剂改性对浆料流变性能、固化性能的影响规律,探讨了树脂的种类与配比、不同分散剂和光引发剂的种类与用量对陶瓷浆料的作用机理,为制备高固相含量、低粘度的SiN陶瓷浆料提供可参考的基础数据,揭示了不同脱脂烧结工艺对SiN陶瓷力学性能和致密度的影响机理,得出以下结论:（1）研究了SiN粉体的氧化预处理和硅烷偶联剂改性对浆料流变性能、固化性能的影响。结果发现:SiN陶瓷粉末在流通的空气中氧化效果最佳,粉体表面生成Si O薄层,折射率明显下降;经过1200℃氧化并球磨3 h后制备的陶瓷浆料的黏度下降16.5%,固化深度提升88.7%。经过1200℃氧化预处理和硅烷偶联剂KH550改性之后的SiN粉体制备的浆料比原始粉末制备的浆料固化深度提高56.5%,黏度降低20.7%。（2）研究了不同官能团树脂复配、不同分散剂、光引发剂的含量对浆料的作用机理。当HDDA与PPTTA树脂进行5:1复配时,浆料在47.8 rpm(剪切速率30)转速时,黏度仅为129.9 mPa（20 vol.%）。添加2.5 wt.%的DS-195H分散剂和3 wt.%的819光引发剂,成功配置了固相含量44 vol.%、黏度为6.65 Pa(剪切速率30)、固化深度为162μm（激光功率1200 mW）的SiN陶瓷浆料。（3）建立了SiN陶瓷浆料的折射率与固化深度的关系式,研究结果显示,浆料性能的改变和打印参数的调整直接改变了SiN陶瓷浆料的折射率。基于以上研究结果,获得了优化的SiN表面改性工艺和SiN浆料配方,成功制备了固化性能优异、黏度低、固相含量为44 vol.%的SiN陶瓷浆料,设置光固化参数的切片厚度40μm,激光打印功率1200 m W,扫描宽度0.1,实体速度1000 mm/s,成功打印了尺寸精度高、表面质量好、形状复杂的SiN陶瓷零件。（4）研究了在不同气氛环境以及升温速率对陶瓷生坯脱脂的影响,实验结果表明在N环境下主要以0.2℃/min升温速率效果最佳。再在空气环境下除去残余碳元素,并使用5 wt.%的YO和3 wt.%的MgO作为烧结助剂,在5 MPa氮气压力下再次经过1800℃高温烧结后,SiN陶瓷制品的致密度从87%提升至94%,三点弯曲强度达到426.5 MPa。

关键词： Si3N4陶瓷浆料增材制造流变性能固化性能力学性能

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车用钠离子电池性能及容量衰退机理研究

车用钠离子电池性能及容量衰退机理研究

作者：荣文毅盐城工学院

学位级别：硕士

随着电动车的飞速发展,储技术也在大幅进步。目前电动车领域最受欢迎的储能方式是锂离子电池。因锂离子电池的大量制造与使用,锂资源储量少且分布不均的缺点日益显现,此时,与之同属于摇椅式电池的钠离子电池的成本优势便体现出来。对于... 详细信息

随着电动车的飞速发展,储技术也在大幅进步。目前电动车领域最受欢迎的储能方式是锂离子电池。因锂离子电池的大量制造与使用,锂资源储量少且分布不均的缺点日益显现,此时,与之同属于摇椅式电池的钠离子电池的成本优势便体现出来。对于一种新的车用电池体系而言,满足车用工况下的使用条件尤为重要,而这是目前的研究较少提及的。为此,本文依托实验测试手段,对钠离子电池电化学性能和安全性能进行分析评估;进一步地,对电池在测试中发生容量衰退的主要原因进行分析;并且,针对电池正极主材因保管不善在空气中易失效的问题,探究其在空气中不稳定性的原因,确定其失效机理;通过相应表面修饰手段,对空气失效后的材料进行修饰处理和性能测试。主要工作内容和结论如下:（1）为分析钠离子电池的具体性能表现,本文以O3型Na NiFeMnO（NFM）为正极材料,采用硬碳（HC）为匹配负极材料,制作NFM/HC体系叠片式软包钠离子电池,该电池表现出优异的倍率放电能力和低温放电能力,其在10C倍率下表现出84.43%的高放电容量保持率,在极低温度（-30℃）的环境中,0.5 C倍率下的放电容量保持率高达86.66%。该电池安全性能通过常规车用电源安全测试标准,安全性能良好。（2）对不同工况下发生容量衰退的NFM/HC电池进行“表观—无损—拆解—微观”的容量衰退机理研究。在高温工况下,该体系钠离子电池循环容量衰退的主要原因是活性离子损失,电解液体系的不稳定性导致活性离子被大量消耗,导致容量衰退。在高倍率工况下,该电池容量衰退的主要原因为正极材料大量的不可逆相变,在相变过程中杂原子掺入Na的位点,导致Na脱嵌位点的缺失,进而引发容量电池容量衰退。（3）实际生产中的NFM材料易自发失效进而造成电池容量衰退,本文通过电化学性能测试和理化性质表征手段,明确Na NiFeMnO材料在空气中的老化主要原因是吸水潮解,造成活性Na损失的同时还降低了材料的导电性,而潮解的产物NaCO会进一步破坏电池内部环境,造成电池性能的急剧衰退。（4）基于对上述NFM空气失效机理的研究,本文通过碳复合和酸洗法对空气失效后的Na NiFeMnO进行表面修饰,改性后的NFM不仅恢复了初始材料的大部分容量,更表现出比初始材料更加优异的长循环性能和倍率充放电性能,具有更低的阻抗以及循环稳定性。

关键词：钠离子电池 O3型层状氧化物容量衰退空气失效机理性能恢复