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虚拟现实中眼动交互频率对视觉疲劳影响的研究

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图学学报 2024年第3期45卷 528-538页

作者：严家豪吕健侯宇康莫心祝贵州大学现代制造技术教育部重点实验室贵州贵阳550025

为探究虚拟现实(VR)中眼动交互频率的高低是否会引起用户视觉疲劳,本文选取了25名被试者,在VR房间进行了视觉疲劳实验,在0.2~1.6Hz范围内设置8个交互频率,每位被试者分别在每个频率下进行了20 min的实验。使用头戴式显示器(HMD)内置的... 详细信息

为探究虚拟现实(VR)中眼动交互频率的高低是否会引起用户视觉疲劳,本文选取了25名被试者,在VR房间进行了视觉疲劳实验,在0.2~1.6Hz范围内设置8个交互频率,每位被试者分别在每个频率下进行了20 min的实验。使用头戴式显示器(HMD)内置的眼动仪采集瞳孔直径数据和眨眼数据,将采集的数据进行线性插值处理和降噪处理。首先,使用五级疲劳量表记录被试者的主观评价,利用瞳孔直径的相对变化率反映疲劳程度。然后,使用Spearman相关性分析来探究视觉舒适度评分和眨眼频率之间的联系,再进行Kruskal-Wallis检验分析眨眼频率与交互频率的关系。最后,以VR中FAST馈源拆装机器人数字孪生系统为例验证该方法的可行性。实验结果表明,0.6Hz的瞳孔直径变化率最小,在-1.86%~2.26%之间浮动,是相对舒适的交互频率;视觉疲劳等级最高时的眨眼频率为52次/分;在频率范围为0.2~0.6Hz之间时,随着交互频率的减少,被试者的视觉疲劳程度在增加,在0.8~1.6Hz之间时,被试者的视觉疲劳程度随着交互频率的增加而增加,0.6 Hz时的眨眼频率最低;合适的眼动交互频率能够降低视觉疲劳的程度。

关键词：虚拟现实视觉疲劳眼动交互瞳孔直径眨眼频率

面向多维数据与随机噪声的无人机飞行数据异常检测方法

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中国惯性技术学报 2024年第7期32卷 733-742页

作者：李少波王岩杨磊张安思李传江贵州大学现代制造技术教育部重点实验室贵阳550025 贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室贵阳550025 贵州大学机械工程学院贵阳550025

针对当前无人机飞行数据异常检测方法中参数选择依赖专家知识的积累,异常检测类型单一的问题,提出了一种基于参数选择和数据重构的异常检测方法。首先,利用Spearman挖掘参数间的相关性,以去除冗余参数,完成飞行参数选择,减少对专家知识... 详细信息

针对当前无人机飞行数据异常检测方法中参数选择依赖专家知识的积累,异常检测类型单一的问题,提出了一种基于参数选择和数据重构的异常检测方法。首先,利用Spearman挖掘参数间的相关性,以去除冗余参数,完成飞行参数选择,减少对专家知识的依赖。其次设计了AE-LSTM模型,以无监督方式对选定参数进行重构,实现多类型异常数据检测。最后考虑到随机噪声的影响,引入了滤波器对残差进行平滑。利用真实无人机飞行数据进行验证,结果显示所提方法对三种异常类型检测的真阳率分别为98.04%、97.80%、98.00%,优于单类支持向量机、长短期记忆网络和自编码器,验证了所提方法对不同异常类型检测具有良好的鲁棒性和泛化能力。

关键词：无人机飞行数据异常检测参数选择数据重构无监督学习

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轻质隔声夹层板结构声振耦合拓扑优化

中南大学学报（自然科学版） 2024年第6期55卷 2273-2285页

作者：徐娇胡捷姚松李家春陶猛曹文康贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025 贵州大学现代制造技术教育部重点实验室贵州贵阳550025 中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075

为了满足夹层板结构轻质及隔声性能优化需求,提出了一种基于线性材料插值模型的三场浮动投影动力学拓扑优化方法,进行夹层板结构声振耦合拓扑优化设计。首先,结合混合位移/声压(u/p)有限元格式和线性材料插值模型,解决多场耦合界面依赖... 详细信息

为了满足夹层板结构轻质及隔声性能优化需求,提出了一种基于线性材料插值模型的三场浮动投影动力学拓扑优化方法,进行夹层板结构声振耦合拓扑优化设计。首先,结合混合位移/声压(u/p)有限元格式和线性材料插值模型,解决多场耦合界面依赖性问题和低密度区域局部模态问题;其次,面向三维轻质夹层板结构声振耦合特性,建立以隔声性能最大化为目标,轻量化体积分数为约束的优化范式;第三,依托阻抗管隔声性能试验场景,对三维夹层板结构有限元数值模型进行拓扑优化设计,并结合阻抗管试验验证方法的准确性和有效性;最后,将所得优化构型与常见夹层板构型的隔声性能进行对比。研究结果表明:采用所提方法可获得性能优越的新颖拓扑构型,1100~1300 Hz优化目标频段对应的优化目标隔声性能即传声损失总值从197.62 dB提升到205.09 dB,且数值仿真结果与试验结果吻合良好。在结构同等质量下,优化目标频段拓扑构型的隔声量性能优于常见开孔/闭孔矩形蜂窝状、蜘蛛网状夹层板结构的隔声量性能。

关键词：轻质夹层板结构声振耦合拓扑优化浮动投影函数隔声性能阻抗管隔声试验

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肌肉组织慢性损伤研究进展

科技导报 2024年第9期42卷 94-101页

作者：孙昊何玲刘丹贵州大学现代制造技术教育部重点实验室贵阳550025

长期重复性活动或不正确的姿势使肌肉承受持续应力,人体肌肉组织慢性损伤发病率高。围绕肌肉组织慢性损伤,综述了肌肉组织形态模型、生物物理模型、慢性损伤分析和数据采集方面的研究现状。肌肉形态模型主要基于线段、体积和曲面方法建... 详细信息

长期重复性活动或不正确的姿势使肌肉承受持续应力,人体肌肉组织慢性损伤发病率高。围绕肌肉组织慢性损伤,综述了肌肉组织形态模型、生物物理模型、慢性损伤分析和数据采集方面的研究现状。肌肉形态模型主要基于线段、体积和曲面方法建模,肌肉动态建模方法值得深入探索。肌肉生物物理特性以肌肉生物试验为基础,在准确描述肌肉群生物物理性能方面还需继续投入精力。肌肉慢性损伤模型主要以磁共振成像(MRI)数据为基础,借助仿真平台和算法进行模拟实验,在计算方法的简化和优化方面还可以继续加强。已有肌电仪、深度传感器等多种测量装备可用于肌肉变形和力等物理量的采集,数据与算法的融合方法还期待更多的创新。分析表明,研究肌肉组织的慢性损伤时,正确描述肌肉组织的形态和力学性质是确保得到准确结果的关键。

关键词：肌肉组织形态模型生物物理模型慢性损伤分析

基于中文文本相似度评估的情感勒索话语检测系统

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计算机应用研究 2024年

作者：林文晟杨观赐钟世昊贵州大学现代制造技术教育部重点实验室

情感勒索是通过情感压力迫使周围人听从自己要求的交流方式，容易导致对方的负面情绪甚至心理问题从而影响交流效果。为了检测日常交流场景下的情感勒索话语进而改善交流效果，开发了基于中文文本相似度评估的情感勒索话语检测系统。首... 详细信息

情感勒索是通过情感压力迫使周围人听从自己要求的交流方式，容易导致对方的负面情绪甚至心理问题从而影响交流效果。为了检测日常交流场景下的情感勒索话语进而改善交流效果，开发了基于中文文本相似度评估的情感勒索话语检测系统。首先，基于Susan Forward的情感勒索理论标注收集到的数据，构建情感勒索语料库和测试集；其次，分析情感勒索的表达方式，分别基于词性和语义词设计文本相似度评估方法，进而形成基于中文文本相似度评估的情感勒索话语检测算法；然后，在构建的数据集上实验，该算法获得的平均Recall与F1-score分别为95.21%和79.95%，优于所比较的算法；最后，基于该算法集成情感勒索话语检测原型系统。系统在不同测试条件下的平均Recall为87.24%，展现出良好的鲁棒性和检测性能。

关键词：智能系统情感勒索话语检测文本表达方式相似度评估

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动态场景下基于语义分割的视觉SLAM方法

计算机工程 2024年第3期50卷 242-249页

作者：杜晓英袁庆霓齐建友王晨杜飞龙任澳贵州大学现代制造技术教育部重点实验室贵州贵阳550025 贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025 贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室贵州贵阳550025

针对在动态场景下视觉同步定位与建图(SLAM)鲁棒性差、定位与建图精度易受动态物体干扰的问题,设计一种基于改进DeepLabv3plus与多视图几何的语义视觉SLAM算法。以语义分割网络DeepLabv3plus为基础,采用轻量级卷积网络MobileNetV2进行... 详细信息

针对在动态场景下视觉同步定位与建图(SLAM)鲁棒性差、定位与建图精度易受动态物体干扰的问题,设计一种基于改进DeepLabv3plus与多视图几何的语义视觉SLAM算法。以语义分割网络DeepLabv3plus为基础,采用轻量级卷积网络MobileNetV2进行特征提取,并使用深度可分离卷积代替空洞空间金字塔池化模块中的标准卷积,同时引入注意力机制,提出改进的语义分割网络DeepLabv3plus。将改进后的语义分割网络DeepLabv3plus与多视图几何结合,提出动态点检测方法,以提高视觉SLAM在动态场景下的鲁棒性。在此基础上,构建包含语义信息和几何信息的三维语义静态地图。在TUM数据集上的实验结果表明,与ORB-SLAM2相比,该算法在高动态序列下的绝对轨迹误差的均方根误差值和标准差(SD)值最高分别提升98%和97%。

关键词： DeepLabv3plus网络视觉同步定位与建图多视图几何动态场景语义地图

基于自监督与蒸馏约束的正则化类增量学习方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第5期36卷 775-785页

作者：徐岸吴永明郑洋贵州大学公共大数据国家重点实验室贵阳550025 贵州大学现代制造教育部重点实验室贵阳550025

针对神经网络模型在增量学习中存在灾难性遗忘问题,提出一种基于自监督与隐层蒸馏约束的正则化类增量学习方法,包括自监督伪标签预测、隐层蒸馏约束和参数正则化.首先基于贝叶斯和信息论提出一种对模型参数重要性评价的正则化策略;然后... 详细信息

针对神经网络模型在增量学习中存在灾难性遗忘问题,提出一种基于自监督与隐层蒸馏约束的正则化类增量学习方法,包括自监督伪标签预测、隐层蒸馏约束和参数正则化.首先基于贝叶斯和信息论提出一种对模型参数重要性评价的正则化策略;然后利用自监督伪标签预测增强模型的表征能力,并保留隐层特征,通过加入高斯噪声提高隐层特征的泛化能力;最后使用蒸馏约束方法与交叉熵分类损失对历史任务的隐层特征与输出层特征进行训练.在CIFAR-10和CIFAR-100数据集上的实验结果表明,所提方法取得较好的效果,其中,在CIFAR-100数据集上的平均准确率和遗忘率分别达到64.16%和15.95%;该方法能够有效地减少灾难性遗忘的影响.

关键词：增量学习正则化知识蒸馏自监督伪标签预测

融合注意力机制LSTM网络的城市交叉口信号控制

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重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第4期38卷 196-203页

作者：陈国梁石晴黄亚飞曾昭汰贵州大学现代制造技术教育部重点实验室贵阳550025

随着国内机动车保有量的快速提升,城市道路交叉口场景在高密度车流情况下易导致长距离拥堵。为降低交叉口车流拥堵长度,深度强化学习逐渐应用于交叉口信号的控制。而现有交叉口信号控制策略存在对车流状态信息的权重特征欠考虑及时序特... 详细信息

随着国内机动车保有量的快速提升,城市道路交叉口场景在高密度车流情况下易导致长距离拥堵。为降低交叉口车流拥堵长度,深度强化学习逐渐应用于交叉口信号的控制。而现有交叉口信号控制策略存在对车流状态信息的权重特征欠考虑及时序特征难提取的问题,因此基于深度Q学习(deep Q-learning,DQL)算法提出了一种改进DQL算法,利用注意力机制增强长距离拥堵状态信息的权值,进一步采用长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)学习车流的历史数据,改进了DQL算法对数据不同部分重要性考虑不足及历史数据信息提取欠佳的问题。实验结果表明,所提改进DQL算法与原算法相比,能够降低20%的车辆累计等待时间并且减少21.2%的车辆平均排队数目,提高了交叉口的车辆通行效率。

关键词：交叉口信号控制深度强化学习注意力机制 LSTM 通行效率

端部非线性单元耦合弹性梁系统动力学行为研究

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力学学报 2024年

作者：李政赵雨皓崔海健陈明飞贵州大学现代制造技术教育部重点实验室贵州省武汉第二船舶研究所湖北省贵州大学机械工程学院贵州省

本文建立了端部非线性单元耦合弹性梁系统物理模型，从能量角度，根据广义哈密尔顿原理和变分法建立弹性梁系统的振动控制方程。首先，运用伽辽金法展开弹性梁系统的横向振动位移并建立其残差方程，运用龙格库塔算法求解数值结果。然后... 详细信息

本文建立了端部非线性单元耦合弹性梁系统物理模型，从能量角度，根据广义哈密尔顿原理和变分法建立弹性梁系统的振动控制方程。首先，运用伽辽金法展开弹性梁系统的横向振动位移并建立其残差方程，运用龙格库塔算法求解数值结果。然后，在保证计算数值结果正确性的基础上，深入研究端部耦合非线性单元对弹性梁系统频率响应的影响规律，探索端部耦合非线性单元在单频激励下对弹性梁系统振动响应的影响规律并掲示弹性梁系统非线性动力学行为的生成机理。最后，研究了弹性梁系统在复杂非线性振动响应下的振动能量传递特性。研究结果表明合理利用端部非线性单元，能够表现出主动梁振动能量传递给从动梁的现象，降低主动梁振动，从动梁类似于吸振器。在复杂非线性振动状态下，弹性梁系统出现靶向能量传递现象，准周期振动状态是出现该现象的标志。靶向振动能量传递现象的出现为从时域角度单向控制弹性梁系统的振动水平提供可能。

关键词：双梁系统端部耦合非线性伽辽金法非线性响应