检索结果-内蒙古大学图书馆

摩擦学学报 2025年第3期45卷 363-373页

作者：孔德宇彭业萍庄溶润王松曹广忠深圳大学机电与控制工程学院广东省电磁控制与智能机器人重点实验室深圳清华大学研究院生物医用材料及植入器械实验室

应用血管支架的介入性治疗方案已经成为治疗心血管疾病的重要手段，新型交叉编织血管支架具有灵活性和良好的轴向柔顺性，适用弯曲、分叉和承载等复杂支架应用场景要求，已经在临床推广使用.生物医用镍钛合金(NiTi)因优异的生物相容性... 详细信息

应用血管支架的介入性治疗方案已经成为治疗心血管疾病的重要手段，新型交叉编织血管支架具有灵活性和良好的轴向柔顺性，适用弯曲、分叉和承载等复杂支架应用场景要求，已经在临床推广使用.生物医用镍钛合金(NiTi)因优异的生物相容性和形状记忆特性成为编织型支架的常用材料，支架在体内的摩擦磨损产生的磨屑会对人体造成不良的生物学反应，对患者的生命健康产生严重威胁.在此背景下，深入研究支架材料的磨损特性及其与生物体的相互作用关系，对于进一步优化支架设计和提高治疗效果至关重要.为探究镍钛合金材料的磨屑特征与细胞毒性之间的映射关系，本文中开展了镍钛合金材料的体外摩擦磨损试验，采集不同磨损参数下的磨屑样本；研究了磨屑特征提取与智能识别算法，利用YOLOv5s和U-Net卷积神经网络模型获取磨屑尺寸与形状类型的分布统计；此外，通过CCK-8染色法和活死细胞染色方法开展磨屑与细胞毒性试验，建立磨屑特征(磨屑尺寸与浓度)与细胞毒性的对应关系.结果表明：不同工况下的磨屑均处于0～50μm之间，0～10μm磨屑占比均超过50%，磨屑尺寸分布在各个试验条件下呈正态分布；磨屑形状主要以不规则状为主，近球状磨屑占比最少；角度与摩擦次数均显著影响磨屑的尺寸与形状分布，24 400次和43 200次摩擦情况下尺寸分布较为相似，但与14 400次摩擦后的磨损磨屑差异较大，角度与磨屑分布呈现倒U形趋势，摩擦角在60°左右时出现极值点；润滑条件的改变显著增加了小尺寸和长条状磨屑的占比，大尺寸和近圆状磨屑占比有所降低.细胞毒性试验结果显示，当磨屑浓度处于0～500 mg/mL区间时，细胞的毒性均为0或1级；随着磨屑样品浸提时间的增加，小尺寸(0～15μm)磨屑浸提液的细胞增殖率虽有小幅度降低，但毒性等级仍为0和1级，符合生物医用材料细胞毒性标准，通过活死细胞图像可以看出所有细胞试验中细胞存活并且生长状况良好.研究结果为镍钛合金编织支架的磨损特性和生物相容性研究提供依据，为编制支架的设计与性能提升提供参考.

关键词：编织血管支架镍钛合金交叉编织磨屑特征细胞毒性

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面向机柜表面缺陷检测的不均匀光照和低亮度图像增强方法

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仪器仪表学报 2019年第8期40卷 131-139页

作者：王伟江彭业萍曹广忠郭小勤深圳大学机电与控制工程学院深圳电磁控制重点实验室

光照条件是大尺寸机柜表面缺陷检测的重要影响因素。当光照分布不均匀或光照强度不足时,采集得到的机柜表面图像质量低,造成缺陷检测误差。为此,提出一种融合卡通纹理分解和最优双曲正切曲线的图像增强方法。首先,采用导向滤波将机柜表... 详细信息

光照条件是大尺寸机柜表面缺陷检测的重要影响因素。当光照分布不均匀或光照强度不足时,采集得到的机柜表面图像质量低,造成缺陷检测误差。为此,提出一种融合卡通纹理分解和最优双曲正切曲线的图像增强方法。首先,采用导向滤波将机柜表面图像分解为卡通图和纹理图,利用高斯尺度空间理论建立光照模型,实现不均匀光照去除;其次,研究图像的双曲正切曲线性质,通过图像加权拉伸实现低亮度图像增强;最后,采用对比度、亮度和灰度方差乘积对图像增强效果进行评价,同时对增强前和增强后的图像进行缺陷检测,进行对比分析验证。实验结果表明,该方法能实现光照不均且低亮度的机柜表面图像增强,机柜表面缺陷检测的准确率显著提升,召回率提高了29%,F值提高了21%。

关键词：图像增强卡通纹理分解最优双曲正切曲线表面缺陷检测

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人工关节组合界面的磨损行为研究进展

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第3期64卷 409-420页

作者：彭业萍孔德宇庄溶润王松曹广忠深圳大学机电与控制工程学院广东省电磁控制与智能机器人重点实验室深圳518060 深圳清华大学研究院生物医用材料及植入器械实验室深圳518057

人工关节置换术是骨关节疾病治疗的重要手段,但关节假体的长期磨损损耗及磨屑诱导的假体周围骨溶解会造成人工关节无菌松动甚至早期失效。研究人工关节滑动与固定组合界面的磨损行为是探索磨屑形成机制的基础,也是探明人工关节松动失效... 详细信息

人工关节置换术是骨关节疾病治疗的重要手段,但关节假体的长期磨损损耗及磨屑诱导的假体周围骨溶解会造成人工关节无菌松动甚至早期失效。研究人工关节滑动与固定组合界面的磨损行为是探索磨屑形成机制的基础,也是探明人工关节松动失效机理、提升关节耐磨性的重要依据。该文利用Web of Science和中国国家知识网络数据库的资源,对人工关节磨损行为研究的相关文献进行综述。探讨人工关节在滑动界面和固定界面产生的磨损行为及主导磨损机理;分析假体结构、材料成分、润滑介质和磨屑等对人工关节磨损行为的影响机制,总结人工关节优化改进方案;详细阐述人工关节体外磨损试验研究的方法与技术;概述人工关节组合界面磨损表征参量的提取方法以及磨损智能检测的发展现状;总结人工关节磨损行为的研究热点,指出多信息融合和智能化监测的发展方向,以期为人工关节磨损行为的基础与试验研究提供参考。

关键词：人工关节组合界面滑动磨损微动磨损磨损监测

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人工膝关节不同体外磨损周期的UHMWPE磨屑特征及细胞毒性研究

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摩擦学学报 2023年第9期43卷 986-994页

作者：付松卿王松陈凯张述秦颖彭业萍刘伟强清华大学机械工程系北京100084 深圳清华大学研究院生物医用材料及植入器械实验室广东深圳518057 中国矿业大学材料与物理学院江苏徐州221116 天津医疗器械质量监督检验中心天津300384 天津科技大学生物工程学院天津300457 深圳大学机电与控制工程学院广东省电磁控制与智能机器人重点实验室广东深圳518060

磨屑引起的假体无菌性松动已成为影响人工关节寿命的主要因素.基于UHMWPE(超高分子量聚乙烯)胫骨衬垫与CoCrMo合金股骨髁配副人工膝关节,按照ISO 14243标准完成了500万次体外磨损试验,获得了每间隔100万次磨损周期的磨损润滑液,利用酸... 详细信息

磨屑引起的假体无菌性松动已成为影响人工关节寿命的主要因素.基于UHMWPE(超高分子量聚乙烯)胫骨衬垫与CoCrMo合金股骨髁配副人工膝关节,按照ISO 14243标准完成了500万次体外磨损试验,获得了每间隔100万次磨损周期的磨损润滑液,利用酸处理法分离UHMWPE磨屑,并基于扫描电子显微镜(SEM)照片开展了磨屑数量、形状和分布特征的定量表征.结果表明:在形状方面,颗粒状磨屑数量占比可达62%,其次为占比12%的球状磨屑,片状、纤维状和杆状等类型磨屑则较少.磨损过程中纳米级磨屑数量占比始终在30%以上,且随着磨损周期增加,纳米级磨屑占比逐渐增加,最高可达80%以上,但总的磨屑数量呈先增多后减少趋势.此外,探究了不同尺寸和浓度的UHMWPE磨屑对小鼠成纤维细胞毒性的影响,结果表明:纳米级磨屑细胞毒性最强,随着磨屑尺寸从5μm增至25μm,细胞毒性逐渐减小.在UHMWPE磨屑浓度为0.1~2.5 mg/mL的范围内,细胞毒性基本遵循磨屑浓度越大毒性越强的规律.因此,人工膝关节不同体外磨损周期的UHMWPE磨屑具有不同数量、尺寸、形状和分布等特征,且磨屑尺寸和磨屑浓度等特性对细胞毒性有较大的影响.

关键词：人工膝关节体外磨损磨屑特征细胞毒性生物摩擦学

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基于动力学仿真的人工膝关节振动信号采集系统设计

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医用生物力学 2024年第6期39卷 1079-1085页

作者：徐星宇周友逸彭业萍吴超曹广忠深圳大学机电与控制工程学院广东省电磁控制与智能机器人重点实验室广东深圳518060

目的研究人工膝关节磨损过程的接触应力变化,针对膝关节假体因磨损而引发的振动设计信号采集系统,为人工膝关节磨损状态在线监测提供新的技术手段。方法为有效采集振动信号,通过分析膝关节假体在运动过程中的动力学模型,得到胫骨衬垫接... 详细信息

目的研究人工膝关节磨损过程的接触应力变化,针对膝关节假体因磨损而引发的振动设计信号采集系统,为人工膝关节磨损状态在线监测提供新的技术手段。方法为有效采集振动信号,通过分析膝关节假体在运动过程中的动力学模型,得到胫骨衬垫接触应力主要分布区域,确定振动传感器的最佳安装位置。通过拉格朗日方程求解膝关节股骨假体的动力学模型,获取股骨假体的力矩变化曲线验证有限元分析的有效性。通过摩擦磨损试验中不同安装位置振动传感器采集的信号和不同区域表面形貌进行对比,验证采集系统设计和有限元分析结果的有效性。结果基于动力学仿真分别得到屈曲、内外旋、前后位移和上下位移4个自由度下胫骨衬垫的接触应力集中区域。胫骨衬垫的中部和后部接触应力集中明显,振动传感器安装在胫骨衬垫后端,采集到的信号具有更大幅值,有利于膝关节假体振动信号的特征提取。结论基于动力学仿真分析设计的振动信号采集系统能够有效采集人工膝关节在磨损过程中产生的振动信号。研究结果为后续探究人工膝关节的磨损机制、实现其全寿命健康状态监测提供重要手段。

关键词：人工膝关节股骨胫骨衬垫动力学仿真振动监测

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面向三维重建的无人机航拍路径规划技术研究综述

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测绘通报 2022年第8期 98-103,122页

作者：吴昌松彭业萍曹广忠闫妍深圳大学机电与控制工程学院广东深圳518060 广东省电磁控制与智能机器人重点实验室广东深圳518060 南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室广西南宁530001

在对城市大场景的三维重建中,使用无人机在低空采集图像成为主流方案,通过优化无人机的航拍路径,能有效提高场景三维重建的精度和效率。为此,近年来致力于发展新的无人机航拍路径规划技术和方法,包括视点规划和飞行路径规划,取得了显著... 详细信息

在对城市大场景的三维重建中,使用无人机在低空采集图像成为主流方案,通过优化无人机的航拍路径,能有效提高场景三维重建的精度和效率。为此,近年来致力于发展新的无人机航拍路径规划技术和方法,包括视点规划和飞行路径规划,取得了显著成果。本文通过概述无人机航拍路径规划的基本流程,详述基于二维模型、三维模型和未知环境下的航拍路径规划技术,对比不同路径规划方法的优缺点,探讨无人机航拍路径规划的发展趋势,为开展无人机航拍控制、大场景三维重建研究提供重要参考。

关键词：无人机三维重建倾斜摄影航拍路径规划视点规划

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融合Hough直线检测和Grab-cut的风机叶片自适应分割方法

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电子测量与仪器学报 2021年第4期35卷 161-168页

作者：唐震彭业萍王伟江曹广忠吴超深圳大学机电与控制工程学院广东省电磁控制与智能机器人重点实验室深圳518060

完整的边缘信息对风力发电机叶片的边缘缺陷检测至关重要,但由于户外采集的风机叶片图像背景复杂多样,现有图像分割算法的分割精度不足,无法保证边缘缺陷的完整性。因此,提出一种基于图像边缘特征与颜色信息的自适应图像分割方法实现风... 详细信息

完整的边缘信息对风力发电机叶片的边缘缺陷检测至关重要,但由于户外采集的风机叶片图像背景复杂多样,现有图像分割算法的分割精度不足,无法保证边缘缺陷的完整性。因此,提出一种基于图像边缘特征与颜色信息的自适应图像分割方法实现风机叶片边缘检测。首先,使用Hough直线检测初步定位叶片直线边缘;然后,在目标区域应用基于Otus阈值分割和形态学运算的Grab-cut算法,实现叶片图像的自适应分割。采用无人机采集多个场景的图像作为测试样本,对分割方法与其他方法进行定性和定量对比分析。结果表明,该方法能自适应且准确地实现风机叶片图像分割,并保留边缘缺陷的完整性,其边缘覆盖率(0.9717)和边界位移误差(3.0403)指标均优于其他方法,对风机叶片的边缘缺陷检测具有重大潜在应用价值。

关键词：风机叶片无人机图像分割 Hough直线检测 Grab-Cut

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基于CC2530与CC3200的室内环境监测系统设计

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现代电子技术 2019年第10期42卷 71-74,78页

作者：蔡俊豪曹广忠彭业萍周受钦深圳大学深圳电磁控制重点实验室广东深圳518060 深圳中集智能科技有限公司广东深圳518067

为了更灵活地实现室内空气温度、空气湿度、烟雾浓度值、室内人数等环境参数实时监控与存储管理,设计一种基于CC2530与CC3200的室内环境监测系统。以CC2530为核心处理单元,通过终端节点对室内环境参数进行实时采集,利用ZigBee协调端建... 详细信息

为了更灵活地实现室内空气温度、空气湿度、烟雾浓度值、室内人数等环境参数实时监控与存储管理,设计一种基于CC2530与CC3200的室内环境监测系统。以CC2530为核心处理单元,通过终端节点对室内环境参数进行实时采集,利用ZigBee协调端建立星型网络进行数据无线传送,并采用RS 232串口通信方式将ZigBee协调器分别与上位机和CC3200进行通信。最终上位机对接收到的数据进行实时监控与存储,CC3200对接收到的数据通过WiFi的形式上传到Web服务器,从而为用户对室内环境参数监测与存储提供更好的途径。

关键词：室内环境监测数据存储管理数据采集星型网络数据上传系统设计

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基于长短时记忆的农作物生长环境数据预测

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深圳大学学报（理工版） 2024年第5期41卷 563-573页

作者：吴超周紫静黄锦铧许啸寅邱洪彭业萍深圳大学机电与控制工程学院广东深圳518060 深圳大学广东省电磁控制与智能机器人重点实验室广东深圳518060

针对传统温室农作物生长监控系统控制灵活性差且精确度低等问题,设计了一个面向智慧农业的农作物生长闭环监控系统.引入单变量长短时记忆(long short-term memory,LSTM)网络模型,对土壤含水率、土壤温度和土壤电导率3个农作物生长环境... 详细信息

针对传统温室农作物生长监控系统控制灵活性差且精确度低等问题,设计了一个面向智慧农业的农作物生长闭环监控系统.引入单变量长短时记忆(long short-term memory,LSTM)网络模型,对土壤含水率、土壤温度和土壤电导率3个农作物生长环境数据进行预测研究.在优化时间步长参数的基础上,分析不同预测步长对单变量LSTM模型预测准确性的影响,采用不同时间段的测试集数据对模型的预测性能和稳定性进行验证.分别采用单变量LSTM模型、最小绝对值收敛和选择算法、随机森林回归、双向LSTM模型和编解码LSTM模型进行预测对比,结果表明,单变量LSTM模型预测的平均绝对误差值和均方根误差值均为最小,模型具有更好的准确性和稳定性.本研究设计的农作物生长闭环监控系统能有效预测农作物的生长环境数据,为农作物监控系统的智能控制提供有效数据支撑.

关键词：人工智能监控系统预测模型环境数据长短时记忆网络时间序列智慧农业

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基于KLT多视图特征跟踪的物体三维重建

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2020年第7期43卷 901-906页

作者：吴正斌彭业萍曹广忠曹树鹏深圳大学机电与控制工程学院广东深圳518060 深圳大学广东省电磁控制与智能机器人重点实验室广东深圳518060

为了提高三维重建精度,文章提出一种基于Kanade-Lucas-Tomasi(KLT)多视图特征跟踪的物体三维重建方法。首先采用Shi-Tomasi算法提取特征,通过KLT跟踪算法获取特征匹配点,从而将所有相邻图像进行三维点云重建,并通过光束法平差(bundle ad... 详细信息

为了提高三维重建精度,文章提出一种基于Kanade-Lucas-Tomasi(KLT)多视图特征跟踪的物体三维重建方法。首先采用Shi-Tomasi算法提取特征,通过KLT跟踪算法获取特征匹配点,从而将所有相邻图像进行三维点云重建,并通过光束法平差(bundle adjustment,BA)算法进行优化;然后采用KLT跟踪算法获取空间点在相邻3幅图像的投影点,从而建立不同视图坐标系间的变换模型,获取转换比例系数;再通过融合多视图的三维点云实现物体的三维重建。实验结果表明,通过KLT算法,不仅提高了特征点匹配数量,还解决了多视图构建的不同三维点云坐标系的相互转换问题,实现了物体的多视图三维重建。

关键词：三维重建多视图特征提取 Kanade-Lucas-Tomasi(KLT)跟踪点云融合

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