检索结果-内蒙古大学图书馆

兵器装备工程学报 2024年第11期45卷 188-195页

作者：张飞霆张开富程晖蔡可怡高东岳西北工业大学西安710072 北京宇航系统工程研究所北京100076 江南大学江苏无锡214122 中山大学广东深圳510275

为了能够在高温环境下对飞行器结构损伤进行在线监测,设计了一种基于纵波和Lamb波的监测技术,利用氧化锆陶瓷隔热层作为热缓冲结构,以减少压电换能器与高温结构之间的热影响。隔热层不仅传递导波以检测结构损伤,还在隔热层与板的边界处... 详细信息

为了能够在高温环境下对飞行器结构损伤进行在线监测,设计了一种基于纵波和Lamb波的监测技术,利用氧化锆陶瓷隔热层作为热缓冲结构,以减少压电换能器与高温结构之间的热影响。隔热层不仅传递导波以检测结构损伤,还在隔热层与板的边界处将导波转换为Lamb波,以便在板壳结构中传播。通过接收探头,导波再次转换为纵波并被传感器捕捉,实现信号的收发。实验分析了不同尺寸热缓冲结构的隔热效果和导波收发特性。结果表明,当结构发生损伤时,导波信号的能量和波速会显著变化。通过对比损伤前后导波信号的变化,可以量化损伤程度,从而验证了该复合超声导波监测方法在高温结构损伤监测中的有效性和可行性。

关键词：超声导波热缓冲层压电晶片传感器高温结构损伤诊断

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柔性浅埋物的声-振智能探测

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光学精密工程 2024年第5期32卷 661-669页

作者：王驰曹鹏黄庆王超盛才良上海大学精密机械工程系上海200444 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所河南洛阳471023 江苏永康机械有限公司江苏无锡214203

提出一种基于目标检测算法的柔性浅埋物的声-振智能探测方法,将声波激励、激光散斑干涉测振和目标检测算法有机结合,用以柔性浅埋物的大范围快速探测。在论述YOLO系列目标检测算法原理的基础上,选择并优化柔性浅埋物的智能探测网络模型... 详细信息

提出一种基于目标检测算法的柔性浅埋物的声-振智能探测方法,将声波激励、激光散斑干涉测振和目标检测算法有机结合,用以柔性浅埋物的大范围快速探测。在论述YOLO系列目标检测算法原理的基础上,选择并优化柔性浅埋物的智能探测网络模型;然后,搭建声-光融合智能探测系统,构建不同柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图数据集;最后,对数据集进行训练和测试,验证该算法用于干涉条纹图识别的可行性。实验结果表明:在给定实验条件下,柔性浅埋物智能探测网络模型的精确率为98.39%,召回率为84.72%,平均识别精度为99.66%。该声-振智能探测方法可以在给定实验环境下对多种柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图进行智能识别,适用于浅层地下柔性掩埋物的大面积快速探测。

关键词：声-光融合探测柔性浅埋物 YOLOv5 声-地震耦合干涉条纹

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基于近红外光谱和水分校正算法的造纸木片基本密度预测

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光谱学与光谱分析 2023年第8期43卷 2476-2482页

作者：梁龙吴珽沈葵忠熊智新许凤房桂干中国林业科学研究院林产化学工业研究所、江苏省生物质能源与材料重点实验室、江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心、国家林业和草原局林产化学工程重点实验室、林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心江苏南京210042 北京林业大学材料科学与技术学院林木生物质化学北京市重点实验室北京100083 中国林业科学研究院生态保护与修复研究所北京100091 广西民族大学林产化学与工程国家民委重点实验室广西林产化学与工程重点实验室广西南宁530006 南京林业大学轻工与食品学院江苏南京210037

基本密度是评估木材制浆造纸性能的重要指标。采用近红外光谱技术检测造纸木片基本密度,实时掌握原料材性变化,能够为制定和优化制浆生产工艺提供基础理论数据。但在实际生产中,原料来源的复杂性造成木片水分含量波动较大,光谱中的水分... 详细信息

基本密度是评估木材制浆造纸性能的重要指标。采用近红外光谱技术检测造纸木片基本密度,实时掌握原料材性变化,能够为制定和优化制浆生产工艺提供基础理论数据。但在实际生产中,原料来源的复杂性造成木片水分含量波动较大,光谱中的水分干扰信息严重影响模型预测效果,成为制约近红外技术实际应用的主要因素。以杨木片为研究对象,通过对木片失水过程的近红外光谱动态监测,结合主成分分析明确光谱中水分吸收信息的特征响应,揭示了木片水分中结合水和自由水的变化规律。分别采用不同水分条件下的木片光谱建立偏最小二乘回归(PLS)模型预测木片基本密度,通过对比分析模型预测性能,探究木片水分变化对近红外预测木片密度的影响,并采用外部参数正交化算法(EPO)消除光谱中水分的干扰,提高模型对水分变化的抗干扰能力。研究结果表明,基于饱水木片光谱的模型具有最好的预测精度,模型的建立主要依靠近红外光谱对木片纤维结构特征信息的获取。而光谱中大量的水分吸收信息对建模是冗余无用的,并且会导致模型对样品水分高度敏感,当测试集水分含量变化时,模型预测出现严重偏差。通过EPO算法对木片失水过程动态光谱的解析,提取水分校正因子,能够有效消除水分变化引起的光谱差异。基于水分校正的基本密度预测模型对不同水分条件下的测试集均表现出稳定的预测性能,均方根误差、决定系数和预测相对标准偏差分别为12.23 kg·m^(-3)、0.8834和2.93。该研究将EPO算法引入对木材材性的近红外光谱分析,构建了抗水分干扰的稳健型基本密度预测模型,较好地解决了水分含量波动对原料材性快速检测的影响,为近红外光谱技术在制浆造纸领域的推广应用提供了依据。

关键词：造纸木片近红外光谱基本密度外部参数正交化算法

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基于SG-CARS-IBP的圣女果可溶性固形物可见/近红外光谱无损检测

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光谱学与光谱分析 2023年第3期43卷 737-743页

作者：张伏曹炜桦崔夏华王新月付三玲张亚坤河南科技大学农业装备工程学院河南洛阳471003 机械装备先进制造河南省协同创新中心河南洛阳471003 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室江苏镇江212013 河南科技大学物理工程学院河南洛阳471023

圣女果可溶性固形物(SSC)含量对圣女果内部品质影响至关重要,但基于高光谱成像及介电性质特征的SSC检测技术存在局限性,且目前鲜见圣女果SSC无损检测模型。为实现圣女果SSC的无损检测,提出基于圣女果可见/近红外光谱特征的SCC预测模型构... 详细信息

圣女果可溶性固形物(SSC)含量对圣女果内部品质影响至关重要,但基于高光谱成像及介电性质特征的SSC检测技术存在局限性,且目前鲜见圣女果SSC无损检测模型。为实现圣女果SSC的无损检测,提出基于圣女果可见/近红外光谱特征的SCC预测模型构建,及改进的BP神经网络算法研究,以期解决圣女果内部品质的快速无损检测。以圣女果为研究对象,试验样本188个,将其划分为训练集150个和测试集38个,采用可见/近红外光谱采集系统获取350~1000 nm范围内的圣女果表面反射强度,经光谱校正得样本反射率,为增强信噪比,截取481.15~800.03 nm范围内的光谱波段作为有效波段进行分析。通过对比三种预处理模型,对有效波段进行SG平滑(Savitzky-Golay Smoothing)预处理,建立BP神经网络预测模型,测试集决定系数(R^(2))和均方根误差(RMSE)分别为0.5785和0.5639;在此基础上,对BP神经网络的网络结构进行改进,寻求BP神经网络最优预测结构,计算输出层与期望值间误差,调整网络结构参数,将隐含层学习率和神经元个数分别设置为0.01和5,建立改进的BP神经网络模型(SG-IBP),测试集R^(2)和RMSE分别为0.9812和0.1023;通过竞争自适应重加权采样算法(CARS)筛选出18个特征波段,测试集R^(2)和RMSE分别为0.9978和0.0479,同时检测速度显著提升。研究结果表明:经过改进的BP神经网络模型性能明显提高,通过CARS提取特征波段后,测试集R^(2)提高了0.4193,RMSE降低了0.516,检测速度明显提升。采用CARS提取特征波段的改进BP神经网络模型(SG-CARS-IBP)具有明显的优越性,SG-CARS-IBP模型较为适合圣女果SSC无损检测研究。该研究可为圣女果SCC的高效无损检测提供参考。

关键词：可见/近红外光谱圣女果改进BP神经网络模型竞争自适应重加权采样算法

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基于拆卸信息提取的多零件堆叠结构设备动态干涉分析方法

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中国机械工程 2024年

作者：王云帆朱利斌崔创创黄海鸿合肥工业大学机械工程学院机电产品低碳循环利用技术与装备安徽省重点实验室

针对设备多零件堆叠结构导致零件拆卸干涉检测效率与精度低的问题，提出一种基于拆卸信息提取的多零件堆叠结构设备动态干涉分析方法(Dynamic Interference Analysis， DIA)，以提高拆卸信息获取的准确性、缩短零件拆卸时间。通过进行... 详细信息

针对设备多零件堆叠结构导致零件拆卸干涉检测效率与精度低的问题，提出一种基于拆卸信息提取的多零件堆叠结构设备动态干涉分析方法(Dynamic Interference Analysis， DIA)，以提高拆卸信息获取的准确性、缩短零件拆卸时间。通过进行包容盒与实体相交两阶段干涉检测，提取设计模型中的拆卸信息并量化表示为优先矩阵；结合装配体与零件的双坐标系变换，精确提取动态变化的拆卸信息。为验证该方法的可行性与有效性，本文通过CAD设计模型实验，分别获得DIA与传统干涉检测方法生成的优先矩阵，并以此作为结构拆卸约束信息，输入蝴蝶-遗传新型混合优化算法寻优以获最优拆卸序列。实验结果表明，DIA生成优先矩阵的准确性比传统方法增加了28.57%；所获最优拆卸序列的拆卸时间缩短了3.31%。

关键词：可拆卸性设计拆卸信息提取动态干涉分析蝴蝶-遗传优化算法

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基于卷积神经网络的IVOCT冠状动脉钙化斑块分割方法

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中国激光 2024年第18期51卷 225-234页

作者：夏巍韩婷婷陶魁园王为高静天津师范大学电子与通信工程学院天津300387 天津市无线移动通信与无线电能传输重点实验室天津300387 南京航空航天大学机械结构力学与控制国家重点实验室江苏南京210016

冠状动脉钙化斑块检测在评估疾病和介入手术效果中至关重要。血管内光学相干断层扫描(IVOCT)作为一种强大的影像技术,常用于评估冠状动脉疾病(CAD)和规划经皮冠状动脉介入治疗(PCI),其分辨率比冠状动脉造影、计算机断层扫描或磁共振成... 详细信息

冠状动脉钙化斑块检测在评估疾病和介入手术效果中至关重要。血管内光学相干断层扫描(IVOCT)作为一种强大的影像技术,常用于评估冠状动脉疾病(CAD)和规划经皮冠状动脉介入治疗(PCI),其分辨率比冠状动脉造影、计算机断层扫描或磁共振成像高出数个数量级。在IVOCT影像采集过程中,每次回撤扫描会生成300~500张图像,医护人员在短时间内完成冠状动脉钙化斑块的定量分析是一项巨大的挑战。提出一种上下文信息融合的卷积神经网络(CAB-U-Net),用于IVOCT影像中冠状动脉钙化斑块自动分割。基于CAB-U-Net设计一种动态注意力机制和位置编码结合的CFT(context fusion transformer)模块,用于增强网络特征提取能力。CAB-U-Net引入ASPP(atrous spatial pyramid pooling)和BiFPN(Bi-directional feature pyramid network)模块,加强多尺度特征图之间的信息传递和融合。利用CAB-U-Net在48位临床患者的IVOCT图像上进行训练和测试,结果显示交并比(IOU)为0.9065,精确度为0.9332,召回率为0.9662,F1-score为0.9494。CAB-U-Net自动分割的钙化斑块的角度和面积,与专家标注结果的相关性系数分别达到0.9535和0.9894。Bland-Altman分析结果进一步证实该方法和专家手动标注结果在分割钙化斑块方面具有良好的一致性。所提出的方法对自动评估冠状动脉钙化病变和术中支架部署规划具有较高的价值。

关键词：深度学习生物医学血管内光学相干断层扫描冠状动脉钙化斑块分割卷积神经网络

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基于改进YOLOv5s的轻量化蟹塘障碍物检测与定位方法

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农业工程学报 2023年第23期39卷 152-163页

作者：孙月平孙杰袁必康方正秦云赵德安江苏大学电气信息工程学院镇江212013 常州东风农机集团有限公司常州213200 江苏大学机械工业设施农业测控技术与装备重点实验室镇江212013

蟹塘中不定期放置不同类型、不同大小的养殖装置影响无人作业船的自动巡航作业,为了提高无人作业船的工作效率和安全性,该研究提出一种改进YOLOv5s的轻量化蟹塘障碍物检测模型,并结合深度相机对蟹塘障碍物进行定位。改进模型从平衡检测... 详细信息

蟹塘中不定期放置不同类型、不同大小的养殖装置影响无人作业船的自动巡航作业,为了提高无人作业船的工作效率和安全性,该研究提出一种改进YOLOv5s的轻量化蟹塘障碍物检测模型,并结合深度相机对蟹塘障碍物进行定位。改进模型从平衡检测速度和检测精度的角度出发,首先将ShuffleNetV2轻量化网络作为主干特征提取网络,大幅缩减模型体积;其次在不增加计算量的同时引入SENet注意力机制,加强对蟹塘障碍物目标的特征感知;接着将SPPF模块改进为SPPFCSPC模块,增强不同尺度下蟹塘障碍物的检测效果;最后采用SIoU损失函数加速模型收敛,提高检测的准确性。改进模型结合RealSense D435i深度相机获取的彩色图像对障碍物进行检测,并得到障碍物中心点在蟹塘坐标系下的三维坐标和障碍物的投影宽度。试验结果表明,改进模型对竹竿、蟹笼、增氧机3类障碍物具有良好的区分度和识别效果,与原始YOLOv5s模型相比,改进模型的参数量和计算量分别减小了62.8%和80.0%,模型大小仅为5.5 MB,单张图像的检测速度达15.2 ms,检测速度提升了44.5%,平均精度均值(mean average precision,mAP)为93.3%。与其他算法相比,改进模型在参数量、计算量、检测速度和检测精度上保持了最佳平衡,具有明显的优势。在定位精度试验中,2~10 m范围内测得相机与3类典型障碍物间距离的平均误差和平均相对误差最大分别为0.16 m和2.26%;测得3类障碍物投影宽度的最大误差为0.19 m,平均误差分别为0.03、0.05、0.10 m,平均相对误差分别为34.1%、7.5%和5.0%。在动态试验中,改进模型在蟹塘环境下均能检测出3类障碍物并输出其位置信息,检测成功率达96.8%,验证了该模型能够满足蟹塘环境下对常见障碍物进行检测与定位的要求,研究结果可为后续无人作业船的自主避障与巡航作业研究提供参考。

关键词：蟹塘无人作业船障碍物检测 YOLOv5s ShuffleNetV2 深度相机

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二氧化碳捕集与利用一体化技术研究进展

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洁净煤技术 2025年

作者：孙书桩郭亚飞赵传文邵斌胡军孙楠楠李嘉楠秦昌雷金波梁志武张肖宇刘文强张毅然曲雅琨孙洪满王耀祖余柏呈周会赵虓仝朱园吴春飞清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室二氧化碳利用与减排技术北京市重点实验室贝尔法斯特女王大学(Queen's University Belfast)化学与化学工程学院郑州大学化工学院南京师范大学能源与机械工程学院华东理工大学化学与分子工程学院先进材料重点实验室中国科学院上海高等研究院中国科学院低碳转化科学与工程重点实验室重庆大学能源与动力工程学院低品位能源利用技术与系统教育部重点实验室湖南大学化学化工学院二氧化碳捕获与封存国际合作中心化石能源低碳化高效利用湖南省重点实验室先进催化教育部工程研究中心华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧与低碳利用全国重点实验室上海交通大学智慧能源创新学院中国石油大学(华东)化学化工学院重质油国家重点实验室

碳捕集与利用（CCU）技术在能源结构低碳化转型与碳净零排放中起着关键作用，但受制于冗长的工艺步骤和高企的能源资金投入难以推广实施。集成二氧化碳(CO2)捕集与利用（ICCU）为一体可通过原位催化转化的方式协同实现CO2升级和吸附剂... 详细信息

碳捕集与利用（CCU）技术在能源结构低碳化转型与碳净零排放中起着关键作用，但受制于冗长的工艺步骤和高企的能源资金投入难以推广实施。集成二氧化碳(CO2)捕集与利用（ICCU）为一体可通过原位催化转化的方式协同实现CO2升级和吸附剂再生，避免了传统CCU技术中高耗能的温压变换再生和气体压缩储运等中间步骤，显示出极具竞争力的工业应用前景。本文总结了ICCU领域国内外的最新研究进展，从与CO2捕集集成的反应出发，分析应用于ICCU过程的“捕集-催化”双功能材料的设计准则，探讨材料与碳捕集与催化转化性能的构效关系，解析原位催化转化的反应机理，以期为材料与过程的理性设计提供参考。结合非热催化转化技术，本文综述了前沿的研究进展，展望了其在ICCU领域的发展前景与方向。基于ICCU设计思路耦合其他高碳排过程，本文拓展了相关的应用场景，为相关过程创新提供了思路。本综述总结了ICCU系统及双功能材料体系的发展现状、前景与机遇，从材料到过程进行了综合的评论，为该领域未来的研究及工业化提供了重要参考。

关键词：二氧化碳捕集与利用一体化双功能材料逆水煤气变换甲烷化甲烷干重整反应机理 CO 捕集 CO 催化转化

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一种用于接触作业的全驱动旋翼飞行机械臂设计与实现

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机器人 2023年第5期45卷 523-531,545页

作者：顾玥宋光明郝爽毛巨正宋爱国东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096 生物电子学国家重点实验室江苏南京210096 江苏省远程测控技术重点实验室江苏南京210096

传统欠驱动旋翼无人机的动力单元推力方向平行,无法在不改变姿态的情况下产生横向推力,限制了飞行机械臂的交互能力与应用场景。针对此问题,本文设计了一种全驱动旋翼飞行机械臂,通过倾斜动力单元的安装角度改变推力的方向,根据该结构... 详细信息

传统欠驱动旋翼无人机的动力单元推力方向平行,无法在不改变姿态的情况下产生横向推力,限制了飞行机械臂的交互能力与应用场景。针对此问题,本文设计了一种全驱动旋翼飞行机械臂,通过倾斜动力单元的安装角度改变推力的方向,根据该结构设计了控制分配矩阵进而验证其全驱动特性,并从控制结构上实现了位置与姿态的独立控制;提出了用于接触作业的飞行机械臂的接触力控制方法,将接触检测任务分为接近阶段与移动接触阶段,采用力/运动混合控制器完成接触面法线方向上的力控制。户外实验结果表明,所设计的全驱动旋翼飞行机械臂实现了稳定飞行和移动接触作业,与欠驱动平台相比,飞行过程中的位置移动不依赖于姿态改变,姿态角稳定在±1:5°以内,且在移动接触过程中实现了接触面法线方向上的接触力控制。

关键词：飞行机械臂全驱动无人机接触作业力/运动混合控制

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基于距离感知的金属缺陷样本标签分配算法

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中国机械工程 2024年第9期35卷 1634-1641页

作者：朱传军梁泽启付强张超勇湖北工业大学机械工程学院武汉430068 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

针对金属表面缺陷检测模型在训练过程中正负样本分配时不考虑金属表面缺陷的宽高比、对目标分布的定位能力差等问题,提出了距离感知的动态标签分配(DDA)算法。DDA不改变原有检测模型的结构也不增加计算开支,根据真实框的几何特性提出新... 详细信息

针对金属表面缺陷检测模型在训练过程中正负样本分配时不考虑金属表面缺陷的宽高比、对目标分布的定位能力差等问题,提出了距离感知的动态标签分配(DDA)算法。DDA不改变原有检测模型的结构也不增加计算开支,根据真实框的几何特性提出新的距离损失计算范式,以优化宽高比悬殊的回归问题,将迭代过程中的回归偏移量解码为预测框坐标,最后计算预测框、锚框和真实框三者之间综合交并比信息,动态地选择正负样本以提高训练精度。在武汉某钢厂冷轧带钢表面缺陷检测中进行了验证,并引入公开的热轧带钢表面缺陷数据集进行了泛化试验,检测效果均有显著改善,对金属表面质量规范有实际应用价值。

关键词：目标检测样本选择策略宽高比金属缺陷检测距离回归损失函数

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