基于动态注意图的储粮害虫智能识别研究

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作者 杨海英 赵颖 +2 位作者 周晓光 王殿轩 李佐勇 《中国粮油学报》 北大核心 2025年第2期9-16,共8页

本研究旨在解决实际仓储场景中储粮害虫多物种混合图像的检测识别问题。通过对YOLOv5基础模型架构的改进,提出了一种基于动态注意图的储粮害虫检测识别方法。利用粮堆储粮害虫采集装置获取了仓储害虫不同物种混合的图像数据,并进一步构... 本研究旨在解决实际仓储场景中储粮害虫多物种混合图像的检测识别问题。通过对YOLOv5基础模型架构的改进,提出了一种基于动态注意图的储粮害虫检测识别方法。利用粮堆储粮害虫采集装置获取了仓储害虫不同物种混合的图像数据,并进一步构建了单物种图像数据集与多物种混合图像数据集。本研究运用的方法借助多个动态注意图的有机组合,构建特征之间的长距离依赖关系模型,动态筛选特征图中与当前位置相关性最高的邻接节点,从而增强模型的特征提取能力,提高检测识别精度。在储粮害虫单物种和多物种混合图像的检测识别任务中,该模型的平均精度均值mAP@0.5分别达到了97.2%和91.0%。此外,该模型已成功部署到相关的储粮害虫监测识别系统中,并取得了良好的检测识别效果。 展开更多

关键词 单物种图像 多物种混合图像 检测识别 深度学习 动态注意图

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基于共形几何代数的七杆巴氏桁架位置分析

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作者 黄昔光 吴一帆 刘东裕 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第1期265-271,共7页

机构位置分析是机构运动学和动力学研究的基础。针对传统机构位置分析理论旋转坐标变换矩阵运算繁琐、多元高次非线性方程组求解困难等问题,提出了一种七杆巴氏桁架的位置分析共形几何代数(CGA)方法。利用CGA中的平移、旋转算子和几何积... 机构位置分析是机构运动学和动力学研究的基础。针对传统机构位置分析理论旋转坐标变换矩阵运算繁琐、多元高次非线性方程组求解困难等问题,提出了一种七杆巴氏桁架的位置分析共形几何代数(CGA)方法。利用CGA中的平移、旋转算子和几何积,建立各个运动点的位置坐标表达式;根据CGA中内积几何性质,直接获得该机构的一元16次位置输入-输出方程及其所有解析解;将该高次方程求解出的所有解进行回代,获得机构所有运动点的位置坐标,并通过数字实例验证所提方法的有效性。结果表明:所提方法的几何直观性显著优于传统的复向量法、DH矩阵法,不仅可以避免矩阵运算和消元运算,且求解无增根也无漏根。 展开更多

关键词 几何代数 运动学分析 七杆巴氏桁架 几何直观性 解析解

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人机协同前沿问题及未来发展趋势

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作者 刘伟 孙惟一 《延边大学学报(社会科学版)》 2025年第1期121-132,143-144,共14页

人工智能已经成为引领科技发展和社会变革的关键力量之一,给各个领域带来了巨大的变革。在这股变革的浪潮中,人机协同成为一个备受关注的话题和趋势。作为人类智慧与机器计算能力相结合的新兴模式,人机协同为解决复杂决策问题提供了全... 人工智能已经成为引领科技发展和社会变革的关键力量之一,给各个领域带来了巨大的变革。在这股变革的浪潮中,人机协同成为一个备受关注的话题和趋势。作为人类智慧与机器计算能力相结合的新兴模式,人机协同为解决复杂决策问题提供了全新的思路和方法。文章梳理了人机交互研究的动因及发展历程,分析了人机协同模式的四种情况;总结了人机协同在理论、实践、军事领域带来的深刻变革;提出了理论视角下人机智能协同的难点问题,包括确定性与不确定性的叠加纠缠、人机协同中多层意义的逻辑重构及多尺度因果、多阶意图之间的融合事实、价值的分类与框架化;最后从事实与价值的视角出发,探讨了人机协同中的两项关键技术,对强化学习与生成对抗网络的结合进行了思考,并给出了人机协同的研究案例。 展开更多

关键词 人工智能 人机协同 人机交互 叠加纠缠 多阶意图融合 技术强化学习 生成对抗网络

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混合流环境下瓶颈区域车道定制化速度调控研究

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作者 曹丹妮 王涛 +2 位作者 杨松坡 屈云超 吴建军 《交通运输系统工程与信息》 北大核心 2025年第1期76-85,共10页

为缓解异常事件发生后智能网联自动驾驶车辆和人工驾驶车辆在高速公路上的拥堵及二次事故问题,本文以单车道为研究对象,提出一种车道定制化速度调控方法。利用智能网联自动驾驶车的可控性,控制其通行速度,间接引导人工驾驶车的驾驶行为... 为缓解异常事件发生后智能网联自动驾驶车辆和人工驾驶车辆在高速公路上的拥堵及二次事故问题,本文以单车道为研究对象,提出一种车道定制化速度调控方法。利用智能网联自动驾驶车的可控性,控制其通行速度,间接引导人工驾驶车的驾驶行为。划分瓶颈区域附近路段为限速区和协调区:在限速区,基于瓶颈处实时交通流量确定不同车道的智能网联自动驾驶车限速值,控制流入协调区的车辆数,缓解拥堵波的形成与传播;在协调区,控制事发路段的智能网联自动驾驶车移动,保证车辆安全和高效通过瓶颈区。构建多组仿真实验,从通行效率和安全性两方面验证所提方法的有效性。仿真结果表明:对比无控制的基本场景,智能网联自动驾驶车渗透率为50%时,车辆平均通行时间可提升2.4%,TET(Time Exposed Time-to-collision)改善率达到14%;渗透率达到90%时,平均通行时间可提升18.5%,TET改善率达到51%。本文为解决混合流环境下高速公路异常事件发生后交通流的控制提供了策略建议与思路方法。 展开更多

关键词 交通工程 自动驾驶车辆管控 微观交通流仿真 混合交通流 速度调控

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基于多视觉靶标分布的空间机械臂自标定方法

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作者 贾庆轩 曹滢 +2 位作者 陈钢 贾世元 李彤 《载人航天》 CSCD 北大核心 2024年第6期711-721,共11页

针对基于视觉测量的传统自标定方法存在可测量区域较小,仅能对空间机械臂局部工作空间内的位姿进行测量的问题,提出了一种基于多视觉靶标分布的自标定方法。通过分析手眼相机可测量区域大小与靶标数量及位置的关系,基于可观测性指数最... 针对基于视觉测量的传统自标定方法存在可测量区域较小,仅能对空间机械臂局部工作空间内的位姿进行测量的问题,提出了一种基于多视觉靶标分布的自标定方法。通过分析手眼相机可测量区域大小与靶标数量及位置的关系,基于可观测性指数最大的目标优选多个视觉靶标的分布信息,实现在多个区域内对机械臂的末端位姿测量,最后对7自由度空间机械臂进行仿真实验。实验结果表明:单视觉靶标测量方案位置平均误差降低了70.68%,姿态平均误差降低了72.41%;多视觉靶标测量方案位置平均误差降低了88.66%,姿态平均误差降低了84.17%。相比于单视觉靶标测量方案,基于多视觉靶标的测量方案更能表征误差的影响能力,提高了标定结果的可靠性与全局最优性,验证了基于多视觉靶标分布的自标定方案的有效性。 展开更多

关键词 空间机械臂 多视觉靶标分布 自标定 精度提升

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光纤陀螺仪光纤尾纤装配动力学建模仿真与应力计算方法

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作者 孙媛 陈昊 +6 位作者 敖晓辉 孟军峰 吕乃静 刘检华 龙娅 杨娅姣 夏焕雄 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3050-3060,共11页

光纤陀螺仪(FOG)中光纤尾纤的装配主要依靠工人手工完成,装配应力控制凭借人工经验,一致性难以保障。针对光纤装配应力定量控制的难题,提出一种基于离散微分几何理论的光纤动力学建模仿真方法。首先,基于离散微分几何理论建立了光纤运... 光纤陀螺仪(FOG)中光纤尾纤的装配主要依靠工人手工完成,装配应力控制凭借人工经验,一致性难以保障。针对光纤装配应力定量控制的难题,提出一种基于离散微分几何理论的光纤动力学建模仿真方法。首先,基于离散微分几何理论建立了光纤运动学框架,并由弹性势能推导了包含拉伸、弯曲和扭转变形的光纤动力学方程以及应力计算方法。其次,提出了基于Newmark隐式算法的光纤动力学方程数值求解方法,并设计了光纤在装配过程中与周围物体的碰撞检测与响应策略。随后,进行了光纤圆周布设和弯扭变形的仿真测试。结果表明,光纤控制端与固定端之间的自由长度越短,光纤圆周布设的位置越精确;光纤截面半径越大,在同样的扭转角下光纤产生的弯扭变形程度越大。最后,设计了一种光纤陀螺仪装配布局,并通过动力学仿真得到了光纤装配过程的应力分布及最大应力变化,为陀螺仪光路低应力装配与路径规划提供了理论支撑。 展开更多

关键词 光纤陀螺仪 光纤尾纤 动力学模型 离散微分几何 应力计算

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实验教学用可调阻尼液压减振器的解析设计

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作者 赵雷雷 于曰伟 +2 位作者 张浩 刘秀清 王松 《机床与液压》 北大核心 2024年第18期102-109,共8页

现有可调阻尼减振器存在成本高、可靠性难保证等诸多缺陷,故汽车平顺性实验中常采用“更换不同被动阻尼减振器”方法测试阻尼对平顺性的影响,但此方法实验周期长、效率低且易造成减振器连接部件损坏。针对此问题,研制一种可调阻尼液压... 现有可调阻尼减振器存在成本高、可靠性难保证等诸多缺陷,故汽车平顺性实验中常采用“更换不同被动阻尼减振器”方法测试阻尼对平顺性的影响,但此方法实验周期长、效率低且易造成减振器连接部件损坏。针对此问题,研制一种可调阻尼液压减振器,通过步进电机驱动芯杆与活塞杆相对转动调控节流孔而实现阻尼调节。提出基于汽车悬架系统最佳阻尼比的可调阻尼液压减振器解析设计方法,设计可调阻尼液压减振器的速度特性曲线、阻尼可调区域及阀系参数,并建立阻尼比、可调节流孔面积及步进电机转角间的函数关系。在此基础上,搭建样机并进行台架实验。结果表明:阻尼力实验值与要求值相对偏差小于2.0%,疲劳寿命是实验标准要求的2.1倍以上,表明此减振器满足性能和可靠性要求,说明所提可调阻尼液压减振器解析设计方法的有效性。此减振器用于汽车平顺性实验中可有效提高实验效率且避免减振器连接部件损坏,且可推广应用到减振特性实验及汽车半主动悬架实验等。 展开更多

关键词 汽车平顺性 液压减振器 可调阻尼 解析设计 最佳阻尼比

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设备故障下的零空闲多设备工作中心调度

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作者 孔继利 冯英杰 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第14期306-318,共13页

设备故障是车间调度中最为常见的动态事件,易对原生产调度计划造成影响。为保证加工生产在遇到设备故障后能够快速地对原调度方案做出调整,降低设备故障所带来的负面影响,对设备故障下的零空闲多设备工作中心调度问题进行研究。建立了... 设备故障是车间调度中最为常见的动态事件,易对原生产调度计划造成影响。为保证加工生产在遇到设备故障后能够快速地对原调度方案做出调整,降低设备故障所带来的负面影响,对设备故障下的零空闲多设备工作中心调度问题进行研究。建立了设备故障下考虑调整时间和搬运时间的零空闲多设备工作中心调度模型,优化目标为最小化最大完工时间、搬运次数和系统稳定性;设计NSGA-Ⅱ-V算法用于原调度和重调度的求解;基于NSGA-Ⅱ-V获得的静态调度结果与部分重调度策略的思想,进行设备故障算例测试。测试结果表明,所提模型和算法可较好地处理动态事件为设备故障的零空闲多设备工作中心调度问题。 展开更多

关键词 零空闲多设备工作中心调度 遗传算法 设备故障 调整时间 搬运时间

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自由度可调模块单元系统运动学并行建模

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作者 费军廷 贾庆轩 陈钢 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3150-3165,共16页

针对多个自由度可调模块单元组成的系统,提出含标准化流程的模块化机器人拓扑结构数学描述及运动学并行建模方法。首先,建立模块单元运动传递库,并提出含标准化流程的四元组矩阵模块化机器人拓扑结构数学描述。接着,以模块单元运动学模... 针对多个自由度可调模块单元组成的系统,提出含标准化流程的模块化机器人拓扑结构数学描述及运动学并行建模方法。首先,建立模块单元运动传递库,并提出含标准化流程的四元组矩阵模块化机器人拓扑结构数学描述。接着,以模块单元运动学模型为基础,考虑多分支模块化机器人各分支间耦合影响,建立适用于链式模块化机器人的位置级与速度级运动学模型。随后,提出模块化机器人运动学并行建模方法,理论分析和仿真结果均表明该算法能够适应各类型拓扑结构模块化机器人的快速建模。拓扑结构数学描述与并行计算的引入降低了模块化机器人建模难度,提升了建模效率。 展开更多

关键词 模块化机器人 拓扑结构 分支空间雅可比矩阵 并行建模

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RLC串联电路基于谐振的故障诊断实验设计

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作者 王向华 丁苗苗 +2 位作者 王向荣 张子叶 王友清 《实验室科学》 2024年第6期40-44,48,共6页

谐振电路是自动化专业本科生必修课“电路”中的重点内容。该部分内容存在概念性定义和理论性公式多且理解难等问题。目前,“电路”课程的实验教学多以验证性实验为主,不能将理论知识与实践应用、科研热点相结合。针对该问题,结合谐振... 谐振电路是自动化专业本科生必修课“电路”中的重点内容。该部分内容存在概念性定义和理论性公式多且理解难等问题。目前,“电路”课程的实验教学多以验证性实验为主,不能将理论知识与实践应用、科研热点相结合。针对该问题,结合谐振电路课本知识和当前控制领域科研热点,设计了故障诊断实验。实验对象为RLC串联电路,假设电路中的电阻、电感和电容三个参数中只有一个参数可能发生较大变化,称之为故障。利用RLC串联谐振电路特点,设计实验方案,判断RLC串联电路是否发生故障、故障位置和故障形式等。该实验的开展需要电路基础实验箱和NI Multisim 14.0仿真软件。旨在引导学生接触科学研究前沿,了解学好基础知识的重要性;同时可让学生体验如何将所学的知识应用到解决实际问题过程中,增强学生解决问题的能力。 展开更多

关键词 实验设计 RLC串联电路 串联谐振 故障检测 故障分离

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燃气管线风险评估与应急响应方法研究

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作者 柳晓昱 庄育锋 赵兴昊 《安全》 2024年第7期50-54,共5页

为提升燃气管线安全风险管理水平、降低事故发生率,构建基于预训练模型的案例匹配模型。该模型首先利用BERT预训练语言模型提取非结构化文本关键信息,双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)模型进行融合动态字符向量、长距离语义捕获及MHA机制提... 为提升燃气管线安全风险管理水平、降低事故发生率,构建基于预训练模型的案例匹配模型。该模型首先利用BERT预训练语言模型提取非结构化文本关键信息,双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)模型进行融合动态字符向量、长距离语义捕获及MHA机制提取局部特征;然后,进行相似度计算;最后,呈现匹配案例和相似度。通过具体案例验证,结果显示:该模型能够学习到燃气管线相关知识,准确地匹配历史相似案例,可为应急响应提供及时、准确的决策支持。 展开更多

关键词 燃气管线 预训练语言模型 风险评估 案例匹配模型 应急响应

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燃气管网突发事件原因识别与关联分析

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作者 赵兴昊 胡燕祝 《安全》 2024年第7期14-20,共7页

为有效利用燃气管网突发历史事件的文本数据,基于收集的129份燃气管网事故调查报告,对可能的事件原因及其之间的关联规则进行分析。首先,通过TextRank算法和改进的词频—逆文档频率方法提取关键致因信息;然后,利用注意力机制融合提高致... 为有效利用燃气管网突发历史事件的文本数据,基于收集的129份燃气管网事故调查报告,对可能的事件原因及其之间的关联规则进行分析。首先,通过TextRank算法和改进的词频—逆文档频率方法提取关键致因信息;然后,利用注意力机制融合提高致因识别的准确性;最后,通过Apriori算法挖掘事件原因之间的关联规则,并将其可视化。研究结果表明:施工、作业、安全管理、监督等原因具有较高的权重,挖掘机→挖掘→施工→破损等是支持度较高的关联规则。本方法可有效识别并量化燃气管网突发事件原因及其关联规则,为其管理和应对提供新的深入分析手段。 展开更多

关键词 突发事件 文本分析 注意力机制 关联规则

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穿刺机器人超声标定技术及体模研究现状

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作者 褚浩杰 李海源 张勤俭 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2024年第5期23-31,39,共10页

对超声引导的穿刺手术机器人的超声标定技术及其不同标定模型进行了分析研究。首先比较了磁导航定位系统、光导航定位系统以及光磁协同导航定位系统各自的优势和不足;然后介绍了超声标定算法,综述了点模型、线模型、面模型和无标定模型... 对超声引导的穿刺手术机器人的超声标定技术及其不同标定模型进行了分析研究。首先比较了磁导航定位系统、光导航定位系统以及光磁协同导航定位系统各自的优势和不足;然后介绍了超声标定算法,综述了点模型、线模型、面模型和无标定模型的研究现状;最后从精密度、准确度、操作难度、适用范围等几个方面对标定模型进行了比较。 展开更多

关键词 超声标定 穿刺机器人 体模 定位导航

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通用型多功能6自由度串联机械臂运动学综合仿真平台的设计与开发

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作者 李剑 刘贤松 +2 位作者 张英 魏世民 廖启征 《机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第23期102-113,共12页

面向6自由度串联机械臂运动学仿真分析的通用需求,开发基于开放图形库(Open graphics library,OpenGL)的综合数字化仿真平台(Mani KASim)。首先,利用WolframScript将运动学分析的算法理论进行模块化设计,实现机械臂运动学分析算法的修... 面向6自由度串联机械臂运动学仿真分析的通用需求,开发基于开放图形库(Open graphics library,OpenGL)的综合数字化仿真平台(Mani KASim)。首先,利用WolframScript将运动学分析的算法理论进行模块化设计,实现机械臂运动学分析算法的修改或者替换。其次,基于Open GL,完成机械臂模型的加载及仿真。同时,利用Qt及其信号与槽机制,设计平台界面及完成平台各模块间的互相通信。最后,以UR10机械臂为例,对平台的运动学功能模块进行实例演示和验证。结果表明,设计和开发的综合数字化仿真平台(Mani KASim)整合了D-H矩阵、对偶四元数、倍矩阵、倍四元数4种常用正逆运动学分析的数学建模和代数求解方法,可用于三轴相交型、三轴平行型、一般6R、1P5R或2P4R等所有构型6自由度机械臂的运动学分析。同时,ManiKASim可以随时更改或者替换机械臂的正运动学、逆运动学、奇异分析、可达工作空间、灵活工作空间和姿态空间等模块的算法,提供了机械臂3D模型控制及运动学功能模块的可视化和表格表示,具有任意视野虚拟操控、全方位观察等功能。开发的Mani KASim仿真平台,可以满足6自由度串联机械臂运动学仿真分析的系统需求,提高分析研究的效率,为6自由度机械臂的设计与应用分析提供帮助。 展开更多

关键词 6自由度机械臂 运动学分析 Open GL WolframScript 综合数字化仿真平台

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模块化可重构三指灵巧手设计与抓取实验研究

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作者 张勤俭 王鹏程 +2 位作者 魏建 李海源 李星帅 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1199-1210,共12页

在服务和工业领域等非结构化环境中,因抓取对象、抓取部位、作业工艺等具备多样化、不确定等特点,灵巧地抓取物体是具有挑战性的.基于连杆传动机构,研制了一种新型的模块化可重构三指灵巧手.手指与手掌分别采用模块化设计,模块化手指的... 在服务和工业领域等非结构化环境中,因抓取对象、抓取部位、作业工艺等具备多样化、不确定等特点,灵巧地抓取物体是具有挑战性的.基于连杆传动机构,研制了一种新型的模块化可重构三指灵巧手.手指与手掌分别采用模块化设计,模块化手指的两个关节均采用连杆传动,有效减小了手指体积,同时可以获得较大的指尖力,降低了制造维护的复杂性.可重构手掌可以变换模块化手指的空间位置,对不同抓取目标形成最优的抓取姿势.其具有以下特点:7个主动自由度,指尖力为25N,有效载荷为5kg,重量为1.55kg,体积小巧,具有力感知能力且易于集成.日常生活用品与工具的抓取实验验证了灵巧手的有效性和灵巧性.结果表明,模块化可重构三指灵巧手可以灵巧地抓取和操作日常生活用品和工具,可有效满足服务与工业领域中灵巧抓取的需求. 展开更多

关键词 多指灵巧手 模块化设计 可重构 连杆传动 抓取实验

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