基于视觉定位与虚拟现实技术的机器人遥操作研究

机器人遥操作,即人类操作者通过远程控制设备操纵机器人完成任务,实现了机器人的执行能力和人类操作者在非结构化环境中的决策能力的融合,已被广泛应用于各种工作要求复杂且对人类有潜在危险的领域.高效遥操作的关键因素之一在于能否为操作者提供良好的临场感,临场感取决于操作者对远程环境的身临其境的感知(视觉、触觉等感官反馈)以及对远程机器人精准、直观的控制.本文提出了一种基于视觉定位与虚拟现实技术的机器人遥操作方法,重建并传输远程场景的静态点云模型,利用Gen6D位姿估计算法根据RGB数据自动检测远程场景中的物体,然后将检测到的物体位姿信息传输到Unity虚拟现实场景中,定位虚拟物体,从而取代物体的点云模型.充分发挥虚拟现实的固有优势,沉浸式可视化重建后的远程场景,利用Unity物理引擎驱动虚拟物体,提高操作者的临场感.其次,提出一种人机解耦的信息物理(cyber-physical)映射模型,将操作者与远程机器人的控制回路解耦,消除了时延对遥操作的影响.最后,提出一种基于虚拟现实空间的自适应位置增量映射算法,根据虚拟机器人末端抓手与目标物体的距离改变位姿映射的比例,提高了遥操作的灵活性,并赋予虚拟现实遥操作避障的功能,保障了虚拟现实遥操作的安全性.

中国掌握着物联网国际标准的话语权和主动权——专访无锡物联网产业研究院院长、感知中国团队领军人刘海涛

推进物联网的应用和发展,有利于促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变,对于提高国民经济和社会生活信息化水平,提升社会管理和公共服务水平,带动相关学科发展和技术创新能力增强,推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。

模拟集成电路设计课程实验项目驱动式教学改革

基于高校模拟集成电路设计课程实验项目分散且教学目标不明确,缺乏系统性和工程应用性,提出了项目驱动式教学改革。以与企业合作的工程项目为基础设立实验项目,并分解成由易及难的多个实验题目,分阶段、分步骤完成实验内容,最终完成模拟集成电路设计全流程实验,以“带隙基准电压源芯片全定制设计实验”为例阐述了实施步骤。课程实验项目采用驱动式教学加深了学生对课程内容的理解,有助于培养学生扎实的工程实践能力。

考虑条件风险价值和阶梯碳交易的综合能源系统优化调度

为进一步提升综合能源系统环境效益,减少新能源出力不确定性所带来的潜在风险,提出了计及条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)以及阶梯碳交易的综合能源系统优化调度模型。考虑到系统风电和光伏出力不确定性可能带来的影响,采用条件风险价值量度不确定性带来的潜在风险,并将碳捕获技术、电转气设备以及阶梯式碳交易机制引入系统调度模型,构建了综合考虑系统运行成本和碳交易成本的优化调度目标函数,由于所建立模型为混合整数规划问题,采用CPLEX求解器进行求解,设置4种场景进行验证分析,算例表明所提模型可有效减少二氧化碳排放,在兼顾经济性和环境性的同时引入CVaR,可避免由于忽略风光不确定性所带来的较为乐观的调度结果,使系统最终调度结果更为合理。

禁飞区约束的CSTBC无人机中继通信系统航迹优化

中继无人机的飞行路径对无人机中继通信系统的链路传输可靠性具有重要影响。为提高无人机中继通信系统链路传输的可靠性,提出协作空时分组编码(CSTBC)无人机中继通信方案,并以链路中断概率最小化准则为基础,提出中继无人机的航迹优化方法;理论分析给出系统遍历容量和分集增益;为保障中继无人机飞行安全,并获取信道的分集增益,提出无人机禁飞区规避方法。结果表明:协作空时分组编码无人机中继通信系统可充分获取信道的分集增益,改善无人机中继通信系统链路传输的可靠性。

测距仪信号功率谱及邻道泄露功率

为了解决宽带航空数据链频率资源匮乏的问题,L频段数字航空通信系统(L-DACS,L-band digital aeronautical communications system)将以内嵌的方式部署在航空无线电导航L频段测距仪(DME,distance measure equipment)波道间,因此,不可避免产生测距仪信号干扰L-DACS系统接收机的问题。为了定量描述DME/N(distance measure equipment/normal)与DME/P(distance measure equipment/precision)信号带外泄露对LDACS系统接收机的影响,首先建立了DME/N与DME/P信号数学模型,然后理论推导出DME/N与DME/P信号的功率谱密度表达式,以此为基础研究了DME/N与DME/P信号带外泄露对邻道部署的L-DACS系统接收机的影响,最后通过计算机仿真验证了理论分析结果的正确性。研究表明:DME信号带外泄露对L-DACS系统的影响主要表现在第一邻道,DME/P信号在第一邻道内泄露功率比DME/N信号泄露功率高约10 dB。

一种基于广义最大相关熵准则的运动平均方法

本文提出一种基于广义最大相关熵准则的运动平均方法,有效提高了多视角点云配准的效率和精度.首先,借助李代数优化框架,导出了残差与待求变量二者之间的线性显式关系,将该残差与广义最大相关熵准则结合,提出了考虑所有相对运动的变量解算模型;其次,借助半二次优化技术和交替方向乘子法,给出了模型的一种数值解算方法;最后,提出了一种具有自适应性的核宽选取方法,以使算法在相对运动集包含较多外点的情况下仍能获得较为准确的配准结果.以真实模型和环境数据集为对象开展了对比实验,基于双视角点云配准算法分别获得了5个测试点集在30%、20%点云面积重叠率阈值下的双视角配准结果,共形成10组相对运动集.其中,相对运动集误差随重叠率阈值的下降逐渐增加.所提方法在10组运动集上均获得了较佳的配准结果,实验结果表明本文所提方法有效提高了运动平均方法的计算精度与效率.此外,当运动集包含大量外点时,采用本文所提方法仍能获得较为准确的配准结果,表明本文所提方法具有较强的鲁棒性.

以血凝酶为例的药品不良反应自动监测反馈系统体温异常数据分析

目的评价药品不良反应(ADR)自动监测反馈系统监测血凝酶致体温异常ADR的准确性,为建立基于自动监测反馈系统的血凝酶体温异常ADR监测方案提供参考。方法采用回顾性研究方法,提取医院ADR自动监测反馈系统2020年9月1日至2021年8月31日监测到的注射用尖吻蝮蛇血凝酶、注射用矛头蝮蛇血凝酶、注射用白眉蛇毒血凝酶致体温异常的ADR报告2434份(涉及患者2434例),以及该时段医院使用血凝酶的11602例患者的临床数据,以血凝酶药品说明书中的标准值作为该药ADR的判断标准,对数据进行多层次统计与分析,评价ADR自动监测反馈系统监测的准确性,并提出改进方案。结果ADR自动监测反馈系统监测到的上述3种血凝酶体温异常ADR发生率分别为19.05%,32.31%,17.51%,与设定的标准值存在较大差异;一过性低热(≤37.5℃)且无不适症状的发生率分别为64.46%,54.45%,73.86%,占比均较高;3种血凝酶引起体温异常ADR患者的年龄均存在显著差异(P<0.01);神经外科手术患者和肿瘤患者该ADR的判断不适合自动监测,其他患者的血凝酶单药引起中热、高热(>38℃)ADR的发生率分别为0.22%,0.20%,0.03%,与药品说明书中ADR发生率标准值接近。结论利用ADR自动监测反馈系统监测血凝酶单药引起的体温异常ADR发生率准确、快速,能较好地监测到一过性低热且无临床不适症状的ADR,漏报较少,但神经外科手术患者和肿瘤患者需药师结合临床判断。

转向与坚守:“双减”实施后影响学生全面发展的潜在问题与风险防范

“双减”之下,有减有增,不变的是学校的育人本位和学生全面发展的目标本质。促进学生全面发展目标作为学校人才培养的终极目标,主要将马克思主义关于人的全面发展学说作为其理论基础,同时又受到物质生产条件和社会关系等客观历史条件的制约。“双减”政策为学生的全面发展提供了新契机,但“减负”并不是实现学生全面发展的充分条件。在“双减”政策破解学生学业负担困境的基础上,对学生全面发展目标本质性考量的缺失,会使得影响学生全面发展的潜在问题由学业负担过重、学科学习显性竞争、综合素质不全面转向核心素养培育不足、学科学习隐形变异、个性发展不充分。为实现对学生全面发展目标的本质坚守,需要变功利为功效、立自主破内卷、既成才又成人,以促进学生核心素养培育、发挥学生主体地位、保障学生长足发展。

再论滕尼斯“共同体”理论的中国化——以杨懋春“集镇区”概念的提出为考察中心

滕尼斯“共同体”理论中国化问题有着重要的当代意义,有必要依托新的案例进行再论和新的阐述。杨懋春“集镇区”概念的提出,意在共同性因素与地域性因素并重,既体现出滕尼斯“共同体”(gemeinschaft)理论对共同性的注重,也体现出帕克“社区”(community)理论对地域性的注重,不仅是帕克“社区”理论中国化的重要表现,也为推进滕尼斯“共同体”理论的中国化作出了特殊贡献。对杨懋春“集镇区”概念之提出进行梳理,对其独特而重要的学术意义及影响进行揭示,进一步印证并深化了“德文gemeinschaft(‘共同体’)概念的引入,与英语世界中community概念的引入和中文语境中‘社区’概念的提出有着复杂的‘交集’关系”的相关认识,也有助于滕尼斯“共同体”理论中国化问题的深入反思与澄清。

数智时代语言规划须顺势而为

语言规划是人类有意识改变或调节语言的结构与功能的活动,旨在使语言能更好地适配社会需要,助推社会发展。对语言进行有意识的改变与调节不是一件容易的事,一是因为语言与人和社会的关系密切,否则也不会有“规划语言就是规划社会”的说法;二是由于语言不仅是交流的工具,也具有文化的容器、身份的象征、知识的载体、社会的镜子、国家的资源等功能。这些语言功能的重要性会随社会发展水平的不同而不同,这就需要规划者能顺势而为地规划人与语言、社会、国家之间的关系。

内江市大豆生产现状调研

根据四川丘陵区大豆等粮油作物一线生产情况,挖掘丘区大豆生产的扩面增产潜能,调研出内江市开展大豆及粮油生产结果如下:①内江市大豆种植推广到位,其中全田种植大豆和春玉米套作夏大豆复合种植2种模式种植效果最佳。②小农户种植是内江市农业科技应用率偏低的主要原因,规模化种植能够有效提升科技成果的应用。③规模化粮油种植实现稳定盈利,是实现内江市乃至四川丘区农业现代化的关键。④基于内江市的地理条件,通过耕地机械化改造和农业资源的有效配置,完全可以实现粮油种植成本有效降低和粮油产量的大幅度提升。

基于天然源面波地形校正的堰塞体探测

为提高堰塞体的天然源面波探测成果中面波速度值的准确性及计算面波速度记录点空间位置,改变以往处理模式中假定各检波器在同一高程的前提,在面波数据处理中加入台阵中各检波器的高程值,并采用最小二乘法计算各测点的面波速度记录点空间位置,进行地形校正处理,从而提高面波速度值和面波速度记录点空间位置的准确性。将此天然源面波地形校正处理技术应用于唐家山、叠溪、松坪沟等堰塞体探测中,结果表明:经地形校正处理后,探测平均误差由8.8%降低至4.3%,并使现场检波器台阵布置灵活性提高,提升了探测效率。在目前没有自带地形处理功能的面波处理软件情况下,该技术实现了对面波数据处理结果的地形校正,提高了面波勘探精度。

参松养心胶囊治疗室性期前收缩临床观察

室性期前收缩在临床中是一种常见的心律失常症状,本文研究室性期前收缩患者服用参松养心胶囊后的效果。方法 从我院选取100名患有室性期前收缩患者作为本次的研究对象,并将这100名患者分为两组,分别为观察组和对照组,每组各50名患者。对照组的患者服用琥珀酸美托洛尔缓释片治疗,而观察组的患者服用参松养心胶囊治疗。结果:观察两组患者治疗后的状况,观察组的患者其治疗效果好于对照组,并且患者的症状也有了明显的改善,在治疗过程中也没有产生任何不良反应现象,其差异具有统计学分析的意义(P<0.05)。结论 通过研究发现,室性期前收缩患者服用参松养心胶囊治疗,可以更好的缓解其症状,并且其药品安全性能较高,在服药期间不会产生相应的不良反应,有效的缓解了患者的疼痛,提高了患者的生活质量。并突破西药治疗心律失常因严重不良反应而限制长期应用的现状。为中医中药治疗心律失常提供依据。

集成电路工艺制程虚拟仿真实验设计

高校普遍存在难以建造完整的集成电路工艺线,导致工艺实验难以有效开展,在一些特殊情况(如突发疫情)下,原本建立的校企、校校合作方式开展的工艺实验难以实施等问题。针对存在的问题,以在功率集成电路中广泛应用的横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件为例,开展集成电路工艺制程虚拟仿真实验设计。基于半导体工艺计算机辅助设计(Sentaurus TCAD)虚拟仿真平台,完成LDMOS器件的结构设计、工艺设计、性能测试等实验环节,涵盖了集成电路从硅片选型到芯片成型的全流程工艺。

考虑原动机调速特性的中压直流发电机组动态仿真模型

鉴于原动机调速特性对舰船中压直流(MVDC)发电机组运行影响的重要性,该文基于十二相同步发电机及其三相交流励磁机数学模型提出MVDC发电机组动态建模方法,以解决多相整流发电机及其励磁系统难以考虑原动机动态调速特性的难题。以某型燃气轮机整流发电机组动态仿真模型为基础,建立了频率不同的十二相同步发电机与三相交流励磁机组合模型,阐述原动机调速与发电机励磁调压相互耦合的计算流程。实测与仿真结果表明,该型燃气轮机发电机组在突加20%负载工况时转速跌落较大,且转速恢复过程需约20 s,但MVDC发电机组通过调节励磁系统可在1 s内使直流母线电压恢复稳定,从而为负载提供稳定直流功率输出。在校准仿真模型的基础上,通过系统分析突加不同比例负载时的转速、燃油流量、励磁电流、输出电压等性能参数变化规律,获取了燃发机组允许突加负载上限约为30%的运行边界认知,为MVDC发电机组励磁系统设计以及如何预留充足的短时强励能力提供了理论支撑。

沉香和胃丸辅助常规西医治疗胃溃疡的疗效观察及对溃疡愈合、胃运动功能的影响

目的探讨沉香和胃丸辅助常规西医治疗在胃溃疡患者中的应用效果及对溃疡愈合、胃运动功能的影响。方法选取2022年1月至2022年12月三亚市中医院收治的胃溃疡患者108例作为研究对象,随机数字表法分为对照组(54例)、观察组(54例),对照组采取常规西医治疗,观察组采取沉香和胃丸辅助常规西医治疗。观察两组临床疗效、Hp转阴率、治疗前后溃疡愈合、中医证候积分、胃运动功能、胃黏膜形态学评分、免疫炎症相关指标[基质金属蛋白酶抑制剂-1(TIMP-1)、环氧化酶-2(COX-2)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)、核转录因子-κB(NF-κB)]变化情况。结果观察组治疗总有效率94.44%高于对照组81.48%(P<0.05);治疗8周后,观察组Hp转阴率(92.59%)高于对照组(83.33%)(P<0.05);治疗8周后,观察组食少纳呆、胃脘胀满、神疲乏力、大便溏泄等证候评分均较对照组降低(P<0.05);治疗8周后,观察组溃疡周围黏膜充血、溃疡底部厚苔及溃疡周围再生上皮面积均小于对照组(P<0.05);治疗8周后,观察组胃排空时间较对照组缩短,胃窦收缩频次较对照组降低,胃窦收缩幅度及胃窦、十二指肠协调性均大于对照组(P<0.05);治疗8周后,观察组腺体密度、慢性炎症细胞和活动性炎症细胞浸润、黏膜厚度等评分较对照组降低(P<0.05);治疗8周后,观察组胃黏膜组织COX-2、NF-κB表达及血清TIMP-1、MMP-9水平均低于对照组(P<0.05)。结论沉香和胃丸辅助常规西医治疗能显著提高疗效,改善胃溃疡患者胃运动功能,促进溃疡愈合,这可能与抑制COX-2、NF-κB表达,降低血清TIMP-1、MMP-9水平有关。

基于准连续域束缚态的全介质超构表面双参数传感器

本文设计了由不对称半圆柱对阵列组成的全介质超构表面,获得了两个高品质因子的准连续域束缚态模式(quasi-bound states in the continuum,QBIC).通过选择不同形式的对称破缺,在近红外频段均可产生两个稳健的QBIC,并且二者的谐振波长、品质因子、偏振依赖等表现出不同的特性.模拟计算表明,通过测量两个QBIC的谐振波长,能够实现折射率和温度的双参数传感;通过调节不对称参数,利用QBIC的品质因子依赖于不对称参数的二次方反比关系,理论上能够提高品质因子到任意的数值,从而实现传感性能的提升和调节.该超构表面的折射率传感灵敏度、品质因子和优值分别达到194.7 nm/RIU,45829和8197,其温度传感灵敏度达到24 pm/℃.

基于跨越连接与融合注意力机制的红外弱小目标检测方法

针对复杂背景红外小弱目标信号弱、特征不明显、干扰虚警多等检测性能低问题,提出基于跨越连接与融合注意力机制的单阶段红外弱小目标检测算法。该方法融合注意力机制与残差网络提取小目标多特征,减少复杂背景干扰;双向跨越连接结构融合低层与高层各自的特征信息,凸显小弱目标特征表达能力;增加一个高分辨率检测层,重新聚类弱小目标先验框,增强目标与背景的特征差别学习能力;最后,建立真实目标和预测目标框的高斯分布模型,计算两者相似性,解决因IoU度量造成的目标损失回归偏差敏感问题,提升损失回归准确性。在公开红外小目标数据集上进行对比测试,实验结果表明该算法对多种复杂背景下红外小弱目标检测均取得了最佳性能,在平均精度和速度等方面都得到显著提升,模型最小,方便部署。

基于自适应RBF神经网络具有模型不确定性的四旋翼无人机指定时间预设性能控制方法

四旋翼无人机具有强耦合和欠驱动的特点,在飞行过程中很容易受到外界干扰,进而影响整个无人机系统的稳定性和精度。为此,提出了一种基于RBF神经网络的指定时间预设性能约束控制策略。首先,针对四旋翼无人机的不确定数学模型难以精确建立,并且在执行任务过程中存在外部未知扰动问题,提出了一种基于指定时间预设性能控制方法,将四旋翼无人机的轨迹跟踪问题转换为对位置子系统和姿态子系统的期望指令跟踪问题;其次,在设计控制器过程中,为了解决“微分爆炸”问题产生的滤波器误差,引入一种新型滤波误差补偿方法,通过RBF神经网络逼近外部未知扰动,并将预测结果补偿给控制器以提高轨迹跟踪的鲁棒性。最后,应用仿真模拟方法验证无人机控制系统稳定性和性能优势,通过飞行试验验证,微风聚拢环境下实际飞行轨迹与仿真模拟结果趋于一致,自主轨迹跟踪起降位置偏差小于1 cm,证明了所提出算法的有效性。