结合主动光源和改进YOLOv5s模型的夜间柑橘检测方法

【目的】解决夜间环境下遮挡和较小柑橘难以准确识别的问题,实现采摘机器人全天候智能化作业。【方法】提出一种结合主动光源的夜间柑橘识别方法。首先,通过分析主动光源下颜色特征不同的夜间柑橘图像,选择最佳的光源色并进行图像采集。然后,提出一种夜间柑橘检测模型BI-YOLOv5s,该模型采用双向特征金字塔网络(Bi-FPN)进行多尺度交叉连接和加权特征融合,提高对遮挡和较小果实的识别能力;引入Coordinate attention(CA)注意力机制模块,进一步加强对目标位置信息的提取;采用融入Transformer结构的C3TR模块,在减少计算量的同时更好地提取全局信息。【结果】本文提出的BI-YOLOv5s模型在测试集上的精准率、召回率、平均准确率分别为93.4%、92.2%和97.1%,相比YOLOv5s模型分别提升了3.2、1.5和2.3个百分点。在所采用的光源色环境下,模型对夜间柑橘识别的正确率为95.3%,相比白光环境下提高了10.4个百分点。【结论】本文提出的方法对夜间环境下遮挡和小目标柑橘的识别具有较高的准确性,可为夜间果蔬智能化采摘的视觉精准识别提供技术支持。

基于PIB-RRTstar的荔枝采摘机械臂运动规划方法

为解决非结构环境下,采摘机械臂路径规划时存在的效率低、采摘成功率不高的问题,提出一种结合人工势场法的四向搜索RRTstar算法。首先通过人工势场法对空间进行分割,获取空间分割点x_(split),进行四向搜索;其次结合人工势场法引导随机采样,提高采样节点质量;然后基于节点历史扩展信息,添加信息因子,实现自适应动态步长扩展。最后通过贪婪回溯对生成路径进行优化。通过二维模拟实验、6自由度机械臂下的仿真实验与采摘实验验证提出算法的有效性。二维仿真对比实验表明:相比于RRTstar算法,改进算法路径成本缩短2.01%,时间代价降低98.81%,迭代次数减少92.49%。在机器人操作系统(Robot operating system,ROS)中进行6自由度机械臂下的仿真实验,相比于RRTstar算法,规划时间减少93.17%,路径成本降低36.62%,扩展节点数减少97.00%。最后使用6自由度机械臂进行采摘实验,实验结果表明本文算法有效提升采摘成功率,采摘成功率达85%,并在结合姿态约束方法后,采摘成功率达95%。所提出的路径规划方法在路径规划时间上存在一定优势,采摘实验证明本文算法可提高荔枝采摘成功率。

附水复杂圆柱壳的声振分析及实验对比

提出了一种求解内部复杂结构的水下圆柱壳声振特性的计算方法,计算了含内部结构的加筋圆柱壳附水壳体的低频段振动响应及全频段声辐射特性,低频段采用有限元(FE)法,中、高频段采用统计能量分析(SEA)法,实验验证了有限元-统计能量分析(FE-SEA)方法的准确性。结果表明:低频段振动响应和全频段声辐射计算结果与实验结果吻合良好,FE和SEA方法分别在1~1000 Hz和1~10 kHz范围内可获得较准确的结果,说明FE-SEA方法求解含内部结构的圆柱壳的声振特性是可行的,但需要确定不同频段的计算方式。由于网格质量的限制,FE方法对中、高频的计算不具有优势,SEA方法关注结构平均功率流,无法获得具体位置振动响应。

“电子爸妈”现象:破解青年亲情维系的迷思

青年亲情维系是伴随城市化进程不断深进的一项社会议题,社交媒体平台构建出“电子爸妈”的新家庭生活形式,引发了舆论争议。“电子爸妈”现象的本质是青年与家庭之间存在加速社会之下的时间断裂、悬浮社会之下的空间断裂、数控社会之下的生活断裂,具有诱发青年陷入虚幻的亲情满足、过度的情感消费、断亲的持续发生等潜在风险。因此,提出激发青年自我觉醒、规范媒介传播平台、满足青年合理诉求的本真回归之路。

碗式HP磨煤机用笼型异步电动机性能分析

根据碗式磨煤机对驱动电机的转矩及电流等性能的要求,介绍了该类负载用笼型异步电动机转子槽型的特殊设计思路。以一台670 kW、6极电动机为研究对象,介绍电机的设计方案,并利用有限元法模拟该电机堵转运行工况及额定运行工况,进而计算电机各工况相应的性能参数。最后,将理论计算结果和电动机型式试验结果进行对比分析,确认碗式磨煤机用电机设计思路和设计方法的合理性。

基于UI-LSTM模型的短时降水预测研究

降水临近预报是为了预测未来短时间的降雨量。现有大多数基于循环神经网络(Recurrent Neural Network,RNN)的降水预报模型,采用单一的卷积核对输入和隐藏状态的特征进行提取存在局部性,不能捕获雷达回波图中复杂的物理变化,且未有效提取时空相关性和对强降雨区域的精准预测。针对现有模型存在的问题,提出了UI-LSTM模型用于降水临近预报,能够有效地提取雷达回波序列的时空相关性,采用了U形结构,同时使用跳过连接进行特征拼接,学习到整个雷达回波图的上下文语义信息,且将浅层和深层信息进行特征融合。加入了Inception结构来代替ConvLSTM细胞结构中输入到输入和状态到状态的卷积,通过不同大小的卷积核,有效提取输入,隐藏状态的特征。在公开数据集(CIKM AnalytiCup 2017)进行实验并与其他模型进行对比实验。实验结果表明,UI-LSTM模型在HSS、CSI、MAE和SSIM指标整体上要远高于其他对比模型,且提高强降水天气预测的准确率。

一种多气象特征融合的时空降尺度模型

针对现有的深度学习气象时空降尺度方法较少、数据融合方式较为单一、气象图像纹理细节信息重建效果不佳等问题,提出了一种基于多特征融合的时空降尺度模型(Spatio-Temporal Downscaling Model Based on of Multi-Feature Fusion,STMFF)。设计一个动态数据融合模块(Data Fusion Module,DFM)对动态辅助数据进行融合,对特征时间插值模块进行改进,实现更加有效的静态数据融合;使用局部时间特征比较(Local Time Feature Comparison,LFC)模块来提高视频帧插值后每帧的图像质量,并采用基于多尺度特征提取的残差Swin Transformer模块(Residual Swin Transformer Module Based on Multi-Scale Feature Extraction,MF-RSTB)获得每帧图像的多尺度特征。基于法国雷达降水公开数据集的验证表明,STMFF最优结果较对比算法的MSE最大降低74.42%,最小降低4.28%,且在每帧图像的主观视觉效果上也更具优势。

VTI介质改进声学近似qP波交错网格正演模拟

Alkhalifah提出的声学假设近似令沿TI介质对称轴的qSV波速度近似为0,建立了相应的qP波波动方程并进行了数值模拟,但存在两个不足:一是方程中存在退化的qSV波解,不是纯qP波波动方程;二是方程不适用于ε<δ(ε和δ为Thomsen参数)的介质。为此,在Liang等的工作基础上,将改进声学近似方法的思想引入qP波频散关系和一阶波动方程推导。令qSV波的精确频散关系中的圆频率为0,同时结合椭圆分解,推导了VTI介质纯qP波解耦频散关系,利用改进标量算子的空间域渐近近似建立了VTI介质改进声学近似qP波一阶速度—应力波动方程,采用交错网格有限差分算法实现了基于改进声学近似的VTI介质纯qP波正演模拟。频散关系分析和数值示例表明,基于改进声学近似的qP波一阶波动方程不包含退化qSV波,是纯qP波方程,与弹性波波动方程模拟结果吻合较好,具有较高精度,并且该方程在ε≥δ和ε<δ的VTI介质中均是稳定的,同时也适用于复杂VTI介质。

VTI介质修正声学近似qP波波动方程与模拟

各向异性介质中纵横波通常耦合在一起传播,纵横波解耦是地震波传播理论研究的重要内容。经典的声学近似通过设置垂向qSV波速度V_(S0)为0来解耦qP波场,但是存在退化qSV波等问题。本研究将垂向qSV波速度V_(S0)考虑成波数k_(x)、k_(z)和各向异性参数ε、δ的函数,对声学近似进行修正,推导了VTI介质修正声学近似qP波频散关系和波动方程。VTI介质修正声学近似qP波波动方程包含椭圆项和非椭圆项两部分,因此采用混合有限差分/伪谱算法进行求解,即采用有限差分法求解椭圆项、伪谱法求解非椭圆项。频散关系分析和数值示例表明,基于修正声学近似的qP波波动方程不包含退化qSV波,是纯qP波方程,与弹性波方程模拟结果吻合较好,且具有较高精度;该方程在ε≥δ和ε<δ的VTI介质中均是稳定的,并且精度高于声学近似模拟结果。

一种基于实测飞行轨迹的惯导误差分析方法研究

针对传统蒙特卡罗仿真方法用于惯导误差分析时计算量大且参数调整不便的问题,提出了采用Kalman滤波的状态均方误差预测公式结合惯导误差传播方程进行误差协方差分析的新方法。该方法将惯导总误差分解为各种不同误差因素的线性组合,且各误差因素之间是相互独立的,误差计算和参数调整都非常简单方便。以一组实测飞行轨迹数据为例,利用所提协方差分析方法进行误差分解,并将结果以多种形式直观展示,显示了新方法在误差分配和精度评估中的优越性。

基于机器学习的冠心病稳定型心绞痛痰浊闭阻证诊断模型研究

目的构建冠心病稳定型心绞痛(CSAP)痰浊闭阻证诊断模型,为临床辨证提供参考。方法收集2022年5月-2024年1月于山东中医药大学附属东营医院心内科就诊的305例CSAP患者临床资料,运用最小绝对收缩和选择算法(LASSO)筛选特征,通过机器学习(ML)算法构建多个模型并进行比较,筛选出最优ML模型进行训练、验证与测试。通过沙普利加性解释(SHAP)的方法对最优模型的运行逻辑进行解释,并提供2个典型示例,帮助使用者理解模型的运行逻辑。结果LASSO回归显示胸部闷痛、体质量指数(BMI)、肢体困重、饮酒史、年龄、三酰甘油(TG)、总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)为纳入模型中的特征。经过多模型比较,高斯朴素贝叶斯(GNB)模型展现出的效能最为优异。最终构建的GNB模型在训练集的平均AUC为0.938(95%CI:0.903~0.972),验证集的平均AUC为0.927(95%CI:0.851~0.992),测试集的AUC为0.856(95%CI:0.751~0.961)。学习曲线显示,模型中训练集和验证集之间的误差随训练样本数量增加而收敛,校准曲线显示模型对观察到的痰浊闭阻证患者的预测概率具有较好的一致性,临床决策曲线(DCA)显示模型在<0.7的决策阈值下能为患者提供临床获益。SHAP重要性排名特征依次为胸部闷痛、BMI、LDL-C、TG、肢体困重、TC、饮酒史和年龄。结论本研究构建的CSAP痰浊闭阻证诊断模型能够辅助医师对患者进行辨证,从而制定中西医结合的临床治疗方案,帮助患者获得更好的疗效。

HPVE6感染对女性乳腺和卵巢癌变的影响

近年来,人乳头瘤病毒(Human papilloma virus,HPV)感染越来越引起人们的重视,随着宫颈癌筛查的普及,女性宫颈癌的发病率也随之下降。HPV的感染会增加宫颈癌的发病率,但人乳头瘤病毒E6(HPVE6)感染导致女性生殖系统病变的途径暂不明确。HPVE6可作用于肿瘤抑制因子p53,导致p53降解,在应激条件下,p53通过促进细胞凋亡和DNA修复来严格调节细胞生长。当p53发生突变时,会出现功能缺失,导致细胞异常增殖和肿瘤进展。另外,HPVE6感染可能通过引发抗病毒和癌症基因组DNA脱氨酶APOBEC3B(APOBEC3B)上调来影响乳腺和卵巢癌变。我们综述了有关HPVE6感染对女性生殖系统影响的文献,希望阐明HPVE6感染对女性乳腺、卵巢癌变的潜在危害。

西藏墨脱复杂地形X波段相控阵偏振天气雷达降水观测和反演方法研究

墨脱的降水变化与印度洋、孟加拉湾的水汽向内陆的输送、夏季风及我国东部雨带的推进过程联系紧密。它的独特地形与西南气流的相互作用在当地形成了年均降水超过2000 mm的降水带。但墨脱的复杂地形与有限的电力交通条件造成了降水观测的困难。2019年,第二次青藏高原综合科学考察研究任务专题项目在墨脱设置了一部X波段双偏振相控阵雷达,实现了对墨脱云降水的连续观测,对当地生态环境和云水资源研究以及高原东南水汽通道特征研究等具有重要的意义。文中使用墨脱X波段双偏振相控阵雷达2020年6-8月的观测数据,使用统计手段筛选降水回波片段,整合后构造得到符合墨脱复杂地形的混合仰角;利用2019年墨脱雨滴谱数据计算雷达参量、拟合得到适合墨脱地区降水特点的X波段天气雷达定量降水估测(QPE)公式。在此基础上选取2020年7-8月三次累积降水量、平均雨强、持续时间各不相同的降水过程,使用线性规划方案计算ΦDP(差分传播相移)、最小二乘拟合计算KDP(差分传播相移率)、“ZPHI”降水廓线算法订正ZH(反射率因子);以ZH和KDP为阈值,使用R(ZH)与R(KDP)分段估测降水,与单独使用R(ZH)和R(KDP)的估测结果进行对比;并基于降水估测结果和雷达参量的水平分布探讨降水分布与地形的关系。本文经过质量控制的ZH、 KDP数据质量有明显改善;使用统计方法构造的混合仰角有效回波面积大于使用SRTM1 v3.0地形数据构造的混合仰角,三次降水的典型时刻参量与过程累积降水量和平均ZH、 ZDR能初步反映降水变化与地形的关系;本文的降水估测公式和分段估测降水方法整体结果表现良好,各评估参数均具有较好的表现;结果表明:(1)墨脱雷达周边地形变化剧烈,根据现有地形数据构造的混合仰角在降水估测中表现不如本文统计筛选雷达观测数据得到的混合仰角数据;(2)本文采用的数据质控方法、定量降水估测公式与分段估测方法(PEM)在降水反演中表现良好,与单一的R(ZH)、 R(KDP)方法相比,得到的结果在CC和RMSE无明显变化的情况下,估测误差明显减小;(3)墨脱降水的发生发展或与西南气流被河谷偏北方山坡抬升有关,较大雨强、较小粒子直径的云位于地势平缓的谷底。

基于YOLO v5-Lite的自然环境木瓜成熟度检测方法

利用深度学习实现视觉检测技术对自然环境下树上木瓜成熟度的识别,从而监测木瓜生长期成熟度有重要意义。针对目前木瓜的成熟度主要以人工判断为主,缺乏对木瓜成熟度快速、准确的自动检测方法问题,本研究基于轻量化YOLO v5-Lite模型,对自然环境下木瓜成熟度检测方法进行研究,通过采集的1386幅木瓜图像,训练得到最优权值模型。实验结果表明,该模型对木瓜检测mAP为92.4%,与目前主流的轻量化目标检测算法YOLO v5s、YOLO v4-tiny以及两阶段检测算法Faster R-CNN相比,其mAP分别提高1.1、5.1、4.7个百分点;此外,在保证检测精度的前提下,检测时间为7 ms,且模型内存占用量仅为11.3 MB。同时,该模型对不同拍摄距离、不同遮挡情况、不同光照情况下的果实均能实现准确识别,能够快速有效地识别出复杂背景下木瓜果实的成熟度,具有较强的鲁棒性,可以为木瓜果园的产量估计和采摘机器的定位检测提供技术支持。

侵蚀性葡萄胎误诊1例并文献复习

妊娠滋养细胞疾病是一组来源于胎盘滋养细胞的疾病,根据组织学分为良性、恶性妊娠滋养细胞肿瘤,后者较常见的类型是侵蚀性葡萄胎和绒毛膜癌。本文报道1例侵蚀性葡萄胎误诊的诊治过程,以期为临床诊治提供参考。

萤石矿床成因研究方法及发展趋势

萤石是重要的战略性非金属矿产,深化其成因理论的研究至关重要。笔者对萤石矿床成因研究方法的进展进行综述,以期促进国内萤石矿床成因的深入研究,助力新一轮找矿突破战略行动。在对全球和中国的萤石矿床分布特征和成因类型进行归纳总结的基础上,重点从流体包裹体、成矿流体和物质来源、成矿年代学等方面综述了目前的主要研究现状和进展。总结了萤石的流体包裹体组合和单个流体包裹体原位成分分析技术,探讨了H-O-Sr-Ca-Nd同位素示踪物源,讨论了原位微量稀土元素对成矿过程的精细刻画等。笔者认为应该重点使用原位分析技术对流体包裹体和萤石成分进行测试,以便更精细的刻画成矿流体组分的演化过程。萤石Lu-Hf、U-Pb、Sm-Nd、(U-Th)/He和裂变径迹年代学不仅对精确获得含萤石的矿床成矿年龄至关重要,而且在矿产勘查中对矿床抬升剥蚀的正确认识也十分有必要。

镁改性水生植物生物炭吸附水中的微囊藻毒素-LR

利用水生植物苦草和狐尾藻制备镁改性生物炭,并对生物炭的比表面积、孔隙度、元素组成、pH_(pzc)、FTIR、XPS、XRD进行表征,开展吸附水中微囊藻毒素-LR(MC-LR)的研究.结果表明,与未改性生物炭相比,镁改性生物炭具有较大的比表面积和中孔孔容,其表面负载有MgO和Mg(OH)_(2),且具有更多的含氧基团和更高的pH_(pzc).以2.0 mol·L^(-1)的MgCl_(2)浸渍制备的镁改性生物炭对MC-LR的去除效果最佳.准一级、准二级动力学、Elovich和颗粒内扩散模型都能在不同程度上较好地描述吸附过程.吸附等温线符合Langmuir和Freundlich模型,且较高的温度有利于对MC-LR的吸附,而较高的pH和较大分子量的DOM会抑制吸附.颗粒内扩散、中孔填充是吸附的重要机制,还可能存在氢键、静电吸引和π^(+)-πEDA相互作用力.本研究为水生植物残体资源化利用提供新的思路.

基于三维场景隧道洞口方案设计系统研发与应用

针对铁路隧道洞口工程变化多、工程数量计算复杂以及传统二维设计方式不直观等问题,研发了一种基于三维场景开发的洞口方案设计系统。该系统以隧道设计数据为核心,搭建隧道参数化构件库,交互式设计隧道边仰坡、洞门结构、防护结构等,快速实现隧道洞口方案设计,还可以统计工程量。通过人工智能手段还可以快速识别隧道洞口偏压。经过工程应用验证,该系统技术方案可行,能明显提高隧道洞口方案设计的工作效率和质量。

中国香港中学文凭考试地理学科“实地考察为本题目”的设立、评析与启示

地理实践力是地理学科核心素养之一,学界在其教学上已积累较多成果,却仍待改善其在高考评价体系的呈现形式。中国香港中学文凭考试地理学科的“实地考察为本题目”是对学生地理探究能力的正式评价,具有“坚持科学研究取向”“聚焦地理实践数据”“关注地理系统综合”“固定设置开放试题”的特征,对内地地区推进完善教学评价体系、创设考查地理实践题型、量化区域地理环境特色有启示作用。

肺癌分子靶向治疗EGFR-TKI患者证候及中医处方用药研究进展

表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(Epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor,EGFR-TKI)是肺癌治疗领域的里程碑,中医药与分子靶向治疗EGFR-TKI相结合是肺癌综合治疗的新模式。辨证论治是中医的特色,中医药的精准配合,可以贯穿于分子靶向治疗EGFR-TKI的全程。通过查阅、归纳及分析近年来不同专家学者对分子靶向治疗EGFR-TKI相关肺癌患者不同治疗阶段的中医证候及中医处方用药研究的文献,总结肺癌分子靶向治疗EGFR-TKI患者在不同治疗阶段的证候分布及中医处方用药特点,促使中医辨证论治更加精准,旨在进一步提高临床上中医药配合分子靶向治疗EGFR-TKI的效果。