基于CED-YOLOv5s模型的煤矸识别方法研究

由于煤矿井下高噪声、低照度、运动模糊的复杂工况和煤矸易聚集现象,导致煤矸目标检测模型特征提取困难及煤矸分类、定位不准确问题。针对该问题,提出一种基于CED-YOLOv5s模型的煤矸识别方法。首先,在YOLOv5s主干网络中引入坐标注意力(CA)机制,通过将坐标信息嵌入信道关系和长程依赖关系中对特征图进行编码,充分利用通道注意力信息和空间注意力信息,使模型更加关注重要特征,抑制无用信息。其次,在YOLOv5s的检测头部引入EIoU回归损失函数,将目标框与锚框的宽高差异最小化,以增强目标的位置和边界信息,提高模型在密集目标下的定位精度和收敛速度;最后,在YOLOv5s的检测头部引入轻量化解耦头,解耦出单独的特征通道,分别用于分类任务和回归任务,解决了原模型中耦合头部分类任务与回归任务的相互干扰问题,进一步提升了模型的并行运算效率与检测精度。实验结果表明:CED-YOLOv5s模型与其他YOLO系列目标检测模型相比,综合性能最佳,平均检测精度达94.8%,相较于YOLOv5s模型提升了3.1%,检测速度达84.8帧/s,可充分满足煤矿井下煤矸实时检测需求。

基于无迹卡尔曼滤波算法的喷涂机器人末端位姿补偿系统

喷涂建筑机器人在进行建图时无法将地面平整度的信息包含在地图中。当机器人按照所建地图运行时,由于地面信息的缺失,喷涂建筑机器人工作末端的喷涂夹具无法与墙面平行。为补偿喷涂夹具相对于墙面之间的位姿误差,提出一种基于无迹卡尔曼滤波的多传感器融合的喷涂夹具位姿补偿方法:以位移测量传感器测得的数据构建夹具位姿的状态方程,以陀螺仪测得的数据构建夹具位姿测量方程;利用无迹卡尔曼滤波算法获得夹具姿态的最优估计并将其传递给机器人,从而实现对喷涂夹具位姿误差的补偿。搭建实验平台验证了误差补偿系统的可行性。实验结果表明,误差补偿后的喷涂夹具相对于墙面之间的角度误差减小至0.005°。

改进YOLOv5s的室内喷涂机器人的窗户检测算法

室内窗户检测对喷涂机器人实现自动化喷涂作业有着重要意义。现有的窗户检测模型受光照环境影响较大,且无法识别局部窗户图像,参数量多、计算量大,难以部署在算力有限的喷涂机器人上。针对以上问题,本文提出一种改进YOLOv5s网络的轻量级室内窗户检测算法,在YOLOv5s网络的基础上引入PP-LCNet和GhostNetv2两个轻量级网络,降低模型的参数量和计算量,提升模型的实时检测速度;再将基于Transformer编码的C3TR模块添加到主干网络,增强模型的特征提取能力,并使用SIoU损失函数加快网络的收敛速度,保留有利特征。实验结果表明,本文改进的算法相较于原算法参数量降低了77.7%,权重文件减小了75.7%,检测速度提高了77.8%,平均精度均值提升了2.9%。

空化水射流在渐进成形与冲蚀领域的对比分析

目的将高压水射流渐进成形技术与空化现象相结合,探索一种新的加工形式——空化水射流渐进成形技术,研究不同空化喷嘴内部结构、工作靶距对成形和冲蚀的影响。方法设计了5种不同内部结构的空化喷嘴,在相同工艺参数和不同靶距的条件下,对厚度为0.5 mm、尺寸为200 mm×200 mm的5052铝合金板以及厚度为10 mm、尺寸为50 mm×50 mm的1060铝合金块进行成形和冲蚀实验,测量样品成形高度和冲蚀损失质量,观察电子显微镜下样品的冲蚀外貌形态。结果喷嘴内部结构对空化效果有很大影响,有锥形扩散段的喷嘴空化效果更好,作用半径更大。喷嘴的作用区域呈3层圆环状,由许多涡旋组合而成。产生的空泡沿流动方向运动,在靶体附近溃灭,释放冲击力。在成形和冲蚀2种工况下,均存在最佳靶距,且随着靶距的增大,空化水射流的表面形态也发生变化,圆环的第1层直径保持不变,第2层、第3层直径显著增大。结论空化喷嘴的内部结构和靶距对空化水射流成形和冲蚀的影响较大,在实际生产应用中应根据使用场景、工作范围选择合适的工艺参数,以提高效率。

克隆挑取机器人控制系统设计与试验

为提高菌落挑取、接种效率,提出了一种基于运动控制器、图像识别算法和路径规划算法的智能挑取、接种、清洗、消毒系统。软件和硬件根据菌落样品智能处理系统的控制要求进行设计。系统采用运动控制板作为主控制器,实现伺服电机、光电传感器、气缸、电磁阀等设备的集成控制。系统前端基于Windows Form设计窗体和可视控件,后端采用多线程并发式通信及多线程插补运动技术实现对多台伺服电机的联动控制,视觉部分采用模式识别技术实现对目标菌落的识别、筛选与信息提取,数据库采用SQL Server实现对菌落及用户信息管理。通过调整对比度、亮度对采集的菌落图片进行识别,实现目标菌落的定位、筛选、路径优化、信息提取等。结果表明:路径优化后挑取路径缩短了34.37%。

基于知识图谱重构的“一体两翼”模块化教学实践——以C语言程序设计课程为例

新工科和双一流建设对工科专业人才培养提出了新的需求。以C语言程序设计课程为例,分析当前课程教学中存在的痛点问题,并结合学生学情特点,以学生为中心,从教学理念、教学手段、考核评价等方面出发,探索理论、实践、思政等教学改革思路,开展一种基于知识图谱重构的“一体两翼”模块化教学实践。将OBE理念与思政元素融入教学,增强学生的实践能力,培养其计算思维,突出课程教学的创新性和价值引领。该课程教学探索实践,可为其他程序设计类课程开展教学设计提供参考和借鉴。

川楝素调节Notch信号通路对甲状腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响

目的 研究川楝素通过调节Notch信号通路对甲状腺癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响。方法 体外培养人甲状腺癌细胞8505C,CCK-8法检测不同剂量川楝素对8505C细胞存活率的影响;将8505C细胞分为对照组、川楝素-L、M、H组、川楝素+DAPT(Notch信号通路抑制剂)组;EDU法检测8505C细胞增殖;Transwell检测8505C细胞迁移与侵袭能力;RT-PCR检测不同8505C细胞组Notch1、HES1、HEY1、Ki67、MMP-2的mRNA水平;western blot检测不同8505C细胞组Notch1、HES1、HEY1、Ki67、MMP-2的蛋白水平。结果 与对照组相比,川楝素-L、M、H组8505C细胞EDU阳性细胞率、迁移与侵袭细胞数、Ki67、MMP-2的mRNA以及蛋白水平均显著性降低,Notch1、HES1、HEY1的mRNA以及蛋白水平显著性升高,且呈剂量依赖性(P<0.05);与川楝素-H组相比,川楝素+DAPT组EDU阳性细胞率、迁移与侵袭细胞数、Ki67、MMP-2的mRNA以及蛋白水平均显著性升高,Notch1、HES1、HEY1的mRNA以及蛋白水平显著性降低(P<0.05)。结论 川楝素可能通过激活Notch信号通路,抑制甲状腺癌细胞8505C增殖、迁移和侵袭。

基于以太坊的服装设计版权方案

现有的中心化服装设计版权体系中,低质量抄袭作品层出不穷,而作品的审核周期长且完成度不是非常高的阶段性成果又无法得到认可,使得创作者维权时往往缺乏这一时间段的时间证明。此外,作品的版权确权并不简洁,不利于版权的使用,数据本身也有遭受攻击的风险。为解决上述问题,提出了一个基于区块链、零水印和星际文件系统(IPFS)的服装设计版权方案。区块链的不可篡改特性保证了数据安全,使得其与传统版权保护流程能够有效结合。同时将区块链取代以往零水印中的可信知识产权保护(IPR)中央权威机构,消除了第三方带来的隐患。智能合约结合时间戳功能可以准确提供各步骤的线上记录,让创作者能更好提供作品从草稿到成品的时间线证明,以便在版权纠纷中维护自身权益。而感知哈希也能剔除掉抄袭作品,从抄袭作品的登记源头来控制低级抄袭作品的出现,保证创作者的著作权。实验表明,整体功能完善、安全性高,其中零水印方案具备可行性和有效性,作品登记和查询消耗的以太坊资源Gas成本低。

当代体育网络教育课程建设与实施策略探讨

当代网络技术发展为高校教学提供了重要支持,且已广泛应用于各学科教学实践之中,高校体育教学亦不例外。但结合现阶段的实际情况来看,当代体育网络教育课程建设与实施仍然存在些许限制,如学校及教师对网络课程内涵的认识不清、体育网络课程体系不完善、网络课程网站制作水平低、教育内容单一化等,如此难免会影响整体的教学效果和质量。基于此,该文通过分析当代体育网络教育课程的内涵以及问题,有针对性地提出了当代体育网络教育课程建设与实施的策略,旨在为优化当代体育教学提供一些新的理论参考和启发。

钼精矿处理流程中杂质钾的释放机理

通过动力学分析和SEM-EDS、MLA、ICP等分析技术研究钼精矿处理过程中钾释放的动力学特征和机理。结果表明,钼焙砂在水洗和氨浸过程中钾释放的最佳动力学模型均为一级动力学模型,且钾在钼精矿中主要以可溶性钾离子和4种含钾矿物的形式存在。在钼精矿的焙烧过程中,一部分云母分解生成正长石,而另一部分云母则与杂质金属元素结合后形成钡铁云母。此外,快速冷却可有效抑制钼焙砂中云母向正长石的分解转化。研究结果可为降低钼酸铵产品中的钾含量提供依据。

基于NGO-VMD和DBO-SVM的滚动轴承早期故障诊断

针对滚动轴承早期故障阶段信号微弱难以提取和识别的问题,提出利用北方苍鹰算法优化变分模态分解参数,并结合蜣螂优化算法优化支持向量机的方法进行故障提取和分类识别。首先,采用北方苍鹰算法对变分模态的最佳参数进行搜索,将信号用变分模态分解为若干个本征模态函数;然后利用峭度选取最优本征模态函数;最后将其输入蜣螂优化算法-支持向量机诊断模型中进行故障分类识别。实验结果表明,北方苍鹰算法-变分模态分解方法在迭代次数和收敛精度上均有一定的优势,采用峭度选择最优本征模态函数,包络解调分析后提取早期微弱故障信号故障特征的能力最佳;蜣螂优化算法-支持向量机诊断模型能在故障信号微弱背景下,使故障诊断分类识别率有一定的提高。该方法具有较好的故障特征提取和分类识别能力,为滚动轴承早期故障诊断提供技术支持。

太阳能光热催化制氢研究进展

太阳能光热催化(SPTC)制氢技术是从遵循全光谱太阳能分波段能量禀赋特性出发,利用太阳能短波部分高品位光子的光效应驱动光催化反应,同时利用长波部分低品位光子的热效应驱动热催化反应或者辅助强化光催化制氢,可解决传统热催化的高能耗和光催化的低转化效率问题,实现全光谱太阳能的分波段协调转化高效制氢。本文首先介绍了SPTC的定义与分类,然后详细综述了热效应对光催化以及光效应对热催化的协同强化机制,最后对SPTC技术的发展前景进行展望,以期为该技术更广泛的研究及应用提供指导。

面向自动化铸造平台的多功能微孔板检测系统

生物分析技术正向高通量、高灵敏度、多功能方向发展,微孔板检测仪作为高通量分析的基础仪器,需要满足微量化、自动化、集成化的要求。目前国内单一功能的微孔板检测仪器技术成熟,检测精度已与国际水平相当,但多功能的微孔板检测仪还较少,大多使用进口仪器。进口产品价格昂贵,有些操作指令不公开,不易集成到自主研发的合成生物自动化铸造平台项目。本研究将对高精度吸光度检测和高灵敏度荧光检测等关键技术进行研究,开发具有吸光检测和荧光检测功能的微孔板检测仪,并自主开发控制系统及数据采集分析软件,使其易于接入自动化铸造平台。该微孔板检测仪结构紧凑,吸光检测和荧光检测模块独立,波段可扩展。通过实验测试,所研发的微孔板检测仪的吸光度检测重复性为0.3%,10 s内可完成96孔的吸光检测;荧光检测数据在皮摩尔浓度范围内线性度较好,对荧光素钠溶液的检测灵敏度大约3.9 pmol/L。此外,该系统可通过串口直接连接自动化平台集成控制系统,也可通过TCP方式进行远程通信控制。

钼精矿焙烧处理过程中典型杂质元素的热力学行为及分析

通过模拟实验结合X射线荧光光谱仪(X-ray fluorescence spectrometer,XRF)、电感耦合等离子光谱发生仪(inductively coupled plasma spectrometer,ICP)及矿物解离分析仪(mineral liberation analyser,MLA)等研究了钼精矿焙烧处理流程中多种杂质元素间的相互作用,在MLA对物相定量分析的基础上,采用Factsage7.0软件分析了钼精矿焙烧过程中不同杂质元素反应进行的热力学条件。结果表明:杂质元素在钼精矿及后续处理流程中的分布存在明显的粒度偏析,主要表现为K、Si等杂质更多以大分子量的矿物形式赋存在较粗粒度的钼精矿中,而Fe、Ca、Cu等杂质则更多以FeS_(2)、CaSO_(4)、CuFeS_(2)等小分子量的化合物形式赋存在较细粒度的钼精矿中。FeS_(2)、CaSO_(4)和SiO_(2)等杂质会在高温焙烧过程中与MoO_(3)形成致密度较高的混合物,降低Mo的浸出率。云母在钼精矿焙烧过程中会分解生成正长石,而正长石在CaF_(2)作助熔剂的条件下可转化出易溶于水的K、Al等金属离子进而被水洗去除。

宇宙黎明全天频谱实验研究进展

探索宇宙黑暗时代、黎明时代和再电离时代对于理解宇宙的演化具有重要意义,一直是天文学研究的一个重要方向。从2000年前后开始,人们尝试利用200 MHz以下的红移中性氢21 cm辐射对宇宙早期的演化进行探测,主要是两条路径,一种是利用大规模阵列对中性氢辐射进行三维成像或空间功率谱测量,另一种是通过单天线对21 cm中性氢全天平均频谱进行测量。后一种测量设备规模小,只需要单天线,但要求接收机具有高精度的校准能力。本文主要介绍近年来我们在国家天文台红柳峡观测站开展的全天频谱探测实验的进展情况,包括多种非频变天线设计、创新性的多通道交叉验证接收系统设计思想,以及初步的实验进展等,实验结果显示利用天线模拟器得到系统校准精度残差小于0.025 K,达到了自校准精度的国际水平。这些设备的研制和实验的开展将有力地推动我国未来的月球轨道或月基全天频谱探测项目。

液压启闭机活塞杆检测机器人结构设计与动力学分析

为实现自动检测水电站液压启闭机活塞杆上的锈蚀缺陷,快速检测出锈蚀缺陷位置并进行后续处置,防止出现液压启闭机漏油、控制阀门堵塞等不良后果,本文研制了一种水电站液压启闭机活塞杆检测机器人。文章首先提出检测机器人的结构设计方案,接着确定了其控制方案,然后利用仿真软件对检测机器人进行了动力学分析,分析机器人的速度、加速度以及在不同挤压力下机器人本体偏转角度等参数,最后进行液压启闭机活塞杆检测机器人样机爬行试验研究,验证机器人的可靠性和合理性是否满足设计目标。

化学品船下折角点疲劳强度分析

为便于设计人员把握《散货船和油船共同结构规范》(HCSR)在疲劳方面对结构设计的影响,对某双向不锈钢化学品船底边舱下折角点的疲劳强度进行研究。首先分析了HCSR疲劳分析理论、挪威船级社有限元仿真前处理软件(GeniE)与规范计算软件(Nauticus Hull)疲劳计算的方法,然后重点研究了板厚、板的角度、焊脚高度等设计参数和网格尺寸对疲劳强度计算结果的影响。研究结果表明:增加板厚、板的角度、焊脚高度均能提高疲劳寿命,但网格尺寸对疲劳强度影响很小。

一起羊巴氏杆菌与链球菌混合感染的实验室诊断

羊多杀性巴氏杆菌病又称为出血性败血症,是一种高度接触性传染病,其病流行会给羊场造成重大的经济损失。羊链球菌感染可引起患畜出现发热、下颌及咽喉部肿胀、纤维素性肺炎等症状,甚至导致死亡。2023年3月中旬,湖南省浏阳市某羊场发生疫情,部分羊群出现发热、咳嗽和呼吸困难等症状,且病死率高。为确诊病因,采集组织病料送至湖南中科基因检测公司进行病原诊断。结果发现,送检病料样品中未检测出相关病毒核酸,但分离出了羊巴氏杆菌和羊链球菌。经药敏试验发现,羊巴氏杆菌对链霉素、头孢噻呋、庆大霉素、阿莫西林、四环素、头孢他啶、头孢曲松、恩诺沙星和复方新诺明等抗菌药敏感;链球菌对阿奇霉素、头孢噻呋、磺胺甲氧嘧啶、头孢他啶和头孢曲松高度敏感。实验室诊断结果表明,该场羊群发生疫情是羊巴氏杆菌和链球菌混合感染引起的,且不同病原菌对抗菌谱存在差异,其结果为羊场疾病的治疗与防控提供了参考。