GNSS/IMU/LiDAR融合定位研究

为提升低成本卫星接收机和惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)条件下传统组合导航定位的抗干扰性和定位精度,本文通过融合GNSS、IMU、激光雷达(laser radar,LiDAR)来提高定位的鲁棒性及定位精度.在高楼遮挡等复杂环境下由于卫星信号丢失导致卫星定位结果降低,可通过GNSS与IMU的组合来提升导航定位的鲁棒性及其精度.如果卫星信号缺失时间过长,那么低成本条件下的GNSS/IMU组合定位精度仍不理想,本文提出利用LiDAR里程计输出的位置信息与传统组合导航通过扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)进行融合定位.实验得出:在无遮挡的环境下融合定位标准差(standard deviation,STD)精度较之卫星定位提升53.7%,均方根误差(root mean square error,RMSE)精度提升56%,较之GNSS/IMU组合定位STD精度提升37.9%,RMSE精度提升38.6%.在有遮挡的环境下融合定位STD精度较之卫星定位提升59.4%,RMSE精度提升71.3%,较之GNSS/IMU组合定位STD精度提升26.3%,RMSE精度提升33.7%.

矿井提升罐笼自发电装置的设计与仿真分析

矿井提升罐笼在煤矿的开采过程中工作环境复杂,在运行中需要对矿井提升系统进行监测、照明和内部监控。但罐笼直接供电的难度大,供电时间短,电池需要频繁的进行更换和检修。针对上述问题,进行了一种矿井提升罐笼自发电装置的研发,该装置能够将矿井提升机系统运行时产生的部分机械能转化为电能,对罐笼顶部的蓄电池充电。在满足罐笼内照明需求和保障罐笼运行时监控用电的要求下,确定方案的可行性并进行三维建模,其次采用ANSYS WORKBENCH对整体装置进行动力学分析及摩擦轮进行各阶模态分析,避免共振影响,然后对摩擦轮聚氨酯外圈进行磨损仿真以确保装置材料强度的可靠性。最后对实验样机进行测试,以此满足罐笼内用电需求,对于提升罐笼内部人员安全具有重要意义。

顾及时空特征的参考作物蒸散量集成学习估算

为提升参考作物蒸散量(ET_(0))的估算精度,以四川省为研究区域,发现全省ET_(0)的数据变化具有明显的时间和空间自相关性,继而在气象特征基础上引入时空特征构建以XGBoost, LightGBM,GBDT、随机森林和极限树为基模型的Stacking模型.将顾及时空特征的Stacking模型与其各个基模型以及经验模型彭曼公式(FAO 56 Penman-Monteith)的决定系数、平均绝对值误差和均方误差等多项指标进行了全面的精度对比验证.试验结果表明:在顾及空间特征的情况下,Stacking模型在测试集上决定系数精度提升了3%,平均绝对值误差和均方误差分别降低了51%和76%;在顾及时序特征的情况下,Stacking模型在测试集上的决定系数精度提升了4%,均方误差和平均绝对值误差分别降低了92%和72%.这表明时空特征的引入可有效提升模型估算ET_(0)性能.在同时顾及时空特征的情况下,Stacking模型相较于彭曼公式,决定系数提升了39%,均方误差、平均绝对值误差分别降低了95%和77%,并且,在2006—2010年逐年精度验证中,Stacking模型精度始终优于其每年最优基模型精度.因此,顾及时空特征的Stacking模型可有效提升四川省ET_(0)估算精度.

基于符号回归的四川省多因子气温空间插值

以四川省为例开展复杂地形下气温插值方法的研究,结合遥感数据、DEM数据与气象站点数据,基于符号回归分别构建多因子气温插值模型、少因子气温插值模型,并与多元线性回归模型和传统插值方法(反距离权重法、普通克里金法、协同克里金法)进行对比。结果表明:基于符号回归的两种模型与多元线性回归模型在四季插值精度均显著优于传统插值方法,其中多因子气温插值模型在四季精度皆为最高;评估基于符号回归的两种模型与多元线性回归模型在简单与复杂地形区域下的气温插值精度,多元线性回归模型在夏季整体精度最差,少因子气温插值模型在冬季的复杂地形区域插值精度最低,而多因子气温插值模型在两种地形区域的全年插值精度皆最优;多因子气温插值模型的气温空间分布特征与遥感气温产品最相近,整体误差较小,可精准反映气温空间分布特征。基于符号回归的多因子气温插值模型可以提升复杂地形区域气温插值精度。

结合多路梯度与重排序的AD-Census立体匹配算法

针对局部立体匹配算法在深度不连续和弱纹理区域匹配精度低,且容易受到噪声干扰的问题,提出一种结合多路梯度与重排序的AD-Census立体匹配算法。对传统的AD-Census变换进行改进,重排序不同尺度变换窗口中的像素,取中值作为中心像素点计算Hamming距离,使其对噪声具有更强的鲁棒性,并将八方向梯度信息相融合进行代价计算以增强可靠性;采用十字交叉域和4路径扫描线优化进行代价聚合,提高匹配精度;采用赢家通吃法则进行视差计算,同时引入多步骤视差优化策略得到最终的视差图。在Middlebury测试平台提供的标准立体图像上,所提算法的平均误匹配率低至4.62%,与经典和新颖算法相比,匹配精度明显提高,具有更强的稳健性。

羧甲司坦微囊的制备工艺优选

目的制备羧甲司坦微囊,优选羧甲司坦微囊的制备工艺。方法采用复凝聚法,以明胶、阿拉伯胶为囊材制备羧甲司坦微囊。以包封率和载药率作为制剂的主要评价指标,通过单因素考察实验优选羧甲司坦微囊的制备工艺。结果羧甲司坦、明胶和阿拉伯胶组成的混合囊材的最适宜比例为1∶1∶1.5;最适宜的成囊温度为35℃;最适宜的搅拌速度为600 r/min;最适宜的pH为3.0;最适宜的固化剂添加量为2 mL。根据最优制备工艺制备三批羧甲司坦微囊,包封率分别为80.73%、83.39%、82.23%;载药量分别为42.15%、43.46%、41.41%。所制备的微囊在显微镜下观察,其形状规则呈类圆形,粒径约为5~25μm。结论本研究所确定的羧甲司坦微囊制备方法简便易操作,微囊粒径较小、圆整度好。

基于分层优化的多源融合定位方法

为实现复杂室内环境下行人的精确连续定位,提出一种基于分层优化的多源融合定位方法。先利用Wi-Fi定位结果约束地磁匹配范围,再将粒子群优化(PSO)引入BP-AdaBoost集成学习算法,利用优化后的BP-AdaBoost-PSO算法融合Wi-Fi定位结果与约束后的地磁匹配定位结果。最后利用粒子滤波(PF)实现上述融合结果与行人航位推算(PDR)结果的融合定位。仿真结果表明:所提方法能够有效提升行人运动状态下的连续定位精度,并具有较好的鲁棒性。

聚氯乙烯移动树脂的化学修饰、表征及对Cr(Ⅵ)的高效吸附

通过聚氯乙烯(PVC)树脂与三乙烯四胺(TETA)的交联接枝反应制得一种高交换容量(10.52mmol/g)吸附树脂新材料,并通过红外分析(FTIR)、元素分析(EA)、热重分析(TG)等仪器对产物结构与反应机理进行了分析与表征。此外,还初步研究了PVC-TETA树脂对水中六价铬的吸附与再生性能。结果表明:PVC能成功地与TETA发生反应而制备出PVC-TETA吸附树脂;在改性的过程中,PVC会出现不同程度的消除反应而形成碳碳双键;合成的PVC-TETA吸附树脂对Cr(Ⅵ)吸附容量高达563mg/g,其吸附等温线符合Langmuir模型;该树脂经5次吸附再生循环后其吸附容量保持稳定,具有很好的实际应用性能。

一种机器鱼的位姿镇定控制算法

通过研究机器鱼的位姿镇定问题,提出一个两阶段的控制律。2个阶段分为:快速游向目标点和精确的位姿调整。在第一阶段,通过使用一种改进后的比例导引控制律,使机器鱼快速游向目标点;在第二阶段,采用一种时变反馈控制律来精确调整其位置和方向。最后,在全局视觉实验平台上进行了机器鱼的推球实验,实验结果验证了该算法的有效性。

基于拉线式位移计的空间位移测量系统研制

为解决目标点在空间移动时位移测量的难题,设计开发出一套空间位移测量系统。测量系统以Lab VIEW作为软件开发平台,使用3个拉线式位移传感计、美国恩艾公司的USB数据采集卡作为硬件设备,以三站式空间定位算法作理论依据进行位移测量和数据计算。测量算法可靠、实用,在确定站点信息后(两站之间长度),系统能根据3组不断变化的拉线长度数据,实现对目标点在空间内位移的测量,得到x、y、z 3个维度上位移数值,并且在系统软件界面中实时显示目标的空间变化。试验结果表明:本系统具有结构简单、容易实现、显示直观、精度较高等优点,具有很好的实用性。

高频板材的复介电常数测量方法研究

复介电常数是高频板材最重要的参数之一,准确测量高频板材的介电常数和损耗,对板材的实际应用十分重要。为了获得板材的损耗特性,设计了一种基于微带线的传输线电路,并对长度分别为25.4和127 mm的微带传输线进行仿真、加工和测试,得到DC-20GHz内的回波损耗S11和插入损耗S21,测试数据表明,S11值测试结果在-15 dB以下,且在20 GHz下传输线的插入损耗为24.02 dB/m。通过加工误差分析,电路参数变化50μm时,DC-20GHz内仿真S11max变化可达到6 dB左右。最后结合谐振环法对同一种板材进行测试,得到板材的相对介电常数和损耗角正切。结果表明该方法得到的损耗角正切精确度较高,且在2、10和20 GHz频段下误差小于10%。

新型压裂泵用蜗杆传动的接触应力有限元分析

根据压裂设备发展的需要,针对压裂泵传动机构在CS600新型压裂泵研制中采用蜗杆传动形式,按照啮合原理,采用以计算机语言编程计算为基础的离散模型构造法,建立平面二次包络环面蜗杆传动副的三维模型,在ANSYS环境中对其进行了静态接触分析。通过对蜗杆副接触应力分析,掌握了蜗杆副接触应力的状况,找出了该蜗杆副的优越性,为下一步压裂泵蜗杆传动的强度计算和结构设计奠定了理论基础。

热镀锌沉没辊装置振动固有特性影响因素研究

为研究沉没辊装置振动固有特性的影响因素，采用有限元技术，开展了沉没辊装置的湿模态和预应力模态分析，分别研究了流体密度、带钢断面及其张力等因素对沉没辊装置振动频率的影响程度及规律，并分析造成频率差异的原因。结果表明：沉没辊装置在锌液中振动时的频率比在空气中减小24．4％-58．8％，且频率随着流体密度的减小而增大；沉没辊装置在带钢断面及其张力等预应力作用下的固有特性影响很小，但一些具有不对称性的振型会减少轴承的工作寿命。

微电网中光伏电池的动态因素影响分析

针对含有光伏发电系统的微电网运行效率不高的问题,基于光伏电池输出具有高度非线性的特征和光伏电池的基本数学方程,提出了一个通用的光伏电池模型,根据该模型可以为微电网中光伏发电系统的电池模块选择最佳光强和温度,进而提高光伏系统的发电效率。仿真结果表明:该模型简单实用,能够很好地反映光伏电池实际特性,可为含有光伏发电的微电网控制策略的选择提供参考。

单向hotelling模型的拓展

在原有单向hotelling模型的基础上,探析生产成本对厂商定价和选址的影响。通过分析,位于右侧的厂商B的最优选择始终是位于最右端,位于左侧的厂商A的最优选择取决于厂商A的生产成本与运输成本的比值,当c1t<1时,厂商A的最优位置位于a*=(1-c1/t)/2,当c1/t≥1时,厂商A的最优选择是不进入该市场。

羧甲司坦微囊含量测定方法的研究

目的建立自制羧甲司坦微囊中羧甲司坦的含量测定方法,为羧甲司坦微囊处方、制备工艺的优化提供实验依据。方法采用紫外分光光度法在567 nm波长处测定,以茚三酮作为显色剂;高效液相色谱法采用WondaCract ODS-2 C18柱(250 mm×4.6 mm,5μm),流动相:pH 6.6磷酸盐缓冲溶液,检测波长:210 nm,流速:1 mL/min,柱温:35℃。结果紫外分光光度法:羧甲司坦微囊在32.10~80.24μg/mL范围内线性良好(R2=0.9990)。精密度、重复性、稳定性的相对标准偏差(RSD)均小于10%,平均回收率96.65%,RSD为1.48%。三批自制羧甲司坦微囊平均含量在34.60%以上。高效液相色谱法:羧甲司坦微囊在4.08~28.56μg/mL范围内线性良好(R2=0.9994)。精密度、重复性、稳定性的RSD均小于2%,平均回收率95.01%,RSD为1.90%。三批自制羧甲司坦微囊平均含量在43.22%以上。结论所建立的方法准确可靠,为该制剂的质量控制提供了实验依据,可用于羧甲司坦微囊含量的测定。

胸腺切除术不同手术方式及入路的研究进展

胸腺上皮肿瘤是前纵隔最常见的原发性肿瘤,以胸腺瘤较为多见,在我国居民中发生率较低。胸腺瘤生长速度缓慢,但具有潜在侵袭性,容易浸润周围组织和器官,部分合并重症肌无力(MG),故对于可手术切除的此类疾病,胸腺切除术常作为首选治疗措施。标准术式为胸腺扩大切除术,即对胸腺与其周边脂肪组织行完整切除处理。应用较为广泛的手术方法包括机器人辅助胸腔镜手术(RATS)、电视辅助胸腔镜手术(VATS)与胸骨正中切开术。随着微创技术的发展成熟,微创手术逐渐占主导地位。有充足的研究证明与传统胸骨正中切开术相比,微创胸腺切除术治疗早期胸腺瘤的短期效果更好,但对于理想手术方式及入路无统一意见。

血清样本中溶血、脂血对生化指标检测结果的影响分析

目的分析血清样本中溶血、脂血对生化指标检测结果的影响。方法选取收集的健康体检人员的血液标本60份,提取血清、充分混合并适当处理后将标本分为正常组、溶血组及脂血组。对三组血清标本行生化检验[包括血白蛋白(ALB)、总蛋白(TP)、总胆红素(TBIL)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、血尿素氮(BUN)、血糖(GLU)、肌酸激酶(CK)、血肌酐(Scr)],对比三组各检测指标间的差异。结果溶血组血清标本内ALB、TP、TBIL、AST、BUN、GLU、高于正常组(P<0.05);脂血组TBIL、ALT、GLU高于正常组(P<0.05);而三组间其他生化检测项目比较,无明显差异(P>0.05)。结论当血清标本存在溶血、脂血现象时,全部会对生化检验结果的精准度造成一定的干扰,故临床在血液标本的收集、转运与储存内,需对各类操作进行严格规范,以此避免漏诊、误诊情况的出现,最大程度的提升检验结果的准确性。

526例胸腔镜与机器人前纵隔肿物切除术的比较:一项回顾性分析研究

背景:前纵隔肿物微创手术方式及手术入路有多种,尚无标准手术方式。目的:通过分析比较胸腔镜与机器人前纵隔肿物切除术的观测指标差异,为临床手术选择提供参考。方法:收集2018年1月至2022年10月就诊于本医院行微创手术治疗前纵隔肿物的患者各项资料,根据手术方式分为胸腔镜手术组(406例)与机器人手术组(120例),对比两组的手术时长、出血量、引流管放置时间、引流量、术后疼痛视觉模拟评分(visual analogue score, VAS)、术后住院时间及围术期并发症的差异。结果:两组患者全部顺利完成手术康复出院,无围术期死亡等严重并发症。对两组患者观测指标进行比较分析,两组患者在手术时长、带管时间、术后24 h VAS评分、围术期并发症及病理类型无统计学差异(p > 0.05),在术中出血量、胸腔引流量、术后住院时间、联合肺部或心包手术及肿物直径存在统计学差异(p < 0.05)。结论:胸腔镜、机器人手术是治疗前纵隔肿物的安全有效的方法,且机器人手术围术期效果、安全性优于胸腔镜手术。

重金属废水提标改造处理回用

企业原有氢氧化钙沉淀工艺处理废水会使许多重金属超标，本方案新增工艺流程为：硫化物沉淀＋氧化沉淀＋连续砂滤＋陶瓷膜过滤＋反渗透。处理后反渗透设备产水（去离子水）（占75％）回用到生产中；反渗透设备浓水（不舍重金属离子）（占25％）用于企业冲渣（或污水处理的化灰与调浆）。企业工艺废水全部回收利用，基本实现零排放，具有显著的环境、经济、社会效益。