基于改进YOLO-Pose轻量模型的多人姿态估计

YOLO-Pose作为人体姿态估计算法模型,在精度和速度上有着不错的表现,但其在复杂和有遮挡的场景下存在误检率较大的问题,并且模型的复杂度仍然有优化的空间.针对这几个问题,通过选取Slim-neck模块和Res2Net模块,重新设计其特征融合层,减少其计算量和参数量,提高特征提取能力,在提升精度的同时,使模型轻量化;引入EIoU损失函数,加快边框检测的收敛速度,并提高定位的准确性.在压缩的OC_Human数据集上进行测试,改进后的模型与YOLO-Pose相比,P值、mAP@0.5和mAP@.5:95分别提高了10.6,3.1和2.9个百分点.此外,参数量和计算量也分别减少了16.7%和19.3%,在精度和轻量化方面均有所提升,为其应用在资源有限的边缘计算设备提供了可能性.

基于ReliefF-NOSCA-AdakNN的肌肉疲劳识别技术研究

针对竞技体育训练中的肌肉疲劳监测问题,提出了一种基于ReliefF-NOSCA-AdakNN(RNA)的表面肌电信号(sEMG)特征提取和分类算法.该算法结合了特征和类别之间的相关性分析和启发式搜索算法,对高维特征进行了有效的筛选和分类.将RNA算法应用于经过滤波处理的肱二头肌肌电信号数据,对不同疲劳状态进行了识别和分类.实验结果表明,提出的RNA算法在平均分类准确率和标准差方面分别达到了83.88%和0.0127,均显著优于传统单一算法,体现了较好的分类性能.

基于金豺优化PID的直流电机调速控制系统

针对传统直流(DC)有刷电机调速系统适应性不强、抗干扰能力和稳健性差等缺点,设计了基于金豺算法优化比例-积分-微分(PID)的直流有刷电机控制系统.在建立电机数学模型的基础上,将金豺优化(GJO)算法应用于PID参数整定,实现对电机的控制,并分别与传统试凑法、反向传播(BP)-PID算法和麻雀算法(SSA)-PID进行对比.仿真结果表明:所设计的控制算法在调节时间上减少了12 ms,超调量降低了3.689%,受到干扰后的调节时间减少了17 ms,表现出更快的调节转速、更强的抗干扰能力和更好的稳健性,为直流有刷电机调速控制提供了一种有效的方案.

基于多种群混沌遗传算法的GEO目标服务任务规划

面向地球同步轨道(geosynchronous Earth orbit,GEO)空间目标碎片清除、燃料加注等不同在轨服务需求,研究了“固定储油站+往返航天器”相结合的航天器任务规划问题。首先,建立了多任务混合的燃料最优双层任务规划模型,外层为目标服务序列规划,内层为轨道机动规划。随后,针对该连续-离散混合变量组合优化问题,提出了一种多种群混沌遗传算法(multi-group chaotic genetic algorithm,MGCGA),采用混合编码表征决策变量,引入立方混沌映射算子提高初始种群质量,多种群及精英保留策略使得算法在求解过程中能更为显著地逼近全局最优解。最后,参考实际GEO目标构建了典型算例,规划结果表明所提算法具有全局收敛性好、收敛速度快的优点。

二阶系统有限时间控制方法综述

相比于传统且经典的比例–积分–微分(PID)控制,带有指数参数的有限时间控制方法具有更好的控制性能,因而引起广泛的关注和研究.本文首先从方法设计和稳定性分析角度,对现有主流有限时间控制方法进行整理和归纳,将其分为17种有限时间状态反馈控制方法及6种有限时间输出反馈控制方法.其次,以一类具有普遍和基础性的二阶系统为例,统一变量和参数,给出了每种控制方法对应的控制器的显式结构.然后,通过原理分析和比较分析,对每种控制方法的优点及不足之处进行了总结,尤其是给出了终端滑模控制具有“控制奇异与收敛时间矛盾性”的结论,以及指出了一些方法存在较大保守性的问题.最后,通过列表的方式展示了所有有限时间控制方法的优缺点及值得进一步深入研究的课题.

基于轻量化网络和密集光流法的精子活力检测

基于便携式家用精子检测仪的研发需求,研究了轻量化卷积神经网络在精子活力检测方面的应用.利用Farneback光流算法提取出不同帧间距的精子视频的密集光流帧图像,并通过多通道图像叠加的方式将其与原始视频帧图像进行叠加.把叠加后的图像作为轻量化卷积神经网络ShuffleNet的输入图像,用于检测视频中精子的活力水平.实验结果表明:使用ShuffleNet能在基本不降低检测精度的前提下显著降低网络整体的计算量和模型所占用的内存,更适用于嵌入式和移动设备.此外,采用多通道叠加密集光流帧和原始帧图像作为输入图像,相较于单一的原始帧图像,有效提升了网络模型的性能.

基于卡尔曼滤波多目标追踪的家用精子活力检测算法研究与验证

针对传统精液分析方法存在的主观性差异、操作繁琐和不适合便携式家用检测等问题,研究并验证了一种基于卡尔曼滤波多目标追踪技术的精子活力检测系统算法.首先,通过叠加平均法,获取静态精子数量,根据三帧差法获取运动精子质心位置;然后,使用卡尔曼多目标追踪方法绘制运动目标轨迹,再根据筛选条件获取运动精子数量;最后,综合静态与运动精子数量评价精子活力.通过对实际采集的7组样本图像进行分析,研究结果表明:该系统所检测精子的活力值与人工检测的活力值相差较小,基本满足了家用精子活力检测的需求.

面向多维数据与随机噪声的无人机飞行数据异常检测方法

针对当前无人机飞行数据异常检测方法中参数选择依赖专家知识的积累,异常检测类型单一的问题,提出了一种基于参数选择和数据重构的异常检测方法。首先,利用Spearman挖掘参数间的相关性,以去除冗余参数,完成飞行参数选择,减少对专家知识的依赖。其次设计了AE-LSTM模型,以无监督方式对选定参数进行重构,实现多类型异常数据检测。最后考虑到随机噪声的影响,引入了滤波器对残差进行平滑。利用真实无人机飞行数据进行验证,结果显示所提方法对三种异常类型检测的真阳率分别为98.04%、97.80%、98.00%,优于单类支持向量机、长短期记忆网络和自编码器,验证了所提方法对不同异常类型检测具有良好的鲁棒性和泛化能力。

新疆学前双语教育情境中民族儿童的汉语发展研究

本研究以新疆学前双语幼儿园384名维吾尔族儿童为研究对象,通过国际通用儿童语言研究工具和汉语语料库研究方法,探讨新疆学前双语教育情境中民族儿童的汉语发展现状。研究发现了学前民族儿童汉语学习呈现不断递升的发展图景,在汉语理解性语义和表达性语义、叙事语言和学业语言,以及汉语平均语句长度等方面逐渐发展的态势,报告了学前民族儿童汉语入学准备的良好前景;根据学前民族儿童汉语语言学习与发展规律,对新疆学前双语教育提出了整合有序的教育模式的建议;同时针对学前民族儿童与汉语为母语儿童之间的汉语语义发展差距,建议新疆学前双语教育重视引入早期阅读理念和图画书资源,为民族儿童的汉语学习构建高质量的语言输入过程。

基于H_∞鲁棒控制的挠性卫星姿态控制

针对存在未建模动态、模型参数不确定性和外力矩扰动的挠性卫星,通过选择合适的加权函数将挠性卫星姿态控制问题转化为H∞混合灵敏度问题。采用H∞优化方法设计了鲁棒控制器。最后对卫星姿态控制系统进行了仿真研究,结果表明采用鲁棒控制器的姿控系统较传统的PID控制的姿控系统具有更好的鲁棒稳定性和抗干扰性能。

基于ARM的肌电假肢手控制器

由于肌电假肢手大多基于阈值的张、合控制,并存在操作灵活性差等问题,提出一种基于ARM的肌电假肢手控制器设计方案.采用ARM核STM32处理器作为主控芯片,通过2路A/D采集手臂尺侧腕屈肌和桡侧腕屈肌的肌电信号,分别提取时域和频域上的4种特征值,并采用BP神经网络分类算法实现对5种手掌动作模式的在线实时识别.实验结果表明,该控制器对5种动作的整体在线识别率可达97%,且符合实时性要求,很好地满足了残疾人假肢手控制的需求.

柔性直流配电网混合拓扑变流器的自治控制

针对柔性直流配电网中混合拓扑模块化多电平换流器(MMC),提出一种适用于其并网和孤岛运行的自治控制策略,以提高直流配电网的可靠性。首先,提出混合MMC功率模块等效电容储能与变流器侧交流电压矢量角频率增量间的比例控制结构,作为变流器自治控制外环,实现利用变流器自身子模块电容缓冲功率波动的目的,与传统虚拟同步机外环所采用的惯性环节相比,动态响应速度有所提升。其次,设计总体控制结构包括自治控制外环和电流内环,其中,外环提供系统惯性,内环实现电流跟踪控制和对暂态电流较强的抑制。进一步地,建立混合MMC自治控制小信号模型,分析惯性等主要控制参数对系统特征根分布和稳定性的影响。最后,搭建直流配电网混合MMC仿真模型,分别对孤岛和并网运行方式以及暂态故障进行仿真,验证所提自治控制策略的正确性和有效性。

基于谐波小波和Prony算法的转子不平衡信号提取

高精度动平衡测量系统中的信噪比很低,尤其是在邻近频率干扰背景下,常规的快速博里叶变换(fast Fourier trasformation,FFT)等方法无法准确提取不平衡信号。提出一种基于谐波小波和Prony算法的不平衡信号提取方法,先采用自适应谐波小波带通滤波提高信噪比,然后以滤波后的数据作为样本,采用Prony算法识别不平衡信号的幅值和相位,有效解决了邻近频率干扰导致的不平衡信号无法准确提取的问题。仿真和实验结果表明,该方法具有精度高、重复性好等优点,特别适合于信噪比较低的高精度动平衡测量系统中。

本科一年级开设Arduino选修课的教学实践

介绍了把专业选修课Arduino前置到一年级开设的教学尝试。对课程开设的必要性、课程内容、课程实现、教学效果和实施过程中遇到的问题进行了介绍和分析。这一尝试对"新工科"建设背景下电类专业课程体系和教学模式的改革有一定促进作用。

他们为什么选择了离开——学前教育专业男生毕业流失问题的背后

高校学前教育专业男生作为幼儿园男教师的储备人才受到社会各界的关注,但学前教育专业男生的毕业流失现象普遍存在。本研究运用半结构深度访谈,对3位学前教育专业毕业但未从事相关职业的男生进行了深入调查,试图探讨他们职业选择背后的原因。

基于广义逆的欠驱动航天器姿态机动控制

针对欠驱动刚体航天器机动控制问题,应用广义逆方法设计了姿态机动控制器.首先将三轴稳定欠驱动航天器动力学和运动学系统分解为三个子系统,应用微分几何理论将欠驱动航天器子系统转化为逐点线性形式,并设计了欠驱动航天器子系统渐近稳定控制器,进一步引入了动态尺度广义逆和摄动零控制向量,实现了对另外两轴的控制.设计的广义逆姿态控制器保证了整个系统的渐近稳定性,达到了控制要求.数值仿真实验结果表明了所设计控制律的有效性.

基于时频域分析的轮控航天器姿态控制规律参数整定

研究了轮控航天器姿态控制规律的设计与参数整定问题。采用xyz转序欧拉角描述航天器姿态,建立了航天器动力学及运动学方程,并设计了非线性解耦控制律,使得各回路可独立设计PID控制器。以滚动回路为例,分析了PD控制参数与系统带宽、截止频率、相位裕度等多项频域指标的关系,从而设计有效的稳态控制器以应对挠性结构振动和系统时延等;接着根据姿态控制特性给出了积分参数选取及积分饱和处理策略;同时为快速完成姿态机动,结合时间最优控制特性分析了控制参数与机动角度的关系;此外,执行机构效率和系统干扰力矩等因素也被用于控制参数域的整定。最后利用整定策略设计了某型卫星的姿态控制器,并通过频域分析和数学仿真检验了该方法的有效性和实用性。

基于GPS/GPRS的客车远程监控系统设计与实现

设计一种基于GPS/GPRS的客车远程监控系统,能够远程监控客车实载人数、速度、位置等信息,有效地提高了客车、特别是校车的行驶安全;系统由车载终端和上位机监控两部分组成;车载终端运用STM32F103单片机采集处理GPS经纬度、车载人数、速度、紧急报警等信息,并由GPRS芯片SIM908根据TCP/UDP协议发送到指定的Internet网络服务器;上位机监控软件由VS2008和QT4联合开发而成,并加载SQL数据库,能够实现读取Internet服务器信息并显示和保存,同时根据读取的GPS经纬度信息调用google地图,直观地显示客车位置,用户还可以调用数据库查看数据历史记录;经过多次实验,系统运行稳定,定位准确,测量人数准确度达到99%。

考虑状态约束的二体旋转库仑卫星系统重构控制

研究考虑控制输入饱和与状态约束的深空旋转二体库仑卫星构型控制问题,只采用卫星之间的库仑力作为控制力,提出一种基于反步法的非线性控制方法。首先推导了二体库仑卫星在地—月系平动点附近的相对运动方程,利用旋转二体库仑卫星的特性,对方程进行了简化。为了完成禁止相对运动区域的回避,设计了新的状态限制辅助函数,结合抗饱和方法与反步法得到了二体库仑卫星的构型控制器。接着证明了由于状态限制辅助函数的加入,所设计的控制器可以保证卫星相对运动不超出限制范围。进一步应用Lyapunov稳定性定理证明了其闭环系统的一致最终有界性。最后在Matlab/Simulink平台上进行了仿真校验,结果表明了方法的有效性。

单框架控制力矩陀螺的奇异分析及操纵律设计

通过对单框架控制力矩陀螺群(SGCMGs)的奇异问题的分析,设计了一种新的伪逆解与零运动向量相结合的操纵律来回避SGCMGs的内部奇异点。首先通过绘制金字塔构型SGCMGs奇异角动量曲面及典型角动量切面对应的奇异度量极值曲面,研究了其奇异的几何特性。然后以缩小期望力矩与各SGCMG角动量的夹角为目的,给出了一种新的零运动向量构造方法用于操纵律的设计。该方法在全局范围内考虑,并未参考当前奇异度量值,故能有效地避免奇异度量局部极值所对应的内部显奇异点。最后将其与现有的几种操纵律进行了数学仿真对比,验证了其有效性及优越性。