移动机器人视觉里程计技术研究综述

随着移动机器人技术不断发展,里程计技术已经成为移动机器人实现环境感知的关键技术,其发展水平对提高机器人的自主化和智能化具有重要意义。首先,系统阐述了同步定位与地图构建(Simultaneous localization and mapping,SLAM)中激光SLAM和视觉SLAM的发展近况,阐述了经典SLAM框架及其数学描述,简要介绍了3类常见相机的相机模型及其视觉里程计的数学描述。其次,分别对传统视觉里程计和深度学习里程计的研究进展进行系统阐述。对比分析了近10年来各类里程计算法的优势与不足。另外,对比分析了7种常用数据集的性能。最后,从精度、鲁棒性、数据集、多模态等方面总结了里程计技术面临的问题,从提高算法实时性、鲁棒性等方面展望了视觉里程计的发展趋势为:更加智能化、小型化新型传感器的发展;与无监督学习融合;语义表达技术的提高;集群机器人协同技术的发展。

火山灰质材料的火山灰活性检测方法综述

本文将火山灰质材料的火山灰活性检测方法分为直接法和间接法两大类。其中,直接法包括石灰吸收值法,火山灰反应程度评定法和酸、碱溶出度法;而间接法包括物理性能法,水化反应放热量法和物理、化学特征参数法。为正确指导火山灰活性检测方法的应用,本文详细介绍并比较了各检测方法的原理和特点。笔者认为,直接法可直接测定出火山灰质材料与Ca(OH)2反应的程度,但其操作和分析过程相对复杂;间接法可通过测定火山灰质材料对体系物化性能的影响或材料自身的物理、化学特征参数来评价其火山灰活性。本文从材料科学的角度厘清了各检测方法的适用对象,认为应根据不同的火山灰质材料的特性选择与其相适应的火山灰活性检测方法。

气相色谱法测定猪肉脂肪的脂肪酸方法优化

比较在3种程序升温条件下的37种混合脂肪酸甲酯标准品的谱图,确定最适合分析猪肉脂肪的脂肪酸的程序升温条件;比较索氏提取法、酸水解辅助提取法、有机溶剂浸提法、超声波辅助提取法提取猪肉脂肪,确定最佳猪肉脂肪提取方法;比较碱法甲酯化、酸法甲酯化、碱皂化酸酯化法、碱皂化三氟化硼酯化法对猪肉脂肪的脂肪酸进行甲酯化处理,确定最佳甲酯化方法。结果表明:最适合分析猪肉脂肪的脂肪酸的程序升温条件为在初始温度140℃条件下保持5 min,以5℃/min升温至220℃保持15 min;最佳提取方法是超声波辅助提取法;最佳甲酯化方法是碱法甲酯化。

新型教学工具“雨课堂”联合TBL教学法在儿科急救教学中的应用

目的:探讨新型教学工具“雨课堂”联合德莱尔(team-based learning,TBL)教学法在儿科急救教学中的应用。方法:选取2022年1月至2023年5月在郴州市第一人民医院儿科住培基地学习的医师86名作为研究对象。按照随机数字表法分为观察组(予以新型教学工具“雨课堂”联合TBL教学法)与对照组(予以传统教学模式),每组各43名,对比理论知识、操作技能考核成绩、带教满意度、教学模式调查问卷评分及批判性思维态度倾向性量表(critical thinking disposition inventory-chinese version,CTDI-CV)。结果:观察组的理论知识、操作技能考核成绩均高于对照组(P<0.05)。观察组的激发学习兴趣、促进理论知识理解、提高思维水平、提高自主学习能力、提高临床应用能力、重视课前预习、重视课后复习、活跃课堂气氛、师生沟通交流及课程总体满意度占比高于对照组(P<0.05)。观察组的教学模式调查问卷评分高于对照组(P<0.05)。观察组的CTDI-CV评分均高于对照组(P<0.05)。结论:新型教学工具“雨课堂”联合TBL教学法在儿科急救教学中有利于提高医学生的临床思维能力和技能操作能力。

基于综合评分法和风险商值法筛选黄河流域特征污染物及风险污染物

随着工业化进程的加快和城市化的发展,大量污染物排入黄河流域,并被频繁检出,威胁生态系统和人类健康。为获取潜在生态环境风险污染物,该研究通过调研2000年1月1日−2022年12月31日Web of Science(WoS)和中国知网(CNKI)数据库中黄河流域已报道的288篇污染物相关文献,使用多指标综合评分法筛选黄河流域的特征污染物,采用风险商值法获取水样和沉积物中的风险污染物。结果表明:①黄河流域共检出10类144种污染物,采用9类共13个筛选指标构建多指标综合评分法,对污染物各项指标进行评分,然后进行K-means聚类分析,按得分高低分为Ⅰ~Ⅵ级,选取得分较高的33种Ⅰ级和Ⅱ级高分值污染物作为黄河流域特征污染物,包括12种有机氯农药、10种多环芳烃、10种多氯联苯和1种邻苯二甲酸酯。②水样污染物浓度和沉积物含量前5种都是重金属、有机氯农药、邻苯二甲酸酯、多环芳烃以及药品和个人护理产品,而且二者顺序完全一致,且多数污染物的浓度之间存在显著相关性。③根据风险最大化原则,使用风险商值法(RQ)分别对水样和沉积物进行风险评估,将RQ≥0.1的污染物列为风险污染物,水样中共筛选出21种风险污染物,其中RQ≥1的高风险污染物有5种,包括硒、铅、苯并[a,h]蒽、苯并[a]蒽和邻苯二甲酸二丁酯。④沉积物中共筛选出19种风险污染物,其中有13种高风险污染物,包括8种多环芳烃(芘、蒽、荧蒽、苊、萘、芴、苯并[a]蒽、苯并[a,h]蒽)、4种重金属(汞、铅、硒、砷)和1种邻苯二甲酸酯(邻苯二甲酸二丁酯)。该研究对相关部门拟定黄河流域污染物监测方案和管控措施有重要参考意义。

干燥和储存方式对广藿香有效成分的影响

[目的]研究不同干燥、储存方式和储存时间对广藿香有效成分含量的影响。[方法]以发汗、阴干、晒干和烘干法作为干燥方式,常规、低温和气调储存作为储存方式,储存180和360 d后的挥发油、广藿香醇和广藿香酮含量作为衡量标准。[结果]烘干和晒干法容易造成挥发油的损失,酮醇总含量较低;发汗法有利于有效成分保留。常规储存180 d后广藿香药材出现发霉、虫蛀、褐变以及有效成分降低的现象。气调储存广藿香药材变化较小。[结论]发汗法和气调储存可作为广藿香产地初加工方法及储存方式。

湖北漳河灌区中稻气象产量变化特征及预测模型

准确的气象产量是正确评估气象条件对粮食产量影响的前提。为了探究湖北漳河灌区单季稻气象产量的时间序列变化规律,尝试通过三点滑动平均法、HP滤波法和一次指数平滑法、二次指数平滑法4种方法将漳河灌区1975—2020年的水稻单产数据分离为水稻趋势产量及气象产量,通过相关分析筛选水稻8个生育阶段的主要气象因子,然后与分离的气象产量构建水稻预测模型。结果表明:4种分割方法均能较好地反映气象产量序列与湖北省生产力发展水平的区域一致性特点,多年平均气象产量占总产量的比例约为3.39%,但2008年以后其占比达到10.1%。相关分析识别出抽穗开花期最低气温、拔节孕穗期最高气温、分蘖后期平均气温、返青期最低气温、乳熟期蒸发量和育苗最低气温是影响气象产量的主要因子,该模型在率定期(1976—2014年)和验证期(2015—2020年)的相对误差均在5%以内,模型的决定系数R 2为0.994。预测模型有助于研究未来气候变化下的区域水稻产量的变化。

根际化学与生物多样性的表征方法:组学技术的机遇与挑战

根际是联结植物、土壤和微生物的重要界面,是化学与生物过程耦合最活跃的区域.根际环境影响土壤中有机和无机污染物的行为,而研究方法的完善与提升有助于阐释根际中复杂的过程与作用机制.本文从传统的化学和生物学方法到新兴的组学技术对根际科学的方法学研究进展进行了综述,重点讨论了当今组学技术在根际研究中应用机遇与挑战,同时展望了今后需要关注的科学问题.根际化学组分的传统分析方法涵盖了光谱、色谱、质谱和色质联用等技术,主要聚焦于低分子量有机酸等小分子的定性定量测定,导致对根际化学多样性的认知偏差;传统的根际微生物研究依赖于培养技术,对微生物多样性的描述存在很大的局限.揭示根际异质性和复杂性,亟需采用高端的技术,组学方法显示出极大的优势,显著提高了研究者对根际科学的认识.基于靶向和非靶向代谢组学有利于深入研究根际复杂的化学多样性过程;基于宏基因组学、转录组学和蛋白组学等组学工具能够提供微生物组基因和蛋白的表达、功能特性等更详细的信息,可以全面地揭示根际微生物的多样性.应该强调的是,未来多组学整合分析更是表征根际化学与生物多样性的一个强有力工具,但需要更多的模型、框架和计算基础来实现根际基因、蛋白、转录和代谢水平的多层次关联,以助于挖掘根-微生物-土壤界面大量尚未揭示的关键过程、机理及生态环境效应.

化学药品中的遗传毒性杂质的质量控制

药品中微量水平的遗传毒性物质具有引发肿瘤甚至癌症的风险,并且该致癌风险可能与剂量没有相关性。因此,目前各国监管机构要求对药品中遗传毒性杂质进行严格控制。本综述通过查阅国内外相关文献、指导原则,从监管机构对药品中遗传毒性杂质的监管策略、遗传毒性杂质来源、检测方法及清除策略4个方面进行了系统的总结综述。该综述为药品中遗传毒性杂质的控制/清除、检测提供了参考和依据。

如何在旅游管理研究中使用严谨规范的扎根理论和案例研究方法

扎根理论和案例研究方法在当前旅游管理、工商管理研究中应用普遍,但学界对于这两种方法的本质特征、评价标准和关键操作步骤仍然存在诸多争议和不清晰之处。因此,本文围绕如何用好扎根理论和案例研究方法这一话题展开讨论,得出主要结论为:(1)高质量的质性与案例研究方法具有5个主要特征,即研究设计具有高可信度及高可靠性、样本与案例选择与研究问题及研究范式相匹配、数据分析过程严谨及规范、理论构建能找到“最优区分”平衡点、文章写作注重研究方法的独特性。(2)学界需要深入反思扎根理论的内涵体系并规避4种典型误区,要重视处理理论抽样、编码技巧、信效度检验等核心问题。(3)扎根理论数据分析的规范性特别是编码过程在文章中的说明与展示越来越受到重视,但值得注意的是对数据进行“持续比较”与合理解释才是扎根理论数据分析的核心,不能为了编码而编码。(4)案例研究的数据分析与理论构建可以概括为“数据—概念—概念间关系—理论”逻辑链条,首先是从数据到概念,即通过将案例数据进行压缩和抽象,使之与相关概念联系到一起,其次是概念间关系及理论解释,即将这些概念以一定的逻辑联系起来,描述案例现象的模式,解释其背后的机制。(5)案例研究适用于揭示理论机制和构建新理论,选择相匹配的数据处理方法能有效提升案例研究的质量,根据理论类型不同可将案例研究分为过程理论型和因素理论型,且分别适配不同的研究设计和数据处理方法。

降阶单元的新进展:内置了最大模误差估计器的自适应有限元法初探

该文基于初值问题中降阶单元的成功实践,进一步对一般边值问题提出无需超收敛计算、无需结构化网格、无需结点位移修正的降阶单元;进而提出以降阶单元作为最终解,且内置了最大模误差估计器的自适应有限元算法。该文对这一研究进展做简要介绍,并给出一维和二维边值问题的初步算例,以展示本法的可行性、有效性和可靠性。

基于物质点和深度积分耦合模型的滑坡数值分析

深度积分算法可将滑坡沿地表滑动的三维模型化简为二维模型进行求解,通过减少控制方程未知量的个数以提升求解效率。物质点法(material point method,MPM)具有无网格法和有网格法的双重优势,模拟滑坡大变形问题时可避免网格畸变现象。采用深度积分耦合物质点法建立滑坡数值模型,给出算法实现具体流程,基于影响域改进的物质点法(influence domain material point method,IDMPM),针对两个典型无倾角底面光滑和有倾角底面不光滑滑坡算例进行基准测试。在计算精度方面,深度积分耦合物质点法模型能较好地预测远端距离、流速、深度等滑移特征参数;在计算效率方面,与常规物质点法求解格式相比,深度积分耦合物质点法模型可大幅度提高运行效率。该研究成果可为滑坡地质灾害破坏范围的分析预测、危害评估、应急抢险提供有效理论依据和时间保障。

广义弱形式自由单元法

自由单元法(FrEM)是一种单元配点法,吸收了有限元法等参单元的插值稳定性与无网格法使用灵活的优点,具有稳定性好和灵活性高的性能.FrEM在每个配置点只需要一个通过自由选择周围节点而形成的独立的等参单元,不需要考虑单元之间节点的相互连接关系,这种自由性使得人们可以按照学科性质形成所需要的单元,因而FrEM既适用于固体力学,也适用于流体力学问题的求解.然而,FrEM所用单元需要至少有一个内部节点(用于方程的配点),以致有限元法中单元节点相连的网格不能在FrEM中直接使用.文章基于对应于配置点的等参单元形函数在与其不相连的边界上为0的特性和配置点等效节点力平衡关系,提出了一种广义弱形式自由单元法(GFrEM).该方法是一种使用单元逐点建立配置方程的单元配点法,具有如下特点:(1)突破了现有自由单元法中单元需要内部节点的限制,因而可以使用线性单元和高阶单元;(2)突破了现有自由单元法中一个配置点使用一个单元的限制,可以使用与配置点相连的任意多个单元;(3)可以使用任意形式的规则单元和多边形/多面体单元;(4)如果使用单元节点相连的传统有限元法网格,则GFrEM自然演变为传统的有限元法.论文将给出几个固体力学方面的应用算例,展示所提方法的有效性.

天然气管道可靠性增长预测方法研究

为减少天然气管道投产前的设计和制造缺陷,提高使用寿命、运行可靠性和安全性、减少后期维修费用,通过统计模型结合试验数据实现对天然气管道可靠性增长水平的预测,提出天然气管道可靠性增长预测方法;分析常用可靠性增长模型并结合天然气管道可维修、小子样的特点,将Duane模型与AMSAA模型应用于天然气管道,结合点估计、趋势检验、拟合优度检验、区间估计和标准差,得出天然气管道可靠性增长模型,预测可靠性增长并进行实例验证。研究结果表明:Duane模型与AMSAA模型作为天然气管道可靠性增长试验具有可行性;其中AMSAA模型更具优势,得出天然气管道的瞬时无故障工作时间(MTBF)估计值可达到试验目标值,并预测MTBF达到2000 h时所需要的试验时间为317954611.3 h,未来第51次故障预测区间为[848.4609,939.6226],误差为1.25%,方法具有良好的适用性,可有效预测天然气管道可靠性增长。研究结果可为天然气管道设计改进提供指导。

药剂学多维实验教学体系的构建

为更好地满足应用型人才培养需求、强化学生的职业素养、促进学生养成科学严谨的实验习惯,学院药剂学教学团队通过设计与建立《药品生产质量管理规范》(GMP)模拟实训车间,采用情境式教学法,使学生身临其境,缩小实验教学与生产实际的差距。同时,将标准操作规程(SOP)贯穿GMP实训车间现场教学过程,关注实验操作细节,并辅以问题式学习(PBL)-任务驱动(TDL)教学法,充分调动学生学习的积极性,有助于提高学生的实践技能,有利于为我国中医药事业的长足发展输入送更多的优质人才。

国家地震烈度速报江苏子系统震源机制解产出分析

国家地震烈度速报与预警系统江苏子系统震源机制解参数速报集成了TDMT_INV方法,可直接读取震相进行震源机制解反演计算并产出。为验证该方法获得震源机制解的准确性,选取2024年1月17日江苏东台3.0级地震和2023年12月7日江苏赣榆海域3.8级地震这2次3级以上地震,采用TDMT_INV、CAP和FOCMEC方法计算其震源机制解,分析三种方法所得结果差异。东台3.0级地震位于江苏预警站网网内,三种方法都可获得较为稳定的震源机制解结果;赣榆海域3.8级地震位于江苏预警站网网外,TDMT_INV方法仍可获得较为稳定的震源机制解结果。

沉积盆地古水深恢复方法与研究进展

古水深分析对古环境重建、盆地分析、层序地层学研究、古地貌恢复以及生、储、盖层条件的评价都有重要意义。古水深分析通常有古生物法、沉积学法、地球物理法、地球化学法及数字模拟法,各种方法优缺点并存,尽管某些方法在特定地质条件下存在优势,但在恢复同一环境的古水深时,不同方法还是存在其偏差;这些方法多以定性为主,许多方法易受自然条件限制,且对样品可靠性要求高,一定程度上限制了古水深研究。古水深恢复建议综合考虑地质背景、环境演化、研究地质体特征及地质资料情况等多种因素,多方法研究相互约束,以期更客观地再现古水深变化规律。

中国人文社科领域研究方法应用的实证研究——基于大规模博士学位论文的调查

[目的/意义]研究方法的发展能在一定程度上反映学科的发展。目前鲜有针对中国整体人文社科领域研究方法使用的调研。对该领域不同学科研究方法的使用情况进行比较,可以揭示不同学科研究方法应用的特点,并为相关学者进行课题研究提供研究方法的使用建议。[方法/过程]与一般期刊论文相比,中国人文社科领域的博士学位论文中的研究方法通常会在特定的小节被明确阐述,便于提取分析。文章基于人文社科领域21个一级学科共63741篇博士学位论文,构建研究方法分类框架,抽取论文使用的研究方法,并从研究方法的使用频次、时间演化以及学科相关度角度进行深入分析。[结果/结论]中国人文社科领域研究方法命名存在不规范的问题,但方法意识正逐渐增强;比较分析法、历史分析法、文献研究法等经典的数据分析方法仍占主导地位;多数热门研究方法在人文社科领域不同学科之中存在一定的普适性。

基于2.5D有限元的高密度电法不同装置勘探效果研究

高密度电法是一种适用性广泛的电阻率勘探方法,拥有多种电极排列装置选择。不同装置由于电极分布方式的差异,在针对不同地质目标和测区环境时往往表现出明显不同的探测能力。为探究各排列装置的特点及其适用情况,推导了2.5D电位的变分问题,采用Delaunay三角化算法实现了非结构化网格剖分,进而实现了有限元正演模拟。结合实践,对常见地质情况进行建模,分别使用温纳α、温纳β、施伦贝谢尔、偶极-偶极4种装置开展正反演对比研究。研究发现:(1)在探测未知区域单个异常体时,温纳β、施伦贝谢尔2种排列的效果更好;(2)在探测相邻较近的多个异常体时,应优先采用具有更高水平分辨率的施伦贝谢尔和偶极-偶极排列;(3)对于低阻破碎带的勘探,温纳β和偶极-偶极排列更为适用;(4)当地层具有较好分层界限时,4种排列均可体现良好的分层效果。因此,高密度电法勘探实践中应综合考虑不同排列装置的特点,根据具体情况选用合适的多种排列方式进行测量,并对采集数据进行综合对比分析,以获得更为准确的解释结果。

用不同方法评估山西地震台网的监测能力

基于山西数字地震台网2015—2019年记录的地震目录及观测报告数据,采用“基于概率的完整性震级”PMC方法、震级—序号法、最优拟合度(GFT)法和最大曲率法等多种方法分别评估山西地震台网的监测能力。结合山西测震台网的实际情况和不同评估方法的计算原理进行对比分析,结果显示,部分台站围限的区域能监测到M L1.0及以下的地震外,其余区域的监测能力下限为M L1.5;“基于概率的完整性震级”方法更适合用于评估山西地震台网的监测能力。随着预警台网的正式运行,建议采用该方法对地震预警台网的实际监测能力重新评估。