基于多传感融合的巷道三维空间映射

针对我国煤矿掘进工作面智能感知能力不足的问题,提出了一种基于多传感融合的煤矿巷道三维空间映射方法。该方法利用激光雷达等3D传感器预览煤矿巷道环境信息,并构建实时自主映射模型,为大型煤机装备提供空间感知信息。基于姿态感知理论的多传感融合技术,对扩展卡尔曼滤波器算法进行优化,通过局部误差状态滤波估计和全局状态迭代估计,提出了一种基于距离残差的空间映射方法,实现了在几何退化的巷道环境下全局地图的快速更新和映射的高精度。其主要贡献在于将多传感器数据进行融合,构建出高精度的地下三维地图,并提高了巷道环境的智能感知能力和自主操作水平。首先,采用先进的激光雷达(LiDAR)传感器获取巷道内部的点云数据,提取点云特征,并建立帧间特征映射模型,从而构建出厘米级别的地下三维地图。同时,通过迭代误差状态的卡尔曼滤波器实现激光雷达与惯性导航的数据融合,提高了系统的鲁棒性,确保了地下三维地图的准确性和稳定性。此外,还考虑了井下粉尘和水雾等因素对巷道三维空间映射精度的影响,优化卡尔曼滤波增益调节激光雷达里程计权重,增强了低质量浓度粉尘条件下三维空间映射的环境适应性。实验结果表明,相较于LeGO-LOAM和LINS,笔者提出的三维空间映射方法在轨迹估计准确度、映射地图的点云数量以及点云密度等方面均表现更优。笔者所提出的方法可用于高精度、快速更新三维地图的自主掘进装备,提高煤矿掘进工作面的智能化水平,为巷道环境的智能化感知和自主作业提供了数据支持。

基于辅助相机的景深拓展三维重建技术研究

针对面结构光三维重建中,由于重建景深的限制导致待测物在超出重建景深后出现重建错误的问题,提出了一种基于辅助相机的景深拓展三维重建技术,并借助相位阈值自适应地对重建景深内外物体进行重建。采用四步相移与互补格雷码结合的方法获取绝对相位,通过多项式拟合法对相机、投影仪进行标定。提出了借助辅助相机建立超出重建景深的相位-高度映射的方法。实验结果表明:该方法能提高重建景深范围50%左右,大大提升了面结构光的重建范围。

基于粘弹性边界的三维土体地震响应分析

利用有限元软件ANSYS建立了三维成层土体模型,分别进行了在EL-Centro波作用下土体的线性、等效线性化和非线性地震响应分析,其中采用了Extended Drucker-Prager模型模拟土体的非线性特征。通过对不同模型在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下计算结果的对比分析,得到如下结论:(1)当土体埋深较大时土的非线性影响不够明显,线性、非线性及等效线性化计算结果相差较小。随着埋深变浅和地震动强度的增大,三者出现显著的差异。(2)考虑土体非线性后,随着埋深变浅和输入地震动强度的增加,加速度峰值表现为线性条件大于非线性条件,非线性条件大于等效线性化条件。(3)随着埋深变浅和输入地震动强度的增加,考虑土体非线性时模量衰减,刚度和频率降低。在地震动输入较大时,由于等效线性化过高估计了场地土的非线性特性导致其高频部分快速降低。

扩展声源全变分规则化二维稀疏DOA估计方法

针对空间扩展声源的稀疏波达方向(DOA)估计问题,提出一种全变分规则化的二维DOA估计方法(简记为2DTV-CES)。首先利用扩展声源的空间分布成组性和声源相关性特征建立扩展声源模型;然后,通过构建二维广义阵列流形及其过完备表述,实现声源的稀疏表示;通过定义二维全变分,构建二维全变分正则项,实现对于声源结构特征的几何约束,促进解的分段常数轮廓的形成;最后结合全变分正则项与一般LASSO构建二维全变分稀疏DOA估计模型,由凸优化求解。理论分析表明,与传统二维DOA估计方法相比,所提方法避免了去相关处理、角度配对的步骤。仿真实验验证了方法的有效性,在涉及扩展源的DOA估计中,2DTV-CES方法性能明显优于一般LASSO方法和改进的ESPRIT方法,检测概率超过95%,实现了对扩展声源的二维波达方向的高精度快速估计。

长江中游城市群县域生态效率时空格局及多维动态演进

利用超效率SBM模型测度2009—2018年长江中游城市群县域生态效率,并采用Dagum基尼系数及其分解、优化的Getis-Ord G_(i)^(*)指数、动态Kernel密度估计以及空间Markov链等方法,揭示长江中游城市群县域生态效率的时空格局与多维动态演进特征。结果表明:①样本研究期间,生态效率整体提升、整体差异逐渐增大,由省域间差异与省域内差异共同决定;②空间分布上,生态效率低值区逐渐实现等级跃迁,演化为“环长株潭城市群和荆襄宜城市带双热点区、环鄱阳湖城市群冷点区”,形成多级分化空间格局;③研究期内,长江中游城市群县域生态效率处于低水平稳定提升阶段,存在持续性低–低集聚特征;④随着时间迁移,长江中游城市群县域生态效率不稳定性提高,不同相邻地区生态效率水平对4类地区生态效率稳定性影响不尽相同。

基于超宽带技术的三维空间人员定位系统设计

传统的定位系统能够实现二维平面的准确定位,但在高度上的误差较大,导致空间定位体系直接降级成为平面定位体系。为了提高三维空间定位精度,本系统设计了一种基于超宽带(UWB)技术的高精度室内人员定位系统,主要由定位基站、定位标签、无线通信系统及上位机等组成。系统采用三维四点定位算法、双边双向测距(DS-TWR)算法得到标签到基站的距离,利用扩展的卡尔曼滤波算法对标签的距离进行平滑处理。实验表明该定位系统平均定位误差10cm左右,能够满足高速度、高精度人员运动定位场合。

四维多元延伸护理对抑郁症患者认知功能、生活质量及心理健康的影响

目的:探讨四维多元延伸护理对抑郁症患者认知功能、生活质量及心理健康的影响。方法:2021年1月—2022年6月,于福建省福州神经精神病防治院就诊的抑郁症患者中选取200例,随机将其分常规护理(CO)组和四维多元延伸护理(FN)组,每组100例。CO组采用常规护理,FN组采用四维多元延伸护理。观察两组认知功能、生活质量及心理健康等情况。结果:与CO组对比,FN组显效例数多10例,无效例数少17例,FN组总有效率(92.00%)明显高于CO组(75.00%),差异有统计学意义(P<0.05)。护理前,两组修订版韦氏成人记忆量表(WMS-RC)中短时记忆分、长时记忆分、瞬间记忆分和记忆商数评分比较,差异均无统计学意义(P>0.05);护理后,两组上述评分均显著升高,且FN组均比CO组高(P<0.05)。护理前,两组生命质量综合评定问卷-74(GQOL-74)中躯体功能、物质生活、社会功能、心理功能评分比较差异均无统计学意义(P>0.05);护理后,两组上述评分均显著升高,且FN组均比CO组高(P<0.05)。护理前,两组症状自评量表(SCL-90)评分比较,差异均无统计学意义(P>0.05);护理后,两组SCL-90评分均较护理前降低,且FN组均比CO组明显降低(P<0.05)。结论:四维多元延伸护理对抑郁症患者,比常规护理效果更佳,可显著提高患者认知功能,改善生活质量及心理健康。

YOLOv5定位多特征融合的车标识别

为解决智能交通系统中车标识别的问题,提出YOLOv5s网络车标定位多特征融合的车标图像识别方案。车标定位阶段选择YOLOv5s网络以满足对车标定位速度与精度等的需求。车标识别阶段通过调整扩展高斯差分中的参数得到具有不同效果的车标边缘,设计一组二维Gabor滤波器对边缘检测后的车标图像进行滤波处理并提取出对应的车标图像特征向量,通过计算待测车标图像特征与标准比对库中特征向量的欧几里德距离,取距离最小者对应的标签索引作为分类识别结果,该方案的最佳识别正确率为96.91%。采用随机森林算法进行分类后的最佳识别正确率可达99.33%。该方案的车标定位与识别最佳整体正确率超过了YOLOv5s网络直接一步到位识别车标的方案,且相较于传统图像处理方法有明显提升。

三维转换视角下中国外宣话语的英译研究——以习近平《维护地球家园,促进人类可持续发展》演讲为例

三维转换是生态翻译学的核心策略之一,包括语言维、文化维和交际维,这3个维度紧密联系但又各具特色。该策略提出至今,宏观框架基本成型,微观向度仍需细化。该文以文本生命、翻译生态和译者生存三生主题为切入点,提炼出动态适应性、受众指向性和三元共生性三个细化原则。细化的语言维包括词句适应和语篇再现,细化的文化维关注中国特色语汇,细化的交际维强调交际主体的和谐共生。通过研究发现,细化的语言维和文化维内涵丰富,交际维的细化仍值得继续探究。同时运用细化三维转换策略挖掘《维护地球家园,促进人类可持续发展》汉英版中蕴含的生态文明思想,具有一定的可操性。

砂土弹性波频散特性试验研究

岩土工程中对频散的试验研究多以正弦脉冲为激励并通过时域法确定波速,操作繁琐,难以大范围、连续地研究土体频散特性,故提出以扫频信号为激励采用频域法研究土体频散的思路。试验使用弯曲元和伸展元在干砂、饱和砂一维固结过程中开展波速测试,以单周期正弦脉冲和扫频信号为激励,采用时域初达波法、互相关法和频域法计算剪切波速、压缩波速并研究它们随频率的变化,评估三种方法的合理性。结果显示互相关法、频域法测得的频散特性基本一致,但与时域法结果差异较大。对正弦脉冲接收信号波形进行时频分析表明以扫频为激励的频域法结果比时域法更加合理。由频域法波速绘制频率-波数曲线研究砂土中横波、纵波的频散特性。试验表明武汉砂中横波、纵波的频散均对荷载不敏感,横波频散程度较小,且在干砂和饱和砂中区别不大,纵波频散程度较大,在饱和砂中有所降低。

变系数(3+1)维破碎孤子方程的复合型解

基于Riccati方程与二阶线性常微分方程构建扩展的辅助方程法,并借助符号计算系统Mathematica,获得了变系数(3+1)维破碎孤子方程的由双曲函数、三角函数和有理函数两两组合的复合型解。

拦截机动目标的自适应有限时间预设性能制导律

针对带终端攻击角约束的三维拦截制导问题,提出了一种基于级联扩张状态观测器的自适应有限时间预设性能制导律。首先,建立了考虑终端攻击角约束的弹目三维相对运动模型;然后,设计了一种级联扩张状态观测器对目标机动造成的扰动进行了精确估计,同时构造了一种关于视线角误差的自适应有限时间预设性能函数,在此基础上,基于预设性能控制和扰动补偿的思想设计了自适应有限时间制导律,使视线角误差按预设性能收敛,并运用Lyapunov理论证明了闭环系统的有限时间稳定性;最后,在两种目标机动模式下进行了仿真对比,仿真结果表明,所提制导律能够在实现有效拦截的同时降低需用过载,且具有较高的鲁棒性。

约化的扩展(3+1)维Jimbo-Miwa方程的lump解和孤子解

研究两个约化的扩展(3+1)维Jimbo-Miwa(简称JM)方程,借助于方程的双线性表示和一些简单的符号计算,构造出这两个方程的精确解.首先,根据贝尔多项式方法建立方程的双线性形式.其次,利用Hirota双线性方法,将双线性方程的解 作为二次函数,直接得到了方程的明暗lump解.然后,根据双线性导数法和泰勒展开法,通过详细地推导,成功获得两个方程的一孤子解和二孤子解.除此之外,利用数学软件Maple,通过选取合适的参数,用图形生动地展示了所得精确解的动力学性质.

一种高分辨力雷达扩展目标模拟系统设计与实现

针对高分辨力雷达扩展目标回波模拟,文中设计并实现了一种高分辨力雷达扩展目标模拟系统。建立了一维距离像目标、二维面目标、三维体目标的目标回波模型,结合宽带射频接收机技术、大瞬时带宽基带回波信号产生技术、目标RCS(Radar Cross Section)数据获取与调制技术以及宽带捷变频率合成器等关键技术完成了高分辨力雷达扩展目标模拟系统的设计与实现。使用该系统对某典型战斗机目标进行了射频仿真和二维成像处理,并将射频仿真和二维成像处理结果与使用RadBase仿真软件对该典型战斗机目标的仿真结果进行对比,验证了该系统的有效性。验证结果表明,该系统的射频仿真二维成像处理结果和RadBase仿真软件的仿真结果基本一致。

3DXI技术在诊断胎儿小脑蚓部发育异常中应用价值的研究

目的:寻找一种能较客观评价胎儿小脑蚓部发育的方法。方法:采用Medison公司的AccuvixV10彩色多普勒超声诊断仪,应用其三维超声扩展成像技术(3DXI)中的智能断层成像模式(MSV)和任意剖面成像模式(OBV)来获得胎儿小脑蚓部的正中矢状切面,并对其进行形态观察。结果:19例二维超声检查疑小脑蚓部发育不全的胎儿全部获得小脑蚓部的正中矢状切面,清晰显示完整的小脑蚓部及其与脑干表面、第四脑室和颅后窝池的关系。据此诊断Dandy-Walker畸形1例、小脑蚓部上抬5例、蚓部发育过小2例、单纯颅后窝池增宽9例、第四脑室导水管梗阻2例。颅脑MRI证实。结论:运用三维超声的3DXI技术获得的小脑蚓部正中矢状切面可较客观评价胎儿小脑蚓部的发育,方法有效、相对简便。

岩石中三维双裂隙组扩展和贯通过程的试验研究和弹脆性模拟

最新研制了一种完全透明、较低温度下拉压比可达1/6.6的树脂,其与岩石特性的相似性较前人的研究有大幅度提高。制作了一组含三维内置平行双裂隙组的试件,详细描述并分析了单轴加载下试件的裂隙扩展与贯通过程,研究其产生的条件和机制。试验结果表明:试件的破坏大致经历4个阶段,三维裂隙组的断裂比二维情况复杂得多,产生了多种不同形态的裂纹。在FLAC3D软件框架内建立了一种新的弹脆性本构关系,并采用超细单元和合理形态的网格建模。将数值模拟结果与相关试验进行对比,相符程度良好,表明新数值模拟方法的有效性。当双轴加载时,模拟结果也与前人类似试验结果有很好一致性。

基于扩张观测器的三维动态面导引律

为提高导弹拦截高速机动目标的精度,基于自抗扰控制理论的估计补偿思想,设计了考虑自动驾驶仪动态特性和目标机动的三维动态面导引律。首先,建立了考虑自动驾驶仪动态特性的三维耦合制导模型;其次,针对制导模型中所存在的目标机动和测量噪声的干扰,设计扩张观测器估计目标机动和视线角速率,并将其应用到导引律的设计中;再次,基于动态面控制方法设计了三维空间导引律,避免了传统反演控制方法中的"微分膨胀"问题;最后,在目标作不同机动情况下,所设计的导引律与比例导引律、动态面导引律进行比较,仿真结果表明所设计的导引律具有更好的制导性能。

基于模糊粗糙集的二维延伸性汽车产品保证成本数据挖掘

为了挖掘二维延伸性产品保证成本决策规则且鉴于数据挖掘是大规模制造企业产品保证成本控制的有效手段,基于模糊粗糙集理论,建立了二维延伸性汽车产品保证成本数据挖掘模型,挖掘二维延伸性汽车产品保证成本的不协调信息系统决策规则。研究结果显示,该模型可以对二维延伸性汽车产品保证成本不协调决策信息系统进行属性约简,并挖掘决策规则。该研究结论可以为汽车制造企业或汽车研究中心未来制定二维延伸性汽车产品保证成本控制策略及面向不同产品使用率人群的二维延伸性产品保证策略设计提供重要参考。

基于产品使用率的二维延伸性汽车产品保证策略

在我国汽车产业飞速发展、消费者延伸性产品保证服务需求增加,以及国内外尚缺乏二维延伸性产品保证策略理论研究的形势下,为了帮助汽车制造商制定科学的二维延伸性产品保证服务策略,进行了基于产品使用率的二维延伸性汽车产品保证策略研究。基于产品使用率构建二维延伸性汽车产品保证故障模型,结合最小性维修与不完全维修两种维修策略构建二维延伸性产品保证成本模型,并进行产品保证成本优化。研究结论显示,在保证期边界参数确定的条件下,运用建立的二维延伸性汽车产品保证故障模型与成本优化模型,可以降低二维延伸性产品保证成本,并为汽车制造商制定二维延伸性产品保证策略提供参考。

一种统一的拓扑关系判断模型

拓扑关系是地理信息系统领域中一种非常重要的空间关系。当前已经提出了多种模型来对空间对象间的拓扑关系进行判断,但是这些模型都不能判断那些由点、线、多边形任意组合而成的异构几何集合对象间的拓扑关系。针对当前拓扑关系研究的不足,引入了混合几何的概念和正规化准则,基于此空间对象模型和维扩展9交集模型,提出了一个拓扑关系判断模型—集成型维扩展9交集模型(IDE 9IM),它不但能够判断单一的点、线、面以及同构几何集合对象间的拓扑关系,而且还能从复杂空间对象的总体和局部两个方面对异构几何集合对象间的拓扑关系进行判断,可以作为一个判断任意几何对象间拓扑关系的统一模型。