改进RRT算法的四旋翼无人机路径规划方法

针对快速扩展随机树(rapidly-exploring random tree,RRT)算法在无人机路径规划过程中采样次数多、生成路径曲折等问题,提出了一种将路径重规划策略和平滑度优化相结合的路径规划算法。首先,通过重新构造采样区域降低RRT算法采样次数,利用目标偏向寻优策略为RRT算法添加导向性;其次,在筛选初始航迹点的同时引入无人机性能约束;然后,利用B样条对重规划路径进行平滑处理;最后,利用Matlab对所提出的算法进行仿真实验。实验结果为平均采样次数为386次,平均运行时间为0.43 s,平均航迹距离为1392.16(无量纲),表明了算法可有效降低采样次数并改善路径平滑性。

消皮素B在人主动脉夹层组织中的表达变化及对主动脉平滑肌细胞焦亡、炎症反应的影响

目的观察人主动脉夹层组织消皮素B(GSDMB)表达变化,并探讨GSDMB对人主动脉平滑肌细胞(HASMCs)焦亡和炎症反应的影响。方法收集主动脉夹层患者的主动脉夹层组织、器官捐献者的主动脉组织(正常对照组织)各8例份,采用Western blotting法检测GSDMB蛋白表达。将对数生长期的HASMCs分为NC-siRNA组(转染NC-siRNA)、脂多糖(LPS)组(LPS作用)、GSDMB-siRNA组(转染GSDMB-siRNA)、GSDMB-siRNA+LPS组(LPS作用后转染GSDMB-siRNA),另将HASMCs分为空载质粒组(转染空载质粒)、LPS作用组(LPS作用)、GSDMB过表达组(转染GSDMB过表达质粒)、GSDMB过表达+LPS组(LPS作用后转染GSDMB过表达质粒),采用Western blotting法检测细胞GSDMB、半胱氨酸蛋白酶4(Caspase-4)、消皮素D(GSDMD)、N-消皮素D(N-GSDMD)、基质金属蛋白酶9(MMP-9)、基质金属蛋白酶2(MMP-2)蛋白表达,流式细胞术检测细胞焦亡率,ELISA法检测细胞上清液白细胞介素18(IL-18)、白细胞介素1β(IL-1β)水平。结果主动脉夹层组织与正常对照组织GSDMB蛋白相对表达量分别为0.88±0.16、0.62±0.15,二者比较P<0.05。与NC-siRNA组比较,LPS组GSDMB、Caspase-4、GSDMD、N-GSDMD、MMP-9、MMP-2蛋白相对表达量和细胞焦亡率及细胞上清液IL-18、IL-1β水平均升高,GSDMB-siRNA组仅GSDMB蛋白相对表达量降低(P均<0.05)。与LPS组比较,GSDMB-siRNA+LPS组GSDMB、Caspase-4、GSDMD、N-GSDMD、MMP-9、MMP-2蛋白相对表达量和细胞焦亡率及细胞上清液IL-18、IL-1β水平均降低(P均<0.05)。与空载质粒组比较,LPS作用组GSDMB、Caspase-4、GSDMD、N-GSDMD、MMP-9、MMP-2蛋白相对表达量和细胞焦亡率及细胞上清液IL-18、IL-1β水平均升高(P均<0.05),GSDMB过表达组仅GSDMB蛋白相对表达量升高(P<0.05)。与LPS作用组比较,GSDMB过表达+LPS组GSDMB、Caspase-4、GSDMD、N-GSDMD、MMP-9、MMP-2蛋白相对表达量和细胞焦亡率及细胞上清液IL-18、IL-1β水平均升高(P均<0.05)。结论人主动脉夹层组织GSDMB表达升高;GSDMB不会影响正常HASMCs的焦亡和炎症反应,但会通过Caspase-4介导的非经典途径正向调控LPS诱导的HASMCs焦亡和炎症反应。

基于多特征融合卷积的步态识别算法研究

针对GaitSet算法中主干网络学习能力和分类能力较弱,提出基于多特征融合卷积网络的步态识别算法(MFFC-GaitSet)。算法通过多特征融合卷积重建GaitSet网络增强网络学习能力,同时对三元组损失函数进行平滑优化;利用形态学处理对步态轮廓图进行修补。算法在Casia-B数据集上进行验证,步态识别精度达到85.811%,提高2.6%;模型权重仅增加6%。算法可以有效减少复杂环境对步态识别的负面影响,实现复杂环境下高精度的步态识别。实验结果表明,方法能够实现较为精确的步态识别,并具有较佳的鲁棒性和泛化能力。

基于五次B样条插值的机械臂路径平滑研究

针对机械臂路径规划后的轨迹平滑及角速度和角加速度的突变问题,提出五次B样条插值的机械臂路径平滑方法。通过MATLAB对机械臂建模,并对平滑后的轨迹进行仿真,得到轨迹、角度、角速度及角加速度图。通过与五次多项式和样条曲线对比,证明该算法能够提升机械臂角速度和角加速度的平滑性,保证起、止点速度加速度均为零,过控制点保证路径的有效性。该算法提升了机械臂运动的平顺性,降低运动冲击,为机械臂实物验证提供充分的理论支撑。

Oldroyd-B黏弹性液滴弹跳行为的改进SPH模拟

基于光滑粒子流体动力学SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)方法对Oldroyd-B黏弹性液滴撞击固壁面产生的弹跳行为进行了模拟与分析。首先,为了解决SPH模拟黏弹性自由表面流出现的张力不稳定性问题,联合粒子迁移技术提出了一种改进SPH方法。然后,对Oldroyd-B黏弹性液滴撞击固壁面产生的铺展行为进行了改进SPH模拟,与文献结果的比较验证了方法的有效性。最后,通过降低Reynolds数捕捉到了液滴的弹跳行为;并在此基础上,分析了液滴黏度比、Weissenberg数和Reynolds数对液滴弹跳行为的影响。结果表明,改进SPH方法可有效地模拟黏弹性自由表面流问题;液滴黏度比、Weissenberg数和Reynolds数对液滴最大回弹高度均有显著的影响。

基于RRT-A^(*)融合算法的机械臂避障路径规划

针对RRT算法在三维避障路径规划过程中会出现耗时长、路径长度不是最优、且转折点多的问题,提出一种RRTA^(*)融合算法,并应用于机械臂避障路径规划。首先,完善碰撞检测模型,对障碍物和机械臂进行合理的简化。其次,建立空间障碍物三维模型,在障碍物环境下先使用双向RRT算法规划出可行的避障路径。最后,使用A^(*)算法选取该避障路径上的关键节点,并建立三次B样条插值函数,提高避障路径和运动图像的平滑性。仿真结果验证了该方法的有效性。

非完整约束移动机器人CRAB RRT轨迹规划

针对快速扩展树算法在多障碍环境搜索效率低、冗余节点多的问题,提出一种CRAB-RRT算法。该算法采用圆域概率偏向采样策略进行随机采样;将扩展树上节点分为2类,通过度量邻近点间对角线距离、历史路径成本和扩展角度的加权和,在有效邻近点集中选出高质量最近点;在新节点扩展中添加了目标引力分量,并根据环境障碍信息实现扩展步长自适应变化;经过对非完整约束移动机器人运动学模型的分析,提出了极限角约束,通过考虑受极限角约束的路径裁剪策略剔除冗余节点,利用三次B样条平滑方法平滑轨迹。通过数值仿真分析和实车实验,验证了CRAB-RRT算法的可行性、实用性与优越性,平滑后的路径更利于机器人跟踪,且适用于多障碍环境。

基于Powell-Sabin细分的参数曲面重建方法

将复杂几何体网格转换为参数曲面是CAD几何引擎设计中的关键问题.针对赋予四边形粗剖分结构的三角网格模型,提出一种基于Powell-Sabin细分的参数曲面重建方法.首先利用均值参数化方法建立每个粗四边形结构MT到参数域D的映射,同时得到D的三角剖分△;然后对△进行一次Powell-Sabin细分得到加细三角剖分△^(S),并且利用MT的几何信息构造二元一次样条函数空间S(△^(S))中的插值函数S;对D均匀采样之后,利用插值函数S得到规则型值点作为参数曲面表面点的近似;最后建立具有光顺性质的能量函数,求解出双三次B样条曲面的控制点网格,完成曲面重建.实验给出了柱面、鞍面等基础曲面和人头模型等自由曲面的重建结果.数值结果表明,与自适应算法相比,所提方法能够捕获由给定三角网格呈现的几何细节,重建复杂模型的点距均方误差减小38%.

基于自适应蚁群算法的AGV路径规划优化

针对传统蚁群算法在AGV路径规划中存在拐点数目较多,运行能耗较高等问题,提出一种改进的自适应蚁群算法。首先采用自适应参数调整方法,在迭代过程中不断调整信息素浓度和启发式信息的相对重要性,以增强蚂蚁搜索的目的性;其次引入多目标路径性能评价指标,在路径长度的单一指标基础上引入路径风险指标和拐点数目,以实现AGV路径规划的全局综合优化;然后提出一种奖惩机制更新信息素增量,针对不同程度评价指标的路径提供不同的信息素更新规则,避免算法陷入早熟;最后引入准均匀三次B样条平滑策略,进一步优化最优解。在20×20和30×30不同复杂程度的环境下进行仿真实验,本文改进算法相比传统蚁群算法在转弯次数上减少了11.3%~38.2%,在收敛速度上提升了79.8%~87.9%,验证了本文改进算法的有效性、可行性和优越性。

基于三次B样条平滑的加性风险模型拟合研究

应用加性风险模型在R软件中拟合白血病数据,利用三次B样条平滑函数对受干扰的协变量进行平滑,以减少因数据缺失等因素对生存时间带来的影响,并运用单变量加性风险模型和多变量加性风险模型选出对生存时间影响显著的变量.研究表明,经药物治疗后的白血病患者,其生存时间因性别和ph.ecog的不同而呈现不同的变化趋势,整体看与实际相符.该研究结果为今后研究药物治疗效果提供了一定的参考.

基于蚁群算法的无人船平滑路径规划

为解决无人驾驶船舶在复杂环境中规划路径时存在的转向角度大、路径拐点多、航行能耗高等问题,文中提出一种基于改进蚁群算法的平滑路径规划方法。该方法采用栅格法进行环境建模,通过在启发函数中引入路径平滑度、距离启发因子以及在路径转移概率中引入障碍物启发因素,提高路径寻优和静态避障能力。结合启发因素改进信息素更新标准,设置可调节信息素挥发因子增加算法的自适应性。提取输出的最优路径关键节点并对其进行平滑处理,进一步保证路径平滑度和安全性。根据不同栅格环境下的避障仿真结果可知,与传统算法相比,文中改进蚁群算法的路径寻优速度提高了45%~62%,转向次数减少了25%~44%,平滑处理后的路径安全性和可行性得到了提升,较好地实现了不同环境下无人船自主路径规划。

关于Zp^＊分解基S的选取及在Index—calculus算法中的应用

给出循环群Zp*分解基S的选取方法,并由此确定有效生成关系式:αk=∏ti=1pici(其中ci≥0)和βαk=∏ti=1pidi(其中di≥0)。该方法在离散对数体制中,对计算离散对数的Index-calculus算法大有裨益,并通过大量实例验证之。

基于SPH方法的瞬态非等温黏弹性Couette流的数值模拟

基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics, SPH)方法对瞬态非等温黏弹性流动问题进行了数值模拟.首先,模拟了等温情况下基于Oldroyd-B模型的黏弹性Couette流动;随后,将其扩展到非等温情况下进行模拟,其中选用Reynolds指数模型来评估黏度和松弛时间的温度依赖.通过与有限体积方法解的比较和对数值收敛性的评价,验证了SPH方法模拟非等温黏弹性流动问题的准确性和有效性.讨论了非等温流动相较于等温流动的不同流动特征,分析了温度依赖系数、Péclet数等对黏弹性流动过程的影响.数值结果表明,SPH方法可准确有效地模拟非等温黏弹性流动问题.

基于五次B样条的机械手关节空间平滑轨迹规划

为实现机械手作业轨迹平滑,关节轨迹的速度、加速度、加加速度保持连续,起始和停止的速度、加速度和加加速度可以任意配置,采用5次B样条曲线插值方法构造关节轨迹。推导了B样条曲线插值轨迹算法;通过VC++6.0开发平台,基于MFC框架类和OpenGL图形库仿真出机械手的运动过程,并绘制出各关节的位置、速度、加速度时间曲线图。仿真结果表明,该方法使机械手关节调整平滑且运动平稳,运动性能显著优于传统的三次样条轨迹规划。

B样条与磨光样条在基于矩形格网的DEM内插中的应用

本文研究了 B样条和磨光样条应用在基于矩形格网的 DEM内插中的思想、方法及实现过程。并从逼真性 ,保凸性 ,光滑性 ,运算速度等方面对 B样条、磨光样条与双线性内插算法做了实验比较。理论和实验表明 ,所述方法具有较好的效果。

银杏内酯B对牛主动脉平滑肌细胞增殖的影响

目的 探讨银杏内酯B(GB)对牛主动脉平滑肌细胞 (SMC)增殖的影响及可能机制。方法 细胞的增殖由3H 胸腺嘧啶核苷掺入试验确定 ,应用流式细胞术测定细胞周期 ,用MTT法和乳酸脱氢酶活性检测观察细胞代谢的变化。结果 无论是否用血管紧张素II诱导 ,GB与银杏内酯A和B的混合物均呈浓度依赖性地抑制SMC的增殖 ,其机制与阻止细胞进入有丝分裂期有关。结论 GB可抑制动脉壁SMC的增殖 。

利用控制顶点插值的光滑B样条曲线构造方法

针对非均匀采样点拟合时的光滑B样条曲线构造问题,提出一种基于已知控制顶点和节点向量求解未知控制顶点来构造光滑B样条曲线的方法.首先对所有控制顶点进行基函数极值参数化,再将已知控制顶点作为型值点进行光滑样条曲线插值,并在此曲线上通过利用参数化结果求值得到未知控制顶点.该方法通过控制顶点所在曲线的光顺性提高最终生成曲线的连续性和光滑性.最后通过实例说明,采用文中方法所构造的B样条曲线具有较好的光顺性.

基于四元数和B样条的机械手平滑姿态规划器

为实现机械手作业姿态的平滑调整,提出一种平滑姿态规划器.采用四元数代替传统的齐次变换矩阵描述机械手姿态,推导了两者之间的转换关系.通过四元数球面立体插值,生成过关键姿态且平滑的姿态轨迹.按机械手终端定位精度将其离散化,逆运动学解算后得到关键关节位置,并以五次B样条曲线插值方法生成启停平稳且脉动连续的关节轨迹.试验结果表明,提出的规划器使机械手姿态调整平滑且关节运动平稳,有效解决了平滑姿态规划问题,提高了机械手轨迹跟踪精度.

航空重力数据样条平滑滤波试验研究

采用B样条平滑滤波技术,对GT-1A航空重力勘查系统的测量数据进行了滤波试验研究,结果表明,通过选择合适的样条、平滑等参数,B样条平滑滤波技术在航空重力数据的低通滤波数据处理中可以发挥重要作用,获得与GT-1A系统滤波结果几乎同样满意的滤波效果,二者滤波结果差值的标准偏差可达±0.4mGal.

维生素E对子痫前期-子痫患者脐血诱导脐动脉平滑肌细胞胶原表达及NF-κB活性的影响

目的：探讨子痫前期-子痫患者脐血清诱导脐动脉平滑肌细胞(HUASMC)前胶原Ⅰ、Ⅲ的表达、NF—kB活性及维生素E对其的影响。方法：采用组织块培养法培养正常妊娠HUASMC，传代后待细胞长满至70％-80％后，加或不加维生素E作用30min后分别加入子痫前期-子痫患者脐静脉血清，培养2h，Western blotting测定细胞胞浆Ⅰ-kB、胞核NF-kB含量；培养48h，MTT法测定细胞增殖活力，流式细胞学测定细胞周期，RTPCR测定平滑肌细胞前胶原Ⅰ、Ⅲ的表达。结果：子痫前期-子痫患者脐静脉血清培养的HUASMC胞浆Ⅰ-kB含量明显低于对照组，胞核NF-kB含量、细胞增殖活力、前胶原ImRNA的表达、S及G2／M期细胞百分比明显高于正常妊娠组(P<0．01)，G0+G1期细胞百分比明显低于妊娠组(P<0．01)。维生素E处理可以抑制子痫前期-子痫患者血清引起的NF-kB核转位、细胞增殖活力、前胶原Ⅰ的表达(P<0．01)，G0+G1期细胞百分比明显增加(P<0．01)。结论：子痫前期-子痫患者脐静脉血清HUASMC增殖、NF-kB核转位及Ⅰ型胶原表达，VitE可抑制子痫前期-子痫患者脐静脉血清诱导的HUASMC NF-kB核转位、细胞增生及Ⅰ型胶原表达。