DWT算法在乒乓球动作识别分析中的应用

针对传统乒乓球动作识别未考虑动作的时序性和动态特性的问题,研究在二维DWT算法的基础上引入奇异值分解,设计出一种改进DWT算法,以获得乒乓球动作的局部特征,从而提升其识别准确率。实验结果显示:在识别准确率计算中,改进DWT算法的平均识别准确率为97.8%,优于其他算法,表明其识别精度较高;在识别时间计算中,改进DWT算法的识别时间与其他算法相比,均下降了50%左右,表明其识别效率较高。以上结果证明了改进DWT算法的优越性能,为乒乓球的动作识别提供了有效的技术支持。

脑-运动单元功能耦合估计方法

针对现有脑肌功能耦合(CMC)估计方法仅能反映皮层活动与运动单元(MU)复合放电活动间耦合状态、无法反映皮层和各MU独立耦合作用的问题,提出了一种脑与MU之间独立交互作用的估计方法,并初步验证了脑-运动单元功能耦合(CMUC)作用的存在。首先,采用肌电分解技术获得各MU独立活动,即运动单元动作电位序列;然后,利用头皮表面拉普拉斯技术,获得头皮电流密度以表征皮层活动,并通过估计运动单元动作电位序列和头皮电流密度的频域相干性获得CMUC;最后,通过手指伸展实验对所提方法的有效性加以验证。实验结果表明:当被试者伸展手指时,指伸肌的MU和对侧运动皮层存在显著的β、γ频带耦合交互作用,且耦合强度显著高于其他皮层区域。这一结论与已有的CMC研究结论相一致,能够表明所提CMUC估计方法的有效性,同时也证明了脑和MU独立耦合交互作用的存在性。提出的CMUC估计方法可为进一步深入研究生理及病理条件下肌肉的神经控制机制提供有力指导。

基于余弦相似性的定向注意力行为识别模型

针对传统点积注意力缺乏方向性的问题,建立了一种基于余弦相似性的定向注意力模型(directed attention model,DAM)。为有效表示视频帧时空特征间的方向关系,运用余弦相似性理论,定义了注意力机制中关系函数,能够去除特征间关系绝对值;为降低注意力机制计算量,从时间和空间两个维度上对运算进行分解;结合线性注意力运算,进一步优化计算复杂度。实验分为两个阶段:对定向注意力各模块开展了4个消融实验,以表现DAM在精确度和效率方面的最佳性能;该模型在Sth-Sth V1(somethingsomething V1)数据集上的精确度较I3D-NL(inflated 3D ConvNet non-local)高7.3%,在UCF101(101 human action classes from videos in the wild)数据集上的识别精确率为95.7%。研究成果在安全监控、自动驾驶等方面应用前景广泛。

基于双分支卷积神经网络的飞行动作识别方法

飞行动作识别是飞行训练评估、飞行事故调查等领域的关键技术。针对现有识别方法通用性较弱、模型复杂、识别时间较长等问题,提出一种基于双分支卷积神经网络的飞行动作识别方法。利用运动分解的思想,将飞机的运动分解为水平和垂直两个分支上的运动,提取分支上的飞行特征参数,使用真实飞参数据对卷积神经网络模型进行训练、识别,再将这两个分支上的动作进行合成,实现飞行动作的识别。最终实验结果表明,采用该方法简化了识别过程,识别模型的通用性较强,识别方法准确率较高。

基于跑步运动状态下的皮肤拉伸研究

以跑步状态下的皮肤拉伸为研究对象,提出了研究人体动态皮肤拉伸的一种新方法。通过分析跑步循环动作及下肢角度,将跑步循环分解成3个静态动作—前迈、落地、后摆。重点研究了人体在跑步时3种姿势下的下肢体表在横向和纵向方面皮肤的形变量,通过利用SCAN SMART三维扫描系统,得到不同姿势下下肢不同部位皮肤拉伸数据,初步尝试获得了在跑步运动中皮肤变化的规律。通过皮肤的变化规律,对下肢的运动进行表征,为准确了解下肢在跑步运动中的变化,以及跑步运动紧身装备的设计提供面料选择的依据。

数控机床基于FMA的功能分解与可靠性分析

以数控机床的可靠性控制为目的,提出了FMA(功能-运动-动作)功能分解方法。并将其与传统的分析方法进行了比较,突出了FMA分解方法的特点和优点。通过对机床整机功能的逐层分解找出了构成机床加工的所有元动作,并阐述了元动作与整机可靠性之间的关系。利用故障树对元动作进行分析,找出了元动作异常的根本原因,并根据分析结果制定了可靠性控制的具体措施。通过实例证明了基于FMA的功能分解是一种针对性强,且行之有效的机床可靠性分析技术。

地震作用下高层建筑结构的重叠分散控制研究

针对地震作用下高层建筑结构大系统控制问题,引入分散控制的策略,导出重叠分散最优控制(Overlapping Decentralized Optimal Control)算法。该方法将包含原理与线性二次型(Linear Quadratic Regulator)最优控制原理相结合,通过扩展分解控制系统及协调收缩获得重叠分散控制器。对某20层钢结构Benchmark结构模型进行数值计算与分析,结果表明,导出的重叠分散最优控制方法可以有效地抑制结构地震反应,控制效果不仅接近传统的集中控制方法,而且提高了高层结构大系统控制的鲁棒性和可靠性。本文方法可应用于大尺度高层结构振动控制中,实现高层建筑结构地震反应的可靠控制。

没食子酸铋锆的制备、表征及其燃烧催化作用

以没食子酸、硝酸铋和硝酸氧锆为原料,首次合成出了双金属有机盐——没食子酸铋锆,采用有机元素分析、X射线荧光(XRF)光谱和傅里叶变换红外(FTIR)光谱对其进行了表征.在程序升温条件下,利用热重(TG)分析、差示扫描量热法(DSC)、固相原位反应池/FTIR联用技术,研究了没食子酸铋锆的热行为和热分解机理,描述了没食子酸铋锆的热分解过程,分析得出其最终分解产物为Bi2O3、ZrO2和C.利用螺压工艺制备了含没食子酸铋锆的推进剂样品,研究了没食子酸铋锆对双基(DB)推进剂燃烧性能的影响,分析了其燃烧催化作用.结果表明,没食子酸铋锆对双基推进剂的燃烧具有良好的催化作用,是一种高效的燃烧催化剂;没食子酸铋锆热分解的最终产物是催化燃烧的主要物质,锆和碳则起辅助催化的作用.

基于多通道sEMG小波包分解特征的人手动作模式识别方法

为了满足主动康复训练和人机交互等复杂应用场景对多样性的人手运动模式识别需求,提出了一种基于多通道表面肌电信号sEMG小波包分解特征的人手动作模式识别方法;通过实验对比分析,确定了最佳采样布局方案,通过采集前臂表面肌电信号,设计了基于数字滤波器的肌电信号活动段自动标识算法,能快速准确地完成样本动作标签的制作;以原始肌电信号的小波包分解系数作为特征向量训练分类器;通过对比不同隐含层节点数对分类器模式识别准确率的影响,最终确定BP神经网络模式分类器的所有结构参数;设计并训练完成了BP神经网络人手运动模式分类器;对9种手部运动的平均识别率达到93.6%,计算时间小于150ms。

碳纳米管对高氯酸铵燃烧和热分解的催化作用

通过干混法、水混法和丙酮混法制备了高氯酸铵(AP)与碳纳米管(CNT s)的复合物,研究了CNT s对AP燃烧和热分解的催化作用。结果表明:随着CNT s添加量的增加,AP/CNT s复合物的燃速增大,压力指数降低;对于相同CNT s添加量的AP/CNT s复合物,CNT s对AP的催化作用依赖于不同的混合方法,按干混法、水混法和丙酮混法的次序,催化作用依次增强,AP/CNT s复合物的燃速依次增大,压力指数依次降低。

羊草草原生态系统的分解者与枯枝落叶分解的研究

羊草草原的分解者包括土壤微生物和土壤动物。土壤微生物中的细菌、放线菌和真菌的数量峰值交替出现在７～９月份，该时期正是枯枝落叶分解的旺盛季节。土壤微生物生物量最大值出现在８月份，与枯枝落叶最大损失量相吻合。土壤动物的数量和生物量的季节变化趋势，基本上与枯枝落叶失重变化一致。分解者的不同类群，对枯枝落叶的分解作用不同，分解主要由土壤微生物来完成，分解强度占年损率的９７％，其中放线菌分解能力最强，真菌次之，土壤动物仅占３％。

虚拟维修中虚拟人的动作模型设计

提出了一种基于维修任务分解的虚拟人动作模型设计方法,将虚拟维修任务分解为三个过程,建立了三个相应的维修动作层次化模型,阐述了维修动作的分类与设计,并将维修动作模型应用到了虚拟维修过程中。实验结果表明,基于维修任务分解的虚拟人动作模型可以有效地将虚拟人技术应用到虚拟维修中,大大提高了虚拟维修的逼真性。

基于SEONS算法的表面肌电信号分解方法研究

目的探讨表面肌电信号(sEMG)的分解问题,以检测神经肌肉系统的运动单位发放的信息。方法采用二阶非平稳源分离(SEONS)算法以及FastICA方法对肌肉轻度收缩情况(10%MVC)的sEMG进行分解研究,并对分离信号中的运动单位动作电位波形进行检测判断。结果两种方法均能较有效地提取隐含在sEMG信号中的运动单位发放信息,但由于sEMG信号是一种复杂的非平稳信号,两种方法的分离结果存在一定的差异性。结论SEONS算法从非平稳性的角度来考虑信号的盲源分离问题,较符合sEMG信号的非平稳特征,因而可应用于sEMG信号的分解研究。

基于动作单元的机电产品故障溯源诊断方法

针对故障在复杂机电产品中传递发展的特点,提出了一种基于动作单元的机电产品故障溯源诊断方法.按照“功能-运动-动作”对整机功能进行结构化分解得到基本的动作单元,并分析动作单元之间的传递过程;在此基础上建立以动作单元和故障现象为节点的贝叶斯网络模型,利用贝叶斯网络的推理算法,计算各个节点的发生概率并追溯最大概率路径,实现动作层的故障动作单元诊断及故障动作单元传播过程诊断;利用故障图对动作单元内部的故障模式及其传递发展过程进行描述,找到引起动作单元故障的根本原因.通过对机电产品动作层和动作单元内部的诊断分析,实现故障现象到故障原因的溯源诊断.将所提出的溯源诊断方法应用到某企业数控转台故障诊断中,结果表明,从运动的角度进行故障溯源诊断,能够有效地诊断出故障动作单元及其传播过程并反映出动作单元内部元件故障的传递发展过程,便于找到导致故障的根本原因,提高了对机电产品故障诊断的效率.

海洋电磁勘探中空气波相互作用机制和水深影响分析

基于一维层状介质的电磁位和电磁场分析,采用电磁场的模式分解理论建立空气、海水层和海底地层之间的电磁场相互作用关系。以假想无限水深模型和五层介质模型为基础,导出水平电偶极子(HED)的横电(TE)和横磁(TM)模式的电磁场数学关系,分析空气波占优的临界偏移距随水深和海底地层电导率的变化规律,指出前人定义的300 m水深作为浅水域和深水域分界深度的缺陷。以电磁响应理论为基础,讨论空气波与其他介质层相互作用强耦合特征,考察电磁响应水平分量与垂直分量受空气层相互作用影响的差异和横电与横磁模式受空气波影响的不同特征。结果表明:空气波是电磁波在空气层、海水层和海底地层的相互耦合作用下产生的散射波场,且在TM和TE两种模式上表现出较大差异;电场垂直分量只有TM模式的贡献,受空气波影响小,测量垂直电场分量将有利于减弱空气波的影响;要根据海底电导率、水深和偏移距的关系确定空气占优的临界偏移距,不能笼统定义深水和浅水的界限。

密度泛函理论方法研究Mn^2+催化丙氨酸反应的机理及催化活性

采用密度泛函理论的BP86-D3方法研究了Mn^2+催化丙氨酸转化反应的机理及催化活性.得到15个稳定构型和12个过渡态,最稳定构型的结合自由能为-710.8kJ·mol^-1.Mn^2+可以催化丙氨酸发生质子迁移反应、手性转化反应、裂解失CO反应和裂解失H2O反应;对应的吉布斯自由能垒分别为7.7kJ·mol^-1、78.7kJ·mol^-1、166.4kJ·mol^-1和225.2kJ·mol^-1.丙氨酸质子迁移反应和手性转化反应通道的决速步基元反应相同,自由能垒是119.1kJ·mol^-1,相应反应较易发生.丙氨酸裂解反应通道的最高自由能垒为225.2kJ·mol^-1,反应较难发生.

冬季热带太平洋和印度洋SSTA对大气协同作用的数值试验

通过比较热带太平洋和印度洋典型分布的海表温度距平（ＳＳＴＡ）场以及热带西太平洋孤立海域ＳＳＴＡ对大气环流影响的数值试验结果，发现两者存在明显的差异，前者与观测事实一致，由此说明大气环流异常是热带太平洋和印度洋ＳＳＴＡ协同作用的结果。

基于虚拟装配体绑定的产品层次化装配序列生成

装配是产品制造中的重要环节之一.计算机辅助装配顺序的生成为实施快速、灵活、优化的装配,提高装配质量和效率提供有力的支持.任务层次与分解方法的设计是层次任务网规划方法应用的关键技术.文中提出了一种基于虚拟装配体绑定的底层装配操作实施机制,在此基础上建立了产品装配序列生成的任务分解策略.装配实例表明,该方法在产品装配序列生成中具有建模层次清晰、任务分解策略易于制定、装配序列生成比较灵活的特点.

基于元动作单元的机械产品任务可靠性分析

在对任务可靠性进行解读的基础上,提出一种基于元动作单元的产品任务可靠性分析方法。首先将产品功能分解到运动单元层(运动层)和元动作单元层(元动作层),并通过分析层次间的关系,定义各种关系的表达符号及含义,建立产品功能分解关系模型;然后寻找待评估元动作单元的相似单元,并建立待评估元动作单元及其相似单元相似性多评价点体系,利用模糊理论和熵权法分别从主、客观角度对各评价点的相似性权重进行计算;以相似单元可靠性数据为基础,应用vague集理论对待评估元动作单元各评价点的可靠度隶属性进行评价,并综合相似性和隶属性分析结果对待评估元动作单元进行可靠性分析;最后通过建立产品运动层和功能层的可靠性模型,在元动作单元可靠性基础上对运动可靠性和功能可靠性进行分析,从而得到产品的任务可靠性指标。以某换料机设备的任务可靠性分析为例验证了方法的可行性和有效性。

求解动态无功优化问题的解耦算法

基于近似牛顿方向,提出了一种求解动态无功优化问题的解耦算法。将修正方程解耦分解成若干个独立的子修正方程,并对求得的近似牛顿方向用广义最小化残差(GMRES)算法进行修正,保证了算法的收敛性。以广州鹿鸣电网作为算例进行优化计算,取得了理想的结果,并与非解耦算法的结果进行了比较分析,验证了该算法的正确性和可行性。