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青岛大学学报(工程技术版)2024年第3期出版

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  • 发布时间:2024-10-28
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计算机技术

1.一种异构传感器的地图融合构建方法  孟小程,王宪伦,曹同坤,周于淞【点击阅读

摘要:针对单一传感器建图时存在还原度较低,易受环境干扰、可靠性不足等问题,提出一种任务层面融合激光雷达与深度相机的建图方法。采用一种针对走廊环境的组合式对其算法对地图进行对齐,再采用一种基于贝叶斯推理的方法进行信息融合。为验证融合建图效果,通过搭建多样化虚拟场景进行仿真和对真实走廊环境进行地图融合实验表明,经过融合的栅格地图比单一传感器创建的栅格地图还原度更高,有效提高了地图的精度,得到了更能反映真实物理环境信息的栅格地图,为后续的路径规划提供了准确可靠的环境地图。

关键词:融合建图;栅格地图建立;激光雷达;深度相机;


2.一种基于轻量型神经网络的火情早期预警方法  宋世淼,顾非凡,葛家尚,杨杰,宋述歆【点击阅读

摘要:为了提高火灾检测效率,基于模型压缩思想提出了一种火情早期实时检测模型FRDnet (Fire rapid detection network),利用低值滤波器修剪策略优化ShuffleNetV2网络,优化后的网络参数量比原网络减少了50%,提高了运算效率。针对检测结果假性的问题,提出了基于阈值判定的预警逻辑,提高了预警的鲁棒性。在公开数据集上的实验结果表明,模型的检测精度达到了95%,检测效率达到了44 fps;预警逻辑使模型能够在火情发生4.5 s内发出报警信号,表明模型在火灾发生早期能够快速准确预警。

关键词:ShuffleNetV2;滤波器修剪;检测效率;火情早期预警;


3.基于改进A*算法的AGV路径规划研究  张亚萌,王钧,符朝兴【点击阅读

摘要:针对传统A*算法在自动引导车(Automated Guided VehicleAGV)寻路时存在搜索路径规划时间长、搜索效率低和不考虑AGV运行体积等问题,提出以动态加权方式改进启发式估计函数中启发因子,根据路径实际情况选择加权值,筛选搜索邻域时节点,剔除必然使路径代价值升高的方向,以增加障碍物影响半径的方式,避免AGV导航过程中发生碰撞。仿真结果表明,相比于原始A*算法,改进后的A*算法路径节点搜索数量减少82%,时间减少81%,提高了路径规划效率,且考虑AGV运行的安全半径,保证了AGV运行的安全性,避免在实际导航时发生碰撞。

关键词:A*算法;启发因子;自动引导车;路径规划;


4.融合文本、语音和表情的多模态情绪识别  谢星宇,丁彩琴,王宪伦,潘东杰【点击阅读

摘要:针对情绪识别中信息不全面、易受噪声干扰等缺点,基于Transformer网络构建了一种融合文本、视觉和听觉等信息的多模态情感识别网络模型(Bidirectional Encoder Representations from Transformers and Residual Neural Network and Connectionist Temporal Classification and TransformerBRCTN)。引入人物特征信息辅助情绪识别,提高模型提取关键特征的能力;将单模态情绪识别的输出向量通过模态对齐重组统一格式;将3个模态和人物特征映射到高维度全局向量空间,学习不同模态特征之间的潜在联系,该模型在IEMOCAP数据集上进行实验验证。结果表明,与其他方法相比,BRCTN的准确率达87%,识别性能最好。

关键词:TransformerIEMOCAP;多模态融合;情绪识别;


5.基于改进YOLOv8的物流AGV精确识别与定位研究  杨振伟,王钧,符朝兴【点击阅读

摘要:针对原始YOLOv8n算法在复杂环境中识别自动导引运输车(Automated Guided VehicleAGV)准确率低的问题,引入CBAM注意力机制,建立CBAM-YOLOv8n网络模型,提高了模型提取关键特征的能力。建立了数学模型,矫正采集图像定位误差,提高AGV在图像坐标系中的定位精度。仿真结果表明,相对于原始YOLOv8n模型,CBAM-YOLOv8n网络模型在AGV空载和负载的情况下,识别准确率分别提高1.4%2.0%,综合识别率提高1.7%。图像误差矫正后,图像坐标在u轴和v轴方向的最大误差为1.3像素和4.3像素,平均误差为0.74像素和2.1像素。验证了AGV在图像坐标系中可以减小定位误差,提高定位精度。

关键词:YOLOv8;自动导引运输车;注意力机制;误差矫正;


6.一种消除椒盐噪声的迭代自适应加权均值滤波  秦承刚,张建,施赣明,张学阁,谢敬心,徐世许【点击阅读

摘要:针对传统的均值滤波和多种中值滤波不能有效去除高密度椒盐噪声的不足,提出一种迭代自适应加权均值滤波算法。为了能够对图像外围的像素点进行滤波,沿四周进行图像扩展。根据椒盐噪声的极值特性,将像素点分为噪声点和信号点,噪声点采用多轮迭代,利用前次滤波的结果,求取滤波窗口非噪声点灰度值的加权均值,基于与窗口中心像素的空间距离计算加权系数;信号点保持原值。滤波窗口尺寸根据窗口内是否含有非噪声点自适应地由小变大。选用5种不同的算法在噪声密度20%80%范围内进行仿真对比,验证算法的有效性。仿真结果表明,与其它4种算法相比,在低密度噪声时,该算法的峰值信噪比(Peak Signal-to-Noise RatioPSNR)和结构相似性指数(Structural Similarity IndexSSIM)优势明显,在80%高密度噪声时仍然保持突出效果,PSNR值至少提高4.26 dB,验证了该算法对高密度椒盐噪声具有更好的滤波性能,很好地保持图像的纹理边缘和细节。

关键词:椒盐噪声;图像扩展;均值滤波;中值滤波;迭代自适应加权均值滤波;


7.基于YOLOv5车辆识别和北斗定位的城市拥堵解决方案  江泉,李晓璇,陈晓喻【点击阅读

摘要:为有效缓解城市交通拥堵,基于YOLOv5车辆识别和北斗定位技术构建了城市拥堵解决方案,实现了车辆运行信息实时采集、道路流量预测和智能交通控制等功能。YOLOv5车辆识别技术采集流量、车速等交通运行特征数据结合北斗定位技术采集的车辆运行特征数据,为智能交通控制决策与用户路线规划的数据支撑;智能控制终端分析采集到的数据,预测道路流量;数据传输模块完成采集输入并上传至智能控制终端和预测结果输出至智能交通控制设施,调节潮汐车道,实现智能信控;同时向用户反馈道路拥堵状况、提供路径选择建议。仿真运行结果表明,该解决方案面对两种不同的道路网可以使平均停车延误分别降低了9.0%6.0%,总行驶时间分别降低了4.5%6.3%,能够缓解交通拥堵。

关键词:YOLOv5;车辆识别;北斗定位;城市拥堵;智能交通控制系统;


8.灰色GM(1,1)档案模型参数估计优化算法  郑蕾【点击阅读

摘要:针对最小二乘法在处理总体特征不明显的数据时效果欠佳的问题,提出了一种适用于“贫信息,小样本”的预测方法,采用灰色GM(1,1)模型对数据序列进行归纳、总结和提炼,构建相应的预测模型。新的参数估算方法将初始误差的绝对值和最小化,将参数估算转化为目标规划问题,利用目标规划法,在不依赖于数据整体特性的前提下,有效降低异常值,简化计算过程,提高预测精度。

关键词:灰色GM(1,1)模型;预测模型;参数估计方法;


车辆工程

1.载电液驱车辆动力参数匹配与控制策略分析  林彦宏,张铁柱,张洪信,张震,管启强,许有强【点击阅读

摘要:为了降低电机峰值扭矩并提高车辆在频繁启停时的动态性能,建立了一种具备多模式切换和制动能量回收功能的载电液驱车辆模型。根据车辆的基本工作原理和模式,完成了动力传动系统的参数匹配,并设计了一种基于规则的动态优化能量管理策略,以实现能量分配控制和工作模式的实时切换。利用AMESimSimulink软件对该模型进行建模,并在认证的FTP-75WLTC循环工况下进行联合仿真。仿真结果显示,与同等配置的纯电动汽车相比,载电液驱车辆在FTP-75工况下的电池消耗率降低了6.2%

关键词:电动汽车;液压传动;性能改善;联合仿真;


2.基于霜冰优化算法的半主动悬架控制策略研究  孙京哲,魏文智,严天一【点击阅读

摘要:针对半主动悬架控制策略及控制参数整定问题,提出了基于霜冰优化算法的自适应模糊PID和模糊PID并联复合控制策略。基于连续可调阻尼(Continuous Damping ControlCDC)减振器搭建了四分之一半主动悬架系统模型,利用BP神经网络构建CDC减振器非参数正、逆模型,采用霜冰优化算法进行控制策略参数整定,在Matlab/Simulink环境下开展随机路面及其叠加单凸块路面仿真实验,相比被动悬架,该控制策略使行驶平顺性提升36.18%33.66%,多种加权系数下悬架综合性能评价指标均在10%7%以上。

关键词:霜冰优化算法;参数整定;CDC减振器;模糊PIDBP神经网络;


3.电控减振器悬架NSGA-Ⅱ算法天地棚混合控制策略  何浦,魏文智,孙京哲,严天一【点击阅读

摘要:针对具有电控减振器(Electronic Shock AbsorberESA)的半主动悬架系统控制策略参数设定问题,即天地棚混合控制策略阻尼及分配系数设定,提出了基于非支配排序遗传(Non-dominated Sorting Genetic Algorithms-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)算法的天地棚混合控制策略。首先构建四分之一半主动悬架系统模型,搭建ESA正、逆模型,为解决天地棚混合控制策略中参数整定问题,通过NSGA-Ⅱ算法进行优化,在MATLAB/Simulink环境下,分别开展典型随机路面与其叠加凸块路面工况下的仿真实验;针对适应度函数得到对应帕累托解集,针对不同优化侧重点进行仿真实验,同时与无控制被动悬架进行对比分析,验证了本文算法在一定程度上对汽车行驶平顺性改善。

关键词:电控减振器;半主动悬架;NSGA-Ⅱ;混合控制;


机械设计

1.卧式气浮器设计及流场仿真研究  王英,李兴振,程光玮,胡徐彦,李艳坤,尹凝霞【点击阅读

摘要:为了提高卧式气浮器的除油效率,对卧式气浮器的结构进行优化设计计算。采用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术,研究了不同结构的流场变化特性。仿真结果表明,卧式气浮器流场仿真过程显示出阶梯分层效果,可以处理含油废水;当入水口在左中间轴向,挡板高度为120 mm和出水口在右中间轴向时,卧式气浮器的除油率最高可达98.75%

关键词:卧式气浮器;碰撞;除油率;气浮效果;


2.排水管道自适应清理机器人支撑机构的优化设计  黄庆辉,许伟,李宝康,杨家岐,刘广涛,王继荣【点击阅读

摘要:为了清理中大型排水管道中的硬质废物,借鉴MIT机械狗和Ascento腿部机构的轻量化及可靠性优点,设计了一种排水管道自适应清理机器人的支撑机构,采用了二自由度支撑机构,在保持机器人稳定的同时具有较强的越障能力。在ANSYS Workbench中对支撑机构进行不同展开角度下的静力学仿真,根据仿真结果进行优化设计。仿真结果显示,与原结构对比,优化后的支撑机构的受力变形和内部应力显著下降,30°展开状态的变形量小于5%120°状态的应力集中现象得以消除。

关键词:管道清理机器人;支撑机构;静力学仿真;优化设计;


综合研究

1.可贴敷型压力传感器在眼压测量的可行性应用研究  冯潇,于辉,姜涛【点击阅读

摘要:为解决传统非接触式眼压计(Non-contact TonometerNCT)在眼压测量过程中患者体验感差、无法连续监测眼压等问题,将可贴敷型压力传感器模拟“指拭”测量法用于眼压测量。本文选用了型号为ZE120-05AA的可贴敷型压力传感器(灵敏度10 Pa),对门诊569例患者进行了眼压测量,并与非接触式眼压计所测数据进行对比研究。采用皮尔森相关性数据分析方法,发现两组检测数据呈现一定的相关性(r=0.96P0.001),两组数据线性拟合的斜率分别为0.068NCT)和0.079(可贴敷型压力传感器)。结果表明可贴敷型压力传感器在眼压测量方面满足眼压测量的准确性和可靠性,在眼压临床检测应用方面是可行的。

关键词:可贴敷型压力传感器;眼压测量;眼压计;


2.滨海丘陵城市内涝灾害风险评估方法优化研究  李祥锋,梁春【点击阅读

摘要:为提升滨海丘陵城市内涝风险评估方法科学性和准确性,以青岛市东部城区海泊河、李村河、张村河及沿海流域为例,基于传统层次分析法,耦合ArcGIS空间分析技术与InfoWorks ICM内涝数学模型,优化传统城市内涝风险评估方法。结果显示,在传统积水深度因子评价基础上,增加积水时间、积水流速、地形特征、城市要素等特征因子评价,利用内涝数学模型定量分析积水因子影响,通过ArcGIS技术叠加分析各类因子得到高、中、低内涝风险等级区,可准确反映不同程度内涝灾害风险空间分布特征,为制定针对性防灾减灾救灾措施提供有力支撑。

关键词:滨海丘陵城市;城市内涝灾害;风险评估方法优化;ArcGIS空间分析技术;内涝数学模型;





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