摘要：针对多模态交互的车内即时通信应用,构建可用性评价模型,并基于评价结果提出优化建议.基于人机界面和可用性等领域的研究,确定了明确易操作、高效实用和安全的可用性原则,依次定义共15项评价指标,并创新性地搭建了实车模拟驾驶平台对3款汽车进行了可用性评价测试.结合层次分析法和CRITIC法,综合考虑主观意见和客观数据表现,动态地确定了各指标的权重,并应用模糊综合评价法建立了评价模型.在实车测试中发现了触屏交互引起的视觉和操作分心对安全性方面构成威胁,语音交互的任务完成时间直接影响用户的人机信任进而影响驾驶绩效等问题,并提出了优化建议.基于该实车模拟驾驶平台和评价模型,还可针对更多样的交互模态、交互任务和车机应用进行可用性测试与评价,并指导其体验设计.

摘要：针对在海军舰艇上救助伤员的搬运环节,本文设计了一款新型单兵背负式外骨骼担架搬运装置。利用三维建模软件构建了单兵背负式外骨骼担架的三维模型,通过有限元分析技术对所设计的外骨骼担架开展静力学仿真、模态分析和瞬态动力学分析。结果表明,平地行走时,外骨骼担架的最大应力为265.55 MPa,低于其制作材料的许用强度,且整体变形小;模态分析得到的各步态下外骨骼担架的固有频率范围为1.96~28.70 Hz,与人体行走时的摆动频率1 Hz差别较大,表明所设计的结构可以有效避免共振现象的发生。瞬态动力学分析结果表明,外骨骼担架的最大形变和应力均在安全范围之内,满足预期性能要求。综上,本研究设计的单兵背负式外骨骼担架可解决现有担架需2人以上搬运的问题,尤其适用于海军舰艇狭小空间,可为海军舰艇上的伤员救助提供新的方案。

摘要：为解决肿瘤射频消融针一次性消融范围小以及电极周围组织易发生烧焦炭化的问题,本文基于多物理场耦合分析软件COMSOL,研究针体材料、子针个数和子针弯曲角度对射频消融电极针消融效果的影响规律。研究结果表明,相较于钛合金和不锈钢,镍钛合金具有更好的射频能量传导效率,是电极针的最佳制作材料;子针个数对平均坏死深度和最大坏死直径均有较大影响,相同条件下,子针个数越多,凝固坏死区域体积越大;子针的弯曲角度对凝固坏死区域的最大直径影响较大,对平均坏死深度的影响较小。在其它条件均相同的情况下,消融形成的凝固坏死区域随子针弯曲角度的增加而增大。对于本文分析的60°、90°和120°三种子针弯曲角度而言,120°的弯曲角度可获得最大的凝固坏死区域。综合而言,镍钛合金120°弯曲8子针的设计最优,射频消融坏死区域的平均深度为32.40 mm,最大坏死直径为52.65 mm。上述优化设计参数可为肿瘤射频消融针的结构与材料设计提供指导。

摘要：智慧道路中布设的路侧感知单元可以获取全域车辆运动轨迹数据,是交通流智能管控系统、车路协同自动驾驶的重要基础,如何对其数据质量进行主动监测是道路交通运营管理部门面临的重要挑战。随着智能网联车的规模化应用,车载高精度定位与环境感知众包数据为路侧感知单元数据质量监测提供了新的思路。提出了基于智能网联车众包定位与感知数据的路侧感知单元在线监测框架,主要包括轨迹匹配、时间同步和精度评估3个关键步骤。在轨迹匹配阶段提出了一种考虑周围车辆相对位置的轨迹相似度匹配算法,确定车辆在路侧感知数据集中的对应轨迹;在时间同步阶段,采用内插外推法及最小二乘原则求解系统时间偏差,实现车路系统时间对齐并同步采样时间;在精度评估阶段面向实际应用需求,设计单车绝对定位误差和多车相对定位误差2类指标,提出路侧感知单元轨迹数据精度评估方法。最后,利用PreScan仿真试验和实车试验对数据质量监测框架及方法进行测试验证。研究结果显示:设计的轨迹匹配及时间同步算法在不同交通环境、不同感知误差下均有稳定、高效的表现,提出的质量评估指标及相应计算方法可从不同维度准确地反映路侧感知单元轨迹数据的精度水平与特征,验证了评估方法的有效性和可行性;因此,提出的框架可支撑路侧感知单元健康监测和数据质量管理,推动完备可用的智能车路协同系统发展。

摘要：面向激光探测需求,创建了涵盖“光学设计-结构设计-元件制造-装调集成-性能评价和应用”的精密光机系统全环节研发平台。发展了“光学设计-结构设计-力热学设计”高效耦合的综合设计方法,建立了基于光机误差分解的精密装配集成方法,形成了透射光学系统定心装调、反射光学系统的高精度集成装配流程和技术,配备了光学系统波前和成像性能检测仪器,支撑了多种复杂功能的精密光机系统的研制。本文全面梳理了同济大学面向激光探测需求的精密光机系统和仪器研制方面的科研工作,针对我国“星光Ⅲ”强激光装置的探测需求,研制了首套联合视频合成孔径雷达和扫描光学高温计的主被动复合诊断装置和辐射高温光学测量系统,共同为“星光Ⅲ”开展超高压物态方程实验提供了技术支撑与诊断测试手段。面向海环境下目标与环境激光散射特性的测量需求,研制了发散光激光雷达散射截面测量装置和双功能平行光LRCS激光测量装置,实现了模拟海环境下标准散射体与海环境的激光散射特性的精确测量,为超低空激光雷达研制提供了数学模型和实验数据。

摘要：在冲击荷载作用下复合材料会产生断裂和分层等损伤。基于损伤数据对冲击工况进行识别,对改善复合材料的设计和确保其安全使用具有重要意义。基于此,本文提出一种基于深度学习和近场动力学(PD)理论的层合板冲击工况识别方法。首先使用改进的表面修正系数PD理论建立复合材料层合板刚体冲击损伤演化分析PD模型,PD模型数值模拟结果结合噪声数据增强技术构建层合板的冲击工况数据库;基于深度学习-卷积神经网络(CNN),对不同工况下的冲击损伤演化数据进行训练,实现对未知冲击工况的识别。结果显示,对于钢球冲击速度和角度的识别准确率均高于90%。

摘要：功能性电刺激是脑卒中后导致的运动功能障碍患者康复治疗的有效手段,现有的功能性电刺激仪多采用被动式或参数恒定式刺激方式,治疗效果不佳。本文设计了一种基于表面肌电信号的参数自适应调节的生物反馈式电刺激仪。以放松状态和最大自主收缩状态的表面肌电信号均方根值为参考,用刺激间歇的表面肌电信号均方根值作为反馈信号调节下一刺激周期的脉宽和幅值。为了避免过度刺激造成疲劳和伤害,提出了基于特征Q值的疲劳检测算法,实时检测Q值变化并在肌肉达到疲劳阈值b时终止电刺激。实验结果:仪器可以输出频率、脉宽和幅值范围分别为1~10 Hz,0.1~5 ms,5~30 mA的刺激波形,脉宽和幅值的实际输出值与设定值之间的绝对误差分别为2.3%和2.5%;相同刺激幅值下12组负载上的电压和负载阻值线性拟合结果的相关系数为0.9997,实现了恒流输出;仪器可以根据肌电均方根值调节脉宽和幅值,在检测到肌肉达到疲劳阈值(50%)时电刺激停止。

摘要：高光谱性能光学薄膜是国家重大光学工程、光电子产业的基石。为了提高光学薄膜的光学性能并开发精确制备技术,现有研究主要围绕设计理念、监控技术和薄膜材料等方面展开。目前,薄膜技术已经取得了长足进步,能实现高光谱性能光学薄膜的鲁棒性设计,多种基于高光谱性能光学薄膜的精确制备技术相继被提出。从薄膜设计、精确制备技术以及薄膜材料几方面出发,本文对现代高光谱性能光学薄膜研究进行了回顾和讨论,并对高性能光学薄膜潜在的挑战和进一步研究方向进行了展望。

摘要：缪子物理和缪子应用技术研究是涉及粒子物理、材料科学、凝聚态物理、生物分子、考古学等众多学科的国际前沿交叉研究领域。目前北美、欧洲及日本均在这一领域做出了众多重要成果。由于加速器条件限制,目前国内尚未系统开展加速器缪子方面的实验,相关领域的研究团队主要依托国外装置或参与国际合作开展研究。本文综述性报道了近年国际上开展的几项主要缪子物理科学研究与缪子应用技术进展,并展望了国内在缪子源设计、建设及应用方面的科学前景。

摘要：智慧公路布设了大量路侧智能传感器,可以获取全时空车辆运行轨迹数据。然而,如何实现轨迹数据质量高效便捷的评估一直是困扰行业管理部门的难题。现有评估方法大多存在量化指标维度单一、鲁棒性较差等问题。为此,提出一种通过挖掘轨迹数据多维特征以快速评估轨迹数据质量的方法。首先基于轨迹多元信息从元素特征、时序特征和空间特征3个维度设计轨迹合理性、波动性与交互异常性评估指标,并分析评估指标与轨迹数据质量水平的相关关系;在此基础上提出一种利用多元评估指标实现轨迹质量评估的自适应融合回归模型;最后,结合公开轨迹数据集和实测数据集对指标和模型的可靠性及稳定性进行测试与验证。结果表明:轨迹合理性、波动性指标与数据质量显著相关,可基于此构建指标融合模型评估轨迹质量,且引入提出的交互异常性指标可较好地提升模型评估效果。随着模型得分的降低,轨迹数据的运动与交互特征的异常程度增大,持续时间增加。提出的智能评估模型可以挖掘评估指标与轨迹质量的关系,对不同质量水平的轨迹均保持较好的评估效果且优于传统的单一维度评估指标方法,具有良好的稳定性、鲁棒性和优越性,可为车路协同环境下海量的路侧感知轨迹数据提供可靠的质量评价与监测方法。