摘要：针对产品族配置与考虑升级的再制造设计协同问题,提出一种主从关联优化方法,建立了一个双层规划模型。该模型以产品族配置设计为主优化问题(主者),并以产品族的全生命周期利润最大化为目标建立上层模型;下层优化问题则是以再制造利润最大化为目标,决策如何选择产品的升级模块和再制造模块(从者)。为了求解该模型,开发双层嵌套遗传算法及其相应的编码策略。最后,将该模型和求解算法应用于台式电脑产品族案例中,将所得的结果与两阶段方法进行比较,验证了其有效性及可行性,并说明了所提主从关联优化方法在解决产品族配置与考虑升级的再制造设计关联优化问题方面的优势性。

摘要：针对农田监测无人机对大范围观测视野、便利操控和高质量拍摄图像的需求问题,设计跟随人体头部姿态的监测云台。首先,根据云台对小体积、轻量化和易集成的设计要求,设计云台结构,并利用ANSYS有限元分析软件进行静力学载荷校核和动力学模态分析;其次,采用四元数方法进行头部姿态解算,利用互补滤波算法进行加速度计和陀螺仪的数据融合,利用嵌入式平台设计并制作云台控制系统;最后,对云台系统的姿态解算准确度进行动态测试和静态测试,对云台的减振性能进行对比测试。结果表明:云台在结构强度和减震性能上满足需求;控制算法和系统能够稳定可靠的解算姿态,并控制云台实时跟随,动态姿态角度误差不超过2°,600 s的静态角度漂移不超过5.5°;云台具有较好的减振和抗振性能,平飞测试中振动加速度均方根值比航拍云台的小41.8%,机动测试中振动加速度最大幅值比航拍云台小21%。该装置可以为无人机的农田监测任务提供更好的便利性。

摘要：为了获得分辨率高、清晰的激光雷达三维图像,设计基于大数据分析的激光雷达三维图像重建方法。利用K-means聚类算法聚类激光雷达点云数据,获得协方差矩阵的维数;通过高斯过程回归对雷达图像深度建模,得到差值点对应的估计值,通过该估计值实现点云数据内插,强化雷达激光点云数据;使用马尔科夫随机场法构建全局标记优化模型,利用该模型在激光雷达图像像素点与三维距离点之间搭建一个映射关系,获取激光雷达数据结构,由点云数据空间统计模型完成高分辨率的激光雷达三维图像重建。实验结果表明,该方法重建后图像分辨率高,重建分辨率高达1 900,噪声干扰较少且三维图像清晰度高。

摘要：试验旨在研究小麦胚芽肽和大豆酶解蛋白的分子质量分布和体外抗氧化活性。试验采用单因素完全随机设计,以维生素C为对照,分别测定小麦胚芽肽和大豆酶解蛋白在0.625、1.25、2.5、5、10 mg/mL浓度下对DPPH自由基、羟自由基和2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)自由基的清除率,并通过测定T-AOC吸光度值计算总还原力。结果表明:使用高效液相色谱测定小麦胚芽肽和大豆酶解蛋白重均分子质量分别为513 u和551 u,二者分子质量小于1000 u的比例分别为90.22%和86.93%。在一定浓度范围内,随小麦胚芽肽和大豆酶解蛋白浓度的升高,其体外抗氧化性能线性增加(P<0.05),且呈正相关关系。在10 mg/mL浓度时,小麦胚芽肽对DPPH自由基、羟自由基和ABTS自由基清除率和总还原力分别为90.39%、70.66%、96.24%和2.23,大豆酶解蛋白对DPPH自由基、羟自由基和ABTS自由基清除率和总还原力分别达到65.55%、68.21%、75.14%和0.51。综上,在本试验条件下,不同浓度小麦胚芽肽和大豆酶解蛋白均具有一定的抗氧化能力,且小麦胚芽肽相较于大豆酶解蛋白的抗氧化能力更强。

摘要：烧结机尾断面火焰图像蕴含大量与烧结终点相关的特征信息,充分利用烧结火焰图像特征信息进行在线判断烧结终点状态,具有可行性及工程实际意义。针对烧结机尾断面火焰图像特征信息难以提取、识别精度低以及难以满足实时性等问题,提出一种基于改进的MobileNetV3烧结断面火焰图像识别算法。以MobileNetV3作为烧结终点火焰状态特征信息提取的基础模型,引入注意力机制;改进通道注意力结构,减少特征损失提高识别精度;引入空间注意力机制,设计双分支通道空间注意力模块精确捕捉了红火区在烧结断面火焰图像中的位置和内容信息;引入数据增强和余弦退火学习率来提高模型的泛化能力,并采用冻结训练策略加速模型收敛。在烧结火焰数据集上的实验表明,该算法能够充分利用烧结火焰图像中的特征信息,识别准确率达到97.54%,较改进前提高了6.41%。

摘要：火力发电厂的锅炉水冷壁需要定期检测和清扫,采用水冷壁机器人可以提高检测和清扫的效率。针对水冷壁面复杂的工作环境,研发了一种新型水冷壁机器人。对机器人的结构和工作原理进行了介绍;为了保证机器人在水冷壁面运动灵活且有可靠的吸力,设计了一款电永磁轮;通过Maxwell仿真并结合实验得出了使电永磁轮充/退磁所需的电流激励以及轮子吸力,设计了电永磁轮充/退磁电路;介绍了机器人本体的控制系统,搭建了机器人横向行走实验平台,对机器人运动的协同性和稳定性进行了验证。实验结果表明:机器人内、外腿依次交替吸附并前移,实现了抬腿、迈步、落腿等步态,运动稳定;机器人落腿时磁力产生,抬腿时磁力消失,机器人兼具吸附稳定性和运动灵活性;电永磁轮结构简单,体积小,质量小,耗电少,可提供150 N左右的吸力。研究结果为爬壁机器人在水冷壁清扫和检测中的应用提供了参考。

摘要：为解决自动售药机中药盒传统机器视觉算法检测正确率低的问题,提出一种改进的YOLOv5-CBE算法。通过Imgaug数据增强方法对现有682张自动售药机拍摄的药品图片数据集进行数据增强,训练前采用Mosaic算法,对数据集裁剪、拼接,生成新的样本图片。在YOLOv5的backbone中嵌入CA机制提升对药盒特征的提取能力;在head层中使用BIFPN结构,实现双向跨尺度连接和加权特征融合;采用EIOU替代CIOU提升算法的收敛速度和检测精度。经过682张数据样本150轮的测试,改进后的YOLOv5-CBE算法平均精度达到了98.7%,相比于YOLOv5s准确率提高了3.0%,召回率提高了2.6%。

摘要：在传统的凡纳滨对虾养殖过程中,需要根据养殖经验确定投喂量,容易导致饲料过剩或不足的问题。为解决这一问题,研究者建立预测模型预测投喂量,主要使用BP神经网络预测模型对水产养殖投饵量进行预测(杨加庆,2018;陆天辰,2020)。近年来,随着计算机深度学习的发展,相关模型具有更强的数据挖掘和泛化能力。何津民(2022)提出IPSO-CNN-LSTM-ATTN对虾投饵量预测模型,改善了BP神经网络过拟合和稳定性差的问题,然而该类模型训练数据来自养殖记录,这需要人工长期进行记录。

摘要：为实现油松适地适树造林规划,探究油松适宜的生态环境,该文利用河北省森林资源规划设计调查数据和环境数据,基于最大熵模型(MaxEnt)与ArcGIS预测油松的地理适宜性分布。结果表明:1)以构建渔网方式筛选样本可提高模拟效果,40行×40列是MaxEnt模型预测最佳渔网选择。2)承德地区油松适宜区面积最大,为204.99万hm2;未来气候情景下,油松适宜区对低浓度温室气体排放情景响应最敏感,且油松北部适宜区向高纬度、高海拔区域迁移,西南地区沿东南边缘向内收窄。3)各因子和油松分布存在最佳阈值范围,且油松分布对最暖季平均温度和海拔因子较敏感,油松适宜区在最暖季平均温度20~25℃、海拔500~1000 m范围内占比最大。研究结果可为油松种植区规划提供科学依据。

摘要：暴雨灾害是威胁城市生命财产安全的常见灾种,暴露于其中的历史遗存更是面临着极大的淹没风险。科学预测历史遗存的淹没风险,及时开展抢救工作,可有效提升救援效率。以河南省域范围内154个历史遗存点为研究对象,基于SCS-CN模型和GIS空间分析技术,通过水文分析提取出65个包含历史遗存点的汇水区,进行暴雨情景下历史遗存淹没风险的研究。首先,计算每个汇水区内历史遗存被淹没的临界降雨量;然后,选取“7∙20河南暴雨”期间的“7月20日08时—21日06时”“7月20日00时—21日24时”“7月18日00时—21日24时”3个时间段,将临界降雨量与真实降雨情景进行对比,分别识别具有淹没风险的区域;最后,对历史遗存点的淹没风险进行系统评价。得到以下结论:(1)连续多日极端降雨易于在汇水区内形成大范围积水,并且随着连续降雨时间的延长,历史遗存面临的淹没威胁也愈发严重;(2)临界降雨量比较低的汇水区在暴雨来临时更易被淹没,历史遗存的淹没风险也相对较高;(3)地形条件和发展程度成为影响极端降水条件下历史遗存淹没风险的重要因素,风险较高的区域多位于地势低洼且发展程度比较高的地区;(4)规划中应重点关注高风险点及其对应的汇水区域,实行分级分类防控、构建防洪救灾系统、建立风险预警机制,有效提升城市韧性。研究成果希望能为暴雨灾害情景下的历史遗存应急管理提供有益借鉴。