一种仿人手软体康复机器人结构设计与实验 被引量：1

1

作者 邓华送 张彦 +3 位作者 董若楠 陈品 曹大迪 王勇 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期296-302,共7页

文章针对手部康复训练提出一种偏心波纹管软体致动器结构,研制出一款具有镜像疗法功能的手部康复软体机器人。设计该偏心波纹管软体致动器结构的波峰、波谷中心存在一定的偏心距,以减少其在变形过程中的能量损耗,提高与人手的适配性;基... 文章针对手部康复训练提出一种偏心波纹管软体致动器结构,研制出一款具有镜像疗法功能的手部康复软体机器人。设计该偏心波纹管软体致动器结构的波峰、波谷中心存在一定的偏心距,以减少其在变形过程中的能量损耗,提高与人手的适配性;基于镜像疗法进行手部康复软体机器人控制系统的设计,使该系统具有主动康复训练、被动康复训练和镜像康复训练3种工作模式。抓取实验、指尖输出力测试以及镜像训练实验的结果表明,所设计的手部康复机器人具有较好的稳定性和顺应性,能够满足手部功能障碍患者的康复训练需求。 展开更多

关键词 手部康复 软体机器人 致动器 镜像疗法

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基于改进YOLOv8算法的鱼眼图像下行人检测 被引量：3

2

作者 朱玉敏 孙光灵 缪飞 《计算机科学与探索》 北大核心 2025年第2期443-453,共11页

针对现有目标检测算法在鱼眼图像下行人检测中存在定位不准确、检测精度不足等问题,提出了一种面向鱼眼图像检测的YOLOv8改进算法。该方法通过加入角度参数,设计了ProbIoU-r算法,利用缩放因子调整角度差异对损失的影响,增强模型在梯度... 针对现有目标检测算法在鱼眼图像下行人检测中存在定位不准确、检测精度不足等问题,提出了一种面向鱼眼图像检测的YOLOv8改进算法。该方法通过加入角度参数,设计了ProbIoU-r算法,利用缩放因子调整角度差异对损失的影响,增强模型在梯度计算中对边界框角度偏移的关注,解决了原始IoU在旋转目标检测定位不精确、边界框拟合效果差等问题,使YOLOv8网络模型具有更好感知旋转目标的能力。为提高模型对鱼眼图像失真目标的特征提取能力同时提升检测精度,提出以多尺度卷积和注意力机制为分支的Parnet-gcs模块,通过不同卷积核的DWConv提取不同尺度的特征信息,并结合CA和SA模块以增强模型特征表达能力。实验采用公开的鱼眼图像数据集WEPDTOF,改进后算法相比原始YOLOv8s检测精度mAP0.50:0.95增加了2.3个百分点;相比YOLOv8m算法参数量减少了38.8%,同时精度mAP0.50:0.95也高出0.5个百分点,说明基于YOLOv8s改进后的算法能够更好适用于鱼眼图像下行人检测任务。 展开更多

关键词 目标检测 YOLOv8 注意力机制 鱼眼图像

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基于微透镜阵列的可调谐成像及仿真研究

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作者 顾志祥 曾露 +3 位作者 裴峰 肖轶 李建权 吴思竹 《光子学报》 北大核心 2025年第2期156-164,共9页

结合湿法蚀刻工艺和飞秒激光直写加工技术,在石英玻璃上制备了微孔阵列模板。利用形状记忆聚合物对模板进行软光刻复制,制备出了200×200(30.0μm)的微透镜阵列,通过Zemax仿真软件对微透镜的焦距及分辨率进行模拟仿真,结果与实验数... 结合湿法蚀刻工艺和飞秒激光直写加工技术,在石英玻璃上制备了微孔阵列模板。利用形状记忆聚合物对模板进行软光刻复制,制备出了200×200(30.0μm)的微透镜阵列,通过Zemax仿真软件对微透镜的焦距及分辨率进行模拟仿真,结果与实验数据高度一致。在特定的转变温度(130℃)下,形状记忆微透镜阵列可实现微透镜尺寸、轮廓及空间分布的高度可编程性,从而赋予其形态转变能力。形状记忆微透镜阵列能够在不同形态间自由切换,当微透镜阵列处于压平状态时,经过再次加热至转变温度,能迅速恢复为最初态,实现了微透镜阵列的实时可变形功能。所提出的调谐方法为微光学器件的移动运输和光学传感等应用提供了新的解决方案。 展开更多

关键词 微透镜阵列 飞秒激光 形状记忆聚合物 仿真 可调谐成像

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多阶段应急物资多目标连续分配问题建模与求解 被引量：1

4

作者 张国富 管燕妮 +1 位作者 苏兆品 岳峰 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期329-345,共17页

大型自然灾害应急物资分配是展开受灾点应急救援的基础,主要研究如何对受自然灾害地点周边的应急物资进行合理调配,尽快从各个储备站将应急物资输送到受灾点,保障事故救援顺利进行。然而,已有研究大多局限于单个阶段的应急物资分配,过... 大型自然灾害应急物资分配是展开受灾点应急救援的基础,主要研究如何对受自然灾害地点周边的应急物资进行合理调配,尽快从各个储备站将应急物资输送到受灾点,保障事故救援顺利进行。然而,已有研究大多局限于单个阶段的应急物资分配,过于强调应急响应的时效性而忽视了物资消耗的连续性。为此,构建了一种面向多储备站、多种应急物资、多受灾点、多阶段连续分配应急物资的多目标分配模型,并分析推演了满足物资阶段内连续消耗的约束条件,基于非支配排序遗传算法(NSGA)和启发式策略设计了一种应对大型自然灾害的应急物资多目标分配算法。仿真实验验证了所提算法的有效性。实验结果表明,所提算法可以同时兼顾大型自然灾害应急响应的连续性和时效性要求,为大型自然灾害应急救援提供更多且更优的应急物资分配方案。 展开更多

关键词 应急物资连续分配 多目标优化 非支配排序遗传算法 启发式策略 可持续灾害供应链

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面向任务的重叠联盟结构生成计算复杂性

5

作者 张国富 宋晓晓 +1 位作者 苏兆品 岳峰 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期163-171,共9页

传统的重叠联盟形成问题大都聚焦智能体,鲜有从任务视角出发.为此,本文首先构建了一种面向任务的重叠联盟结构生成模型,并分析了其解空间和相关决策问题的计算复杂性.此外,基于流网络分别设计了相应的孤立联盟、重叠联盟、重叠联盟结构... 传统的重叠联盟形成问题大都聚焦智能体,鲜有从任务视角出发.为此,本文首先构建了一种面向任务的重叠联盟结构生成模型,并分析了其解空间和相关决策问题的计算复杂性.此外,基于流网络分别设计了相应的孤立联盟、重叠联盟、重叠联盟结构成功性判别算法和最优重叠联盟结构生成算法.分析结果表明,判别孤立联盟、重叠联盟、重叠联盟结构的成功性的时间复杂度均与智能体数和任务数呈多项式关系,而搜索最优重叠联盟结构的时间复杂度与智能体数和任务数呈指数关系.最后,通过仿真实验验证了上述结果. 展开更多

关键词 多智能体系统 重叠联盟结构生成 计算复杂性 成功性判别 流网络

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基于深度声纹特征转换网络的说话人识别攻击方法 被引量：2

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作者 陶子钰 苏兆品 +2 位作者 廉晨思 王年松 张国富 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期782-794,共13页

目前主流说话人识别(speaker identification,SID)系统的攻击方法主要基于快速梯度下降或映射式梯度下降算法,这些方法存在攻击效果不稳定、生成的攻击语音听觉质量不高等问题。为此提出一种基于深度声纹特征转换网络的自动说话人识别... 目前主流说话人识别(speaker identification,SID)系统的攻击方法主要基于快速梯度下降或映射式梯度下降算法,这些方法存在攻击效果不稳定、生成的攻击语音听觉质量不高等问题。为此提出一种基于深度声纹特征转换网络的自动说话人识别攻击方法,生成具有目标说话人音色的攻击语音。首先分析了SID系统的攻击流程,确定了攻击语音生成的过程;然后基于二维卷积神经网络设计攻击音频生成器,以有效融合源说话人的语音内容和目标说话人的声纹特征,并基于对抗学习设计了攻击音频的判别器,以提高语音攻击音频的质量。最后分别在基于广义端到端损失和基于AMSoftmax损失的两个自动说话人识别系统上进行对比实验。实验结果表明,所提方法不但提高了攻击效果的稳定性,提升了攻击音频的人耳感受质量,而且适用于短时长数据,满足了实际攻击场景的需求。 展开更多

关键词 说话人识别 攻击语音 声纹特征转换 卷积神经网络

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基于改进的U-Net卷积神经网络的遥感影像水体信息提取方法 被引量：3

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作者 宋子俊 董张玉 +1 位作者 张鹏飞 张远南 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期488-495,515,共9页

针对当前遥感影像水体信息提取存在细节水体提取能力较弱、重要特征损失较大的问题,文章提出一种基于改进的U-Net网络实现遥感影像水体信息提取的方法。该方法首先通过引入Resnet残差卷积模块深化传统U-Net网络架构提升特征挖掘能力,并... 针对当前遥感影像水体信息提取存在细节水体提取能力较弱、重要特征损失较大的问题,文章提出一种基于改进的U-Net网络实现遥感影像水体信息提取的方法。该方法首先通过引入Resnet残差卷积模块深化传统U-Net网络架构提升特征挖掘能力,并引入Respath残差连接模块减少跳跃连接过程中的语义差距,同时引入PSConv多尺度卷积模块、Eca有效通道注意力机制模块,提高网络特征学习能力,构建PS-Eca-Multiresunet网络模型,弥补传统U-Net网络存在的细节特征提取能力较弱问题。选择“2020年第四届中科星图杯高分遥感图像解译软件大赛”数据集进行实验,结果表明,与传统U-Net网络模型相比,该方法水体提取的平均交并比提高了9.08,像素精度提升了7.4%。改进的网络提取结果能够有效避免阴影影响,提高对细节水体的提取精度,实现遥感影像水体信息的高精度提取。 展开更多

关键词 水体提取 深度学习 多尺度卷积 有效通道注意力机制 Multiresunet网络

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基于步态事件和sEMG的功能性电刺激起始点研究

8

作者 邓昌仁 陈恩伟 +1 位作者 张佳峰 王勇 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第5期590-595,共6页

足下垂患者步行过程中进行功能性电刺激可以帮助其恢复正常行走能力,而准确确定功能性电刺激的开启时间至关重要。文章针对该问题,利用步行过程中下肢的角速度和表面肌电信号(surface electromyography,sEMG),提出一种以步态事件与肌肉... 足下垂患者步行过程中进行功能性电刺激可以帮助其恢复正常行走能力,而准确确定功能性电刺激的开启时间至关重要。文章针对该问题,利用步行过程中下肢的角速度和表面肌电信号(surface electromyography,sEMG),提出一种以步态事件与肌肉动作点之间延时关系为控制策略的足下垂步行过程中功能性电刺激准确开启的方法。根据步态信息和sEMG电信号特征对大腿处的角速度数据进行步态事件划分,试验结果表明步态事件划分得具有良好一致性;利用模糊熵算法对去噪后的sEMG信号进行肌肉运动起始点T muscle的判定,确定T muscle与脚尖离地(toe off,TO)之间的延时时间关系;结合所划分的步态事件特征点,确定电刺激起始点T on。该文为足下垂治疗中功能性电刺激开启时间点的确定提供了一种新的辨识方法。 展开更多

关键词 步态分析 表面肌电信号(sEMG) 模糊熵 功能性电刺激起始点 足下垂

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一种基于差分进化的鲁棒音频隐写算法 被引量：3

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作者 苏兆品 沈朝勇 +2 位作者 张国富 岳峰 胡东辉 《电信科学》 2021年第11期64-74,共11页

音频隐写是将秘密信息隐藏到音频载体中,已成为信息隐藏领域的一个研究热点。已有研究大多聚焦最小化隐写失真,却以牺牲隐写容量为代价,且往往被一些常规信号攻击后难以正确提取秘密信息。为此,基于扩频技术,首先,分析了隐写参数(分段... 音频隐写是将秘密信息隐藏到音频载体中,已成为信息隐藏领域的一个研究热点。已有研究大多聚焦最小化隐写失真,却以牺牲隐写容量为代价,且往往被一些常规信号攻击后难以正确提取秘密信息。为此,基于扩频技术,首先,分析了隐写参数(分段隐写强度和分段隐写容量)与不可感知性和鲁棒性的关系,并构建了一种以分段隐写强度、分段隐写容量为自变量,以不可感知性和隐写容量为优化目标,以信噪比为约束条件的音频隐写多目标优化模型;然后,提出了一种基于差分进化的鲁棒音频隐写算法,设计了相应的编码、适应度函数、交叉和变异算子。对比实验结果表明,所提隐写算法能够在保证不可感知性和抗隐写分析能力的前提下达到更好的鲁棒性,可以有效抵御一些常规信号处理攻击。 展开更多

关键词 音频隐写 隐写参数 差分进化 鲁棒性

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基于肢体加速度和关节角度参数检测的痉挛状态定量评定研究 被引量：1

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作者 韩李伟 穆景颂 +3 位作者 朱宗俊 杜明家 肖飞云 王勇 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期27-34,共8页

针对脑卒中患者痉挛状态难以精准量化评定的问题,提出了基于加速度和角度信号的痉挛状态量化评定方法,并研制了痉挛状态量化评定装置。通过分析患者肢体加速度和关节角度信号数据,提取加速度突变点对应的关节角度θ_(p)及关节活动度θ_(... 针对脑卒中患者痉挛状态难以精准量化评定的问题,提出了基于加速度和角度信号的痉挛状态量化评定方法,并研制了痉挛状态量化评定装置。通过分析患者肢体加速度和关节角度信号数据,提取加速度突变点对应的关节角度θ_(p)及关节活动度θ_(rom),计算θ_(p)/θ_(rom)值用于痉挛状态等级评定。使用改良Ashworth量表(modified Ashworth scale,MAS)和本装置对27名受试者进行临床实验,并针对不同肌肉群采用不同的痉挛状态检测方法。将MAS等级与θ_(p)/θ_(rom)值进行相关性分析,结果表明θ_(p)/θ_(rom)值可用于痉挛状态评估,且该装置具有很好的效度,相关性满足r=-0.869,P<0.05。基于MAS和θ_(p)/θ_(rom)值重新修正表示痉挛状态的MAS等级,结果表明修正后的MAS各等级之间具有显著差异(P<0.001),可以实现痉挛状态量化评定。 展开更多

关键词 加速度 关节角度 MAS 痉挛状态等级 量化评定

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飞秒激光制备特殊浸润性功能表面研究进展(特邀)

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作者 吴思竹 吕晓东 +4 位作者 李传宗 张晨初 李建权 肖轶 吴东 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期15-37,共23页

具有特殊浸润性的功能表面在生产生活中发挥着重要作用。同时,飞秒激光加工以其独特的优势,成为制备特殊浸润性功能表面的重要方式。本文通过自然界中生物表面微结构与实际应用的联系,讨论了飞秒激光制备多种微结构的方法,从"双面... 具有特殊浸润性的功能表面在生产生活中发挥着重要作用。同时,飞秒激光加工以其独特的优势,成为制备特殊浸润性功能表面的重要方式。本文通过自然界中生物表面微结构与实际应用的联系,讨论了飞秒激光制备多种微结构的方法,从"双面神"表面、智能响应超疏表面以及润滑表面等三个方面对基于飞秒激光制备特殊浸润性功能表面进行了总结。对飞秒激光在特殊浸润性功能表面制备的研究成果进行总结归纳,为未来飞秒激光在浸润性表面的研究、应用和发展提供参考。 展开更多

关键词 飞秒激光 润湿性 微纳结构 超疏表面 润滑表面

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一种复杂环境下改进的SAR图像双边CFAR舰船检测算法 被引量：6

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作者 艾加秋 曹振翔 +3 位作者 毛宇翔 汪章怀 王非凡 金兢 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第4期499-515,共17页

双边恒虚警率(BCFAR)检测算法通过高斯核密度估计器计算出合成孔径雷达(SAR)图像的空间信息,并将它与图像的强度信息相结合得到联合图像以进行目标检测。相较于只使用强度信息来进行目标检测的经典CFAR检测算法,双边CFAR有着更好的检测... 双边恒虚警率(BCFAR)检测算法通过高斯核密度估计器计算出合成孔径雷达(SAR)图像的空间信息,并将它与图像的强度信息相结合得到联合图像以进行目标检测。相较于只使用强度信息来进行目标检测的经典CFAR检测算法,双边CFAR有着更好的检测性能和鲁棒性。然而,在复杂环境下出现连片的高强度异质点时(例如防波堤、方位模糊和幻影等),核密度估计器计算出的空间信息会出现较多误差,这会导致检测结果中出现大量虚警。此外,当遇到相邻像素点间相似度较低的弱目标时,双边CFAR会发生漏检。为了有效改善这些问题,该文设计一种复杂环境下改进的SAR图像双边CFAR舰船检测算法(IB-CFAR)。该文所提IB-CFAR主要分为3个阶段来实现,分别为基于非均匀量化法的强度层级划分、强度-空间域信息融合、杂波截断后的参数估计。基于非均匀量化法的强度层级划分可以提升弱目标的相似度和对比度信息,从而提升舰船检测率。强度-空间域信息融合在于将空间相似度、距离向和强度等信息进行融合,在进一步提升检测率的同时对舰船的结构信息进行精细化描述。杂波截断后的参数估计可以去除背景窗口中连片的高强度异质点,最大限度地保留真实海杂波样本,使参数估计更加精确。最后,根据估计出的参数建立精确的海杂波统计模型以进行CFAR检测。该文使用高分3号和TerraSAR-X数据来验证该算法的有效性和鲁棒性。实验结果表明,所提出的算法在包含较多密集分布的弱目标环境下表现良好,在此类环境下能获得97.85%的检测率和3.52%的虚警率,相比于现有的检测算法,检测率提升了5%,并且虚警率降低了10%,但在弱目标个数较少且背景十分复杂的环境下,则会出现少量虚警。 展开更多

关键词 SAR图像目标检测 改进的双边CFAR 复杂环境 弱目标 非均匀量化 强度-空间融合域

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