基于残差BP神经网络的6自由度机器人视觉标定

基于视觉伺服控制的机器人手眼标定和逆运动学求解一直是视觉伺服领域的核心问题。随着应用场景的逐渐复杂,传统手眼标定方法已无法满足需求;随着网络深度的增加,单一BP神经网络逆运动学求解算法的误差趋于饱和甚至变大,无法进一步提升网络性能。针对以上问题,本文将手眼标定和逆运动学求解融合为拟合目标图像坐标到机器人各关节角之间的映射关系问题,提出了一种残差BP神经网络算法。使用多个残差网络模块的方式加深BP神经网络的深度,残差模块的输入信息可以在网络内跨层传输,较好地解决了因深度增加网络模型容易产生梯度消失而无法提升网络性能的问题;通过6自由度机器人雅可比方程对逆运动学解的空间进行划分,确定了8个独立的区域,基于独立区域方法对训练数据进行处理,从而避免了多自由度机器人逆运动学多解对网络学习的影响,网络训练精度提升了2个数量级,训练速度提高了2倍。在REBot-V-6R型6自由度机器人输送线分拣系统中进行二维平面抓取和三维实物抓取实验,实验结果验证了该方法的准确性。结果表明,该方法比1层BP神经网络、3层BP神经网络、5层BP神经网络的训练精度分别提高了4个数量级、2个数量级、5个数量级,测试精度提高2个数量级;与传统标定方法相比,本文方法节约了逆运动学求解过程的计算成本,抓取位姿精度提高了1个数量级。     

聚磷酸铵对砖红壤和石灰性土壤上磷素吸附解吸行为的影响

以砖红壤和石灰性土壤为供试土壤,探索不同聚磷酸铵(APP)对土壤中磷吸附解吸的影响,为评价磷的有效性提供数据参考。在等磷等氮条件下,分别以APP1(以中聚为主)、APP2(以低聚为主)、APP3(聚合度分布均匀且高聚含量高)、MAP(磷酸一铵)、A-M(APP3和MAP以P₂O₅质量比1∶1的比例混合)、CK(空白对照)为供试材料,设置6个处理(各处理名同所用材料),在砖红壤和石灰性土壤上进行50 d的培养,测定各处理下磷的吸附解吸特性。结果显示,在石灰性土壤和砖红壤上,朗缪尔(Langmuir)方程、弗罗因德利希(Freundlich)方程和Temkin方程均可很好地拟合土壤中磷的等温吸附特征,且以Freundlich方程的拟合效果最好(相关系数在0.86~0.98)。在石灰性土壤上,除CK外,以APP1处理下土壤对磷的吸附性最强,A-M处理下土壤对磷的吸附性最弱,磷解吸量最大,磷解吸率最高;在砖红壤上,除CK外,以APP1处理下土壤对磷的吸附性最强,APP2处理下土壤对磷的吸附性最弱,磷解吸量最大,磷解吸率最高。结果表明,聚合度分布均匀且高聚含量高的APP配施MAP可减少石灰性土壤对磷的吸附,提高磷的有效性;而以低聚为主的APP可减少砖红壤对磷的吸附,保持土壤磷的平衡和供磷能力。     

基于游客体验的乐山休闲旅游现状调查研究

用文献分析法、问卷调查法、数据分析法调查了游客对乐山休闲旅游的认知度、体验度及满意度,结果表明:1乐山休闲旅游产品具有较高的游客认知度,乐山大佛与峨眉山是乐山休闲旅游核心竞争景区;2游客体验度整体水平可观,游客个体因素对旅游体验评价存在主观性;3游客对乐山旅游满意度较好;4个人月收入、乐山休闲旅游文化品牌、工作人员服务态度等因素影响游客重游乐山意愿。建议:1重点打造乐山特色休闲旅游产品品牌;2建立休闲旅游景区链;3完善相关设施建设,提高旅游服务能力;4建立以游客需求为导向的营销体系。提出了乐山休闲旅游的发展对策。     

云南师范大学校园植物受冻害调查与植物合理配置分析

2012年末至2013年初,昆明出现的极端低温和持续低温天气,导致云南师范大学校园的部分植物遭受冻害。对受冻害植物进行调查,包括云南师范大学呈贡校区内的植物,总计71科178种。划分植物受冻害级别,分析不同受害级别植物的数量与受害程度,对冻害原因进行分析和讨论,提出植物合理配置和植物防冻害保护建议。     

贵州省三次产业结构变动效应分析

依据2001—2011年贵州省产业结构及经济增长统计数据,从产业结构以及就业角度,运用产业结构偏离度和经济计量模型分析方法,对贵州省产业结构的变动对经济增长的贡献进行了实证研究。结果表明:第三产业对经济增长的贡献最大。应着力提高第三产业的比重,优化三次产业结构,促进经济增长。     

基于贡献率模型的崩塌易发性评价——以广州市白云区为例

[目的] 根据地质灾害野外普查空间数据库,分析花岗岩风化残积土发育地区崩塌形成机理和破坏模式,探究不同环境孕灾因子对崩塌发育的贡献率,评估崩塌灾害空间易发性与分布规律,为中国东南沿海地质灾害多发区的灾害防治工作提供科学支持。[方法] 在分析广州市白云区花岗岩风化残积土崩塌发育特征的基础上,选取高程、坡度、坡向、地形起伏度、距地表水体距离、降雨量、地层岩性、土地利用类型共8个与崩塌灾害发育密切关联的致灾因子构建崩塌灾害易发性评价指标体系,叠加研究区内404个历史崩塌数据,依据贡献率模型计算统计各指标因子崩塌灾害敏感性和空间分布特征。采用各二级指标因子贡献率的修正样本差确定因子权重。[结果] ①研究区内坡度、高程和地形起伏度对崩塌易发性贡献程度较高,坡向、地层岩性、降雨量在崩塌灾害易发性评价中贡献程度较低。②极高易发区主要集中在丘陵西麓,崩塌易发性由山地线范围外层边缘向中心逐级降低。③崩塌极高易发区和高易发区崩塌比率占总崩塌比率超过85%,模型易发性评价成功率和预测率分别达到91.3%和92.6%。[结论] 斜坡地形地貌因子对崩塌发育影响较显著,基于贡献率的崩塌灾害易发性评价模型能够客观量化指标因子权重,模型预测评价结果精度较高,易发性区划符合实际崩塌发育空间分布特征。     

中国边境9省(区)城镇化与乡村振兴的耦合协调与影响因素

[目的] 探讨中国边境9省（区）城镇化与乡村振兴两大战略系统的协调发展关系与影响因素,为统筹边境地区城乡发展与促进国土安全提供科学依据。[方法] 构建城镇化与乡村振兴的指标综合评价体系,采取耦合协调度模型、灰色关联度模型分析中国边境9省（区）2008—2018年两大系统的耦合协调关系及影响因素。[结果] ①2008—2018年中国边境地区城镇化指数呈波动上升态势,总体上土地城镇化高于人口城镇化。②乡村振兴整体指数由2008年的0.273上升至2018年的0.756,边境城乡统筹推进力度加大,省域乡村发展差距不断在缩小。③城镇化与乡村振兴的协调程度由中度协调向高度协调转变,按照两系统的协调程度情况将边境9省（区）划分为优化提升型、调整进步型与重点突破型。④中国边境9省（区）城镇化与乡村振兴两大系统的协调发展是各种内外部力量交织作用下的结果,其中政府决策起到关键引导作用,互联互通扮演“催化剂”角色,产业结构提供重要内生“造血”力量,经济发展与人口迁移具有外部“输血”作用。[结论] 应从建立健全城乡融合发展机制、分区分级分类制定发展战略、构建跨区域协同发展新格局和激活创新驱动内生发展动力等方面促进中国边境9省（区）城镇化与乡村振兴协调发展。     

2000-2020年玛纳斯河流域的作物种植结构与需水满足度

变化环境条件下干旱绿洲水土资源的高效利用一直广受关注。玛纳斯河流域分布着新疆最大、最典型的绿洲农耕区,其水土资源高效利用无疑应基于对种植结构和需水满足度（供水量/需水量）时空演变规律的了解。基于谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）平台并通过区域调查和调研,该研究利用面向对象的随机森林分类,建立流域地物遥感识别模型,分析当地2000-2020年种植结构的变化过程,探讨种植结构变化与膜下滴灌棉花水分供应状况和需水满足度间的关系。结果表明：基于GEE平台,融合简单非迭代聚类图像分割算法和随机森林分类算法可快速、准确识别流域地物,总体精度约90%;近20年,流域种植作物始终以棉花为主,占耕地总面积的80%以上,受益于膜下滴灌技术的节水、抑盐等功效,中、下游盐碱荒地不断被开垦为棉田,致使其面积以每年约101 km2的速度增长,但棉田面积增长与灌溉水资源供给的矛盾日益突出,棉花需水满足度显著下降,尤其是水资源相对匮乏的下游灌区及需水旺盛的夏灌期,2020年流域下游棉花夏灌期需水满足度已降至约46%,种植结构的调整和优化已势在必行。研究可为玛纳斯河流域水资源配置及农业种植结构优化提供科学依据。     

滋味物质在不同交联度鱼糜凝胶中的释放动力学分析

为探讨滋味物质在不同交联度鱼糜凝胶中的释放规律并揭示其释放机制,该研究以氯化钠、蔗糖和谷氨酸钠分别为鱼糜凝胶咸味、甜味和鲜味的代表滋味物质,通过感官评价、释放动力学模型拟合和模拟咀嚼释放等方法,分析滋味物质在不同交联度鱼糜凝胶中的释放规律。结果表明,随着交联度的增加,人体对咸味的感知逐渐降低而对鲜味的感知逐渐增强,并当交联度大于42.2%时,咀嚼破碎显著提高了鱼糜凝胶咸味和鲜味的感知（P<0.01）。氯化钠和蔗糖的释放动力学曲线符合准一级动力学模型,而谷氨酸钠的释放则符合准二级动力学模型。随着交联度的增加,鱼糜凝胶在模拟咀嚼过程中氯化钠和蔗糖的释放量先降后升,分别在交联度为42.2%和51.5%时取得最小值（4.54和3.38 mg/g）;而谷氨酸钠的咀嚼释放量则逐渐增加。相关性分析结果表明,氯化钠和蔗糖在鱼糜凝胶中的释放主要与网络结构和化学作用力相关,谷氨酸钠的释放主要与凝胶质地、凝胶持水性和化学作用力相关。综上,滋味物质在鱼糜凝胶中的释放行为受滋味物质种类、凝胶质地以及凝胶与滋味物质的相互作用等多方面的影响,且凝胶在咀嚼过程中较高的破碎程度增强了滋味物质的释放与感知。     

“三生空间”视角下宜昌市景观生态安全评价及其耦合特征分析

为了探究典型生态脆弱区的景观生态安全格局变化规律,以湖北省宜昌市为研究对象,基于2000—2015年4期土地利用遥感监测数据和社会经济数据,从三生空间视角构建“三生空间”(生产空间、生活空间和生态空间)土地利用分类模型,对宜昌市近15年间景观生态安全时空演变特征及耦合协调度进行了系统分析。结果表明:(1)2000—2015年,宜昌市以林地为主的生态空间面积占比最大,且各时期占比均在71%以上;(2)2000—2015年,宜昌市景观生态安全整体呈现西北—西南高、东部低的空间分布特征,安全区集中分布在土家族自治县、夷陵区,不安全区主要分布在当阳市等低海拔地区;(3)2000—2015年宜昌市景观生态风险冷点、次冷点数量增加,次热点和热点均呈现先增加后减少态势。(4)宜昌市“三生空间”景观生态安全的耦合协调度水平不高,整体上呈现“东高西低”的空间分布特征,西北、西南山区景观生态安全耦合协调度明显优于东部地区。研究结果表明区域土地利用格局和人类社会经济活动影响以及制约区域景观生态安全及其耦合协调性,故需优化区域生态空间格局、提升土地资源集约利用效率,促进宜昌市生态环境可持续发展。