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期刊信息

吉林大学学报(工学版)
ISSN 1671-5497
CN 22-1341/T
主 任:张祥合
编 辑:曹 敏 程仲基
    赵莹莹 赵浩宇
电 话:0431-85095297
E-mail:xbgxb@jlu.edu.cn
地 址:长春市吉林大学南岭校区
    逸夫教育大楼B823室
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2023年, 第53卷, 第8期 刊出日期:2023-08-01
上一期   
综述
减振镗杆振动控制研究进展
刘强,高大湧,刘献礼,贾儒鸿,周强,白峥言
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2165-2184.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211099
摘要 ( 295 )   HTML ( 23 )   PDF(3956KB) ( 564 )  

针对深孔镗削过程中由于镗杆的长径比较大而易产生振动,从而影响加工质量与效率的问题,根据镗杆减振方式的不同,梳理了被动控制、半主动控制和主动控制3种振动控制方式的具体结构、减振机理、特点、不足及发展趋势,综合分析表明减振镗杆的结构、材料、控制方法是目前的研究重点。随着结构设计、材料科学、减振机理、控制理论、大数据、人工智能等技术的不断发展,减振镗杆研究逐渐趋向多元化、集成化、智能化。同时,智能化是减振镗杆新的发展方向。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
车辆工程·机械工程
车辆侧倾驱动机构设计与试验
刘平义,李晓婷,高偌霖,李海涛,魏文军,王亚
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2185-2192.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211137
摘要 ( 166 )   HTML ( 11 )   PDF(1617KB) ( 204 )  

为提高重心较高的车辆弯道行驶稳定性,根据车辆侧倾产生的重力矩与离心力矩平衡避免车辆转弯侧翻的技术方案,设计了一种车辆侧倾驱动机构,采用矢量多边形法建立侧倾驱动机构运动学模型,并分析侧倾驱动与侧倾执行参数之间的关系。研制了应用侧倾驱动机构的主动侧倾倒三轮样车并进行S形轨迹转弯侧倾试验研究,以理论侧倾执行参数为目标参数,求解电机工作的理论值并作为输入条件,对比分析了电机与车辆侧倾参数的理论与试验数据,试验结果表明:试验数据与理论分析数据具有一致性,侧倾角均方根误差为0.89°,能防止车辆转弯侧翻,验证了侧倾驱动机构设计方案可行、运动学分析计算正确及车辆侧倾驱动控制可靠。

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基于用户画像的电动汽车充电负荷预测方法
黄学劲,钟锦星,路京雨,赵霁,肖伟,袁新枚
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2193-2200.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211130
摘要 ( 159 )   HTML ( 15 )   PDF(1137KB) ( 249 )  

为合理评估各种因素对充电负荷的影响,引入用户画像这一概念,通过对车辆充电行为数据的特征构建,提取生成能够描述用户充电行为的典型用户画像,发现通过调整不同类型用户的比例能够调整负荷曲线形状,并通过实际算例分析了用户行为特征和属性特征对充电负荷形态、峰谷时间、负荷率等关键电网指标的影响,从而为合理地引导用户有序充电、考虑电动汽车充电负荷的电网规划扩容等工作提供了依据。

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赛车俯仰运动下的气动特性
张喆,宋世达,王国华,张英朝
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2201-2211.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211091
摘要 ( 150 )   HTML ( 7 )   PDF(2695KB) ( 185 )  

确定了俯仰姿态的仿真工况并对赛车进行各工况下的整车外流场仿真分析。探究了各俯仰工况下的气动特性及各气动部件之间的相互影响,通过分析车身周围的流场变化得到了各工况之间气动数据差别的原因。通过分析仿真结果可知,所有工况下赛车的气动负升力主要由车身、前翼和尾翼提供,而前、后车轮主要提供气动升力。赛车的气动阻力主要由车身和尾翼产生,两者之和占比超总阻力75%,前、后车轮的气动阻力之和所占比例仅为10%左右。当赛车身姿态发生俯仰变化时,前翼、尾翼、离地间隙的变化和各气动部件间的交互作用导致整车气动特性发生改变。结果表明:在俯仰角度为-1.0°工况下,整车气动升阻比最大,在各俯仰工况中赛车气动效率最高,总气动负升力的绝对值最大,总气动阻力相对较小,气动俯仰力矩最小,此工况下赛车的综合性能较好。

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白车身B柱焊接变形模拟及预变形控制方法
周晓,梁燚杰,奚中轩,王宇涛
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2212-2218.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211086
摘要 ( 131 )   HTML ( 2 )   PDF(1467KB) ( 169 )  

为解决白车身B柱焊接变形带来的整车匹配及功能性问题,基于有限元方法对车身B柱区域焊接过程进行全工序模拟,预测B柱焊接变形量,结合试验及测量的手段对预测精度进行评估,结果表明:基于有限元方法的B柱焊接变形模拟具有良好的预测精度。提出了带补偿的等截面预弯和变截面预弯两种焊接预变形控制方式,通过多目标优化模型计算预变形量,并结合有限元模拟对两种预变形控制方式进行验证,结果表明:采用两种预变形方式进行尺寸控制的零件经过焊接后均可实现精度符合设计要求的车身尺寸,且采用变截面预弯的控制精度优于带补偿的等截面预弯的控制精度。

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螺栓预紧连接可靠性灵敏度分析
黄贤振,孙楷铂,栾晓刚,胡兵
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2219-2226.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211164
摘要 ( 147 )   HTML ( 5 )   PDF(1085KB) ( 211 )  

针对传统的螺栓预紧失效分析方法认为螺栓参数是确定的,而在实际螺栓连接中,各种结构参数的随机性将造成较大的分析误差的问题,考虑随机因素的影响,建立了一个螺栓预紧失效行为的有限元分析模型,以螺纹处的应力值是否超过屈服强度为判别条件进行可靠性分析,计算各参数对连接结构失效现象的灵敏度。研究结果表明:螺栓大径的变化对螺栓静强度失效的现象影响最大,材料的泊松比对其影响次之;螺栓连接的可靠度会随螺栓牙型角、螺距和材料泊松比的增大而增加,随螺栓大径以及材料的密度、弹性模量的增大而减小。

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考虑非线性刚度的间隙球铰碰撞动力学建模与仿真
张树培,夏明悦,张玮,陈钊,陈义祥
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2227-2235.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211166
摘要 ( 118 )   HTML ( 3 )   PDF(2085KB) ( 79 )  

为提高间隙球铰建模分析的准确性,考虑接触体间的非线性接触刚度在碰撞中与机构的耦合特性,建模研究了不同恢复系数与碰撞初速度条件下球铰的接触碰撞特性。结果表明:接触刚度与迟滞阻尼系数避免了在真实接触过程中保持恒定的情况;改进的碰撞力模型更加精确地描述了球铰关节碰撞特性;恢复系数越大,接触力以及变形量的峰值越大,达到峰值时间越长,完成一次碰撞的时间越短;接触碰撞力和变形量随碰撞初速度的增加而迅速增大,完成碰撞的时间减小,更加准确地获得了球铰关节的碰撞特性,为汽车操纵稳定性的精确控制提供了力学基础。

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液力变矩器空化数值模拟及对性能的影响
柴博森,王广义,闫东,朱国仁,张进,吕恒升
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2236-2244.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211113
摘要 ( 68 )   HTML ( 0 )   PDF(2678KB) ( 90 )  

基于计算流体动力学,从是否考虑空化两个角度分别数值模拟液力变矩器流场并绘制外特性曲线,通过试验验证仿真结果准确性。为了深入剖析空化对于液力变矩器内/外特性的影响规律,基于Q准则涡识别方法提取三维涡结构特征,分析低速比工况下各叶片表面空化特征动态演化规律,重点研究导轮叶片处空化现象,阐明空化对流场时空结构分布及能量损耗的影响机理。结果表明:①考虑空化的数值模拟与试验结果吻合度高,外特性预测误差在3%以内;②不考虑空化的数值模拟结果中泵轮转矩系数与试验数据误差较大,启动工况下误差在20%以上,仿真结果严重失真;③泵轮转速为2000 r/min时,速比为0.4的工况是空化消失的临界点,随着速比降低,空化现象及其影响越发明显。研究结果可为液力变矩器高精度数值模拟提供理论指导。

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运载火箭推力下降时入轨能力评估与轨迹重构方法
李爽,林子瑞,叶松,刘旭,赵吉松
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2245-2253.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211120
摘要 ( 92 )   HTML ( 5 )   PDF(1451KB) ( 134 )  

为解决运载火箭推力下降时无法正常入轨的问题,基于局部配点法和神经网络提出了入轨能力评估与轨迹重构方法。首先,采用局部配点法求解燃耗最优入轨问题,离线生成不同推力下降故障时运载火箭进入目标轨道和次级轨道的轨迹数据库。然后,采用神经网络学习轨迹数据库,建立推力下降故障与入轨能力之间的映射关系,从而使运载火箭出现推力下降时能对入轨能力在线评估与决策。最后,采用局部配点法进行在线轨迹重构,实现运载火箭入轨。数值仿真结果表明,本文方法可实现运载火箭推力下降时入轨能力评估和在线轨迹重构,从而提高发射任务的成功率。

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基于惯性基准多传感器耦合的路面谱测量方法
陈辉,邵亚军
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2254-2262.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211110
摘要 ( 120 )   HTML ( 1 )   PDF(2127KB) ( 55 )  

基于惯性坐标基准,结合多传感器耦合的路面谱测量方法,将测量系统平台搭载在移动设备(如车辆)上获取道路谱。采用车辆行驶过程中道路谱测量系统获取到的来自车辆瞬时加速度、俯仰角、实时位移与地理信息等数据来计算被测路面不平度;路面不平度以外激励方式引起车辆俯仰与侧倾运动,致使道路参数采集产生误差与错误。本文基于惯性坐标基准,采用多传感器与执行器耦合方法,利用PID控制算法,结合陀螺仪、加速度传感器、角度传感器数据对步进电机进行闭环控制,实时修正测量系统平台因车辆俯仰、侧倾和垂向运动对激光位移传感器姿态的影响,获取准确的道路谱数据。由测量平台获取的不同类型道路位移功率谱密度图像可知,本文方法具有一定的正确性与优越性。

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材料科学与工程
搅拌摩擦加工参数对镁合金表面改性层的影响
朱先勇,谢良稳,樊跃香,姜城,孙炜佳,王鹏,肖雄
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2263-2271.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20201097
摘要 ( 123 )   HTML ( 3 )   PDF(2380KB) ( 152 )  

为改善镁合金表面的微观组织和力学性能,利用搅拌摩擦加工技术对Mg-3.4Al-0.8Zn-0.4Sn镁合金进行了表面改性。采用无针搅拌头,分别设置不同行进速度和旋转速度,通过分析热循环过程、观察表面改性层宏观形貌、进行微观组织表征以及显微硬度测量,研究了工艺参数对表面改性层的影响规律。研究结果表明:表面改性区可分为搅拌层、旋转流动层、过渡层以及热机械影响层;随着行进速度增加,热循环时间缩短且峰值温度降低,表面改性层的厚度减小,平均晶粒尺寸减小,显微硬度增大;随着旋转速度的增加,加工区域峰值温度升高,表面改性层的厚度增大,平均晶粒尺寸增大,显微硬度减小;各工艺参数下获得的改性层相比于母材晶粒明显细化,硬度有所增大。

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快速热压烧结制备立方相Li7La3Zr2O12固态电解质
杨悦,马天惠,赵培雷,贾剑明
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2272-2276.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211048
摘要 ( 122 )   HTML ( 3 )   PDF(844KB) ( 164 )  

应用电场辅助下的快速热压烧结工艺在低温850 ℃的条件下制备了立方相锂离子传导Li7La3Zr2O12固态电解质。讨论了在820~900 ℃的范围内烧结温度对烧结产物相组成、微观形貌、致密度以及锂离子电导率的影响。研究结果表明:当烧结工艺条件为温度850 ℃、恒压25 MPa、保温15 min,可以获得纯立方相结构Li7La3Zr2O12,晶粒排列紧密,且最佳性能对应相对密度为93%,总离子电导率达1.14×10-4 S?cm-1

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沙漠砂制备高韧性水泥基复合材料在不同环境下的自愈合性能
车佳玲,王俊,刘海峰,张居平
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2277-2286.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220236
摘要 ( 97 )   HTML ( 1 )   PDF(2454KB) ( 49 )  

分别采用毛乌素沙漠砂和腾格里沙漠砂为细集料制备高韧性水泥基复合材料(DS-ECC),在1%、1.5%、2%的预加拉伸应变破坏下,研究了3、7、28 d龄期的DS-ECC试件在空气和干湿循环条件下裂缝特性、自愈合后拉伸性能及自愈合产物。研究结果表明:两种沙漠砂制备的DS-ECC试件均能发生自愈合现象,干湿循环条件下自愈合现象较空气条件更加明显;残余裂缝的最大减少量均发生在3 d龄期,毛乌素沙漠砂和腾格里沙漠砂制备的DS-ECC试件残余裂缝减少量分别为89.3%和80.9%;带裂缝的DS-ECC试件自愈合后极限拉应变大多高于未带裂缝试件的极限拉应变,但最终强度有所降低,相较于空气条件,干湿循环条件下的DS-ECC试件自愈合后极限拉应变较大,最终强度降低;DS-ECC自愈合及基体混合产物主要为SiO2、Ca(OH)2和CaCO3。综合考虑DS-ECC的自愈合效果及自愈合后拉伸性能,毛乌素沙漠砂制备的DS-ECC试件自愈合性能较优。

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交通运输工程·土木工程
公路交叉口照明和限速对视觉搜索能力的影响
李洪涛,王琳虹,李俊达
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2287-2297.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211145
摘要 ( 101 )   HTML ( 3 )   PDF(1148KB) ( 52 )  

为解决夜间车辆在村镇无信号公路交叉口易与自行车或行人碰撞的问题,基于注意分配理论将驾驶人视野图片亮度、凝视点分布面积、注视点一次马尔可夫平稳分布和累计注视时间作为评价指标,结合Logistics回归构建视觉搜索能力量化模型。设计模拟驾驶试验,采集6种车速和4种照明下的数据验证模型,结果表明模型的正确分类百分比为93.45%。不同照明限速方案的对比结果表明,夜间村镇附近公路交叉口段限速应设为50 km/h,路面平均照度应不低于10 lx。

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考虑路径耗时的城市汽车分布式充电桩选点规划
李建华,王泽鼎
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2298-2303.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220475
摘要 ( 100 )   HTML ( 8 )   PDF(743KB) ( 194 )  

针对充电桩选点规划存在单一因素局部求解局限的问题,提出一种考虑路径耗时的城市汽车分布式规划算法。从空间和时间两个维度上分析汽车对充电负荷要求,求得充电高峰时间作为规划参照条件之一。通过GIS技术采集城市道路电动汽车充电的排队数据,建立路径耗时最短的目标函数,计算在一天中不同时间段内排队等待概率值和当下电力峰值,推导得出电力稳态方程,求解得到负荷目标函数、电力峰值最低和排队最小概率的阈值,以此作为规划目标。对路面线路和地下电力线路实施电力路径和行驶路径演算,不断迭代查找最优解,直至符合目标值结束演算。实验证明,本文算法达到目标函数所需的迭代次数为275次。经该方法规划充电桩选点后,可以保证各节点的电力分配均匀,规划方案符合实际运行情况,适应能力强且算法所需运算量小。

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考虑枢纽失效的多式联运快递网络结构设计
郑长江,胡欢,杜牧青
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2304-2311.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211128
摘要 ( 85 )   HTML ( 2 )   PDF(1417KB) ( 98 )  

为提高快递网络的可靠性和抗风险能力,从多式联运角度构建了快递网络基础模型;同时为枢纽节点选择最佳的备份节点,提出了快递网络设计备份枢纽模型,以应对可能出现的枢纽失效问题,研究枢纽失效后网络结构、总成本、枢纽节点快递处理量的变化,并分析对邻近枢纽和路径产生的影响。案例分析表明:枢纽节点失效会造成快递网络特性、运输路径和方式变化;启用备份枢纽使枢纽处理快递量增多,增大了枢纽点处理快递的压力,可能造成备份枢纽的拥堵。

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强侧风作用下桥隧连接段行车仿真与安全性分析
惠冰,刘伟,周宇坤,李淑琪
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2312-2320.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220183
摘要 ( 90 )   HTML ( 3 )   PDF(1873KB) ( 38 )  

为掌握强侧风对桥隧连接段小型车辆行驶安全性影响,应用CARSIM进行车辆动力学仿真,对风-车-路耦合仿真模型参数进行标定;通过对车型、车速、风速、风向角的不同组合共120种仿真工况的分析,得出了各种工况下车辆侧偏距离与反应时间的关系;利用正交实验和方差分析找出了汽车横向稳定性的显著影响因素。研究表明:影响汽车行驶稳定性因素由大到小依次为风向角、车速、车型、风级;车身截面迎风面积越大、车宽越宽,侧风作用越明显,在120 km/h车速、9级风、90°风向角开环情况下,轿车安全反应时间仅为2.7 s,SUV安全反应时间仅为2.3 s。研究结果可为侧风区高速行驶自动驾驶车辆的安全性评估和控制策略设计提供参考。

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基于现场监测技术的装配式箱涵温度场及冻胀分析
宫亚峰,吴树正,毕海鹏,谭国金
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2321-2331.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211083
摘要 ( 93 )   HTML ( 1 )   PDF(2167KB) ( 53 )  

以实际工程为依托,通过获取装配式箱涵周围土体温度及微应变的现场监测技术,在涵周埋设不同数量的温度传感器和振弦应变计,并借助有限元软件分析,探究箱涵周围土体的温度场分布规律及冻胀特性。首先,对箱涵周围土体的温度及微应变进行为期12个月的监控测量;其次,基于焓场求解的非稳态传热理论,通过有限元软件建立相应的数值模型并对比分析监测数据,对装配式箱涵周围土体变化规律进行剖析。研究结果表明:受热辐射和空气对流的共同影响,涵周土体温度呈现出季节性的变化规律;短暂升温形成的棉被效应,导致温度随土体深度呈现先下降后上升的趋势;受冻胀力影响,箱涵应力最大位置在铰接处,隆起位移最大位置在涵顶处。

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桥梁时变可靠性的多过程贝叶斯动态混合预测
樊学平,周衡,刘月飞
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2332-2338.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220334
摘要 ( 99 )   HTML ( 3 )   PDF(542KB) ( 199 )  

基于在役桥梁健康监测信息对结构可靠性进行预测分析。首先,采用时间序列分析方法、移动平均法以及五点三次平滑法将采集的健康监测信息(极值应力信号)进行降噪处理;其次考虑到时间序列用单一的动态线性模型预测不够完善,需要用多个动态线性模型的组合进行预测,引入多过程模型,建立多过程贝叶斯动态线性模型(BDLM),进行监测极值应力的预测和分析;最后,结合多过程贝叶斯动态线性模型(BDLM)和一次二阶矩(FOSM)可靠度方法进行桥梁构件的时变可靠性分析。研究成果为结构可靠性预测提供了理论基础。

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考虑温度效应的冻结膨胀土统计损伤模型
李新宇,凌贤长,曲娜
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2339-2349.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211151
摘要 ( 109 )   HTML ( 4 )   PDF(1608KB) ( 80 )  

为研究高寒深季节冻土区膨胀土的低温力学特性,开展考虑试验温度、含水率和冻融循环次数影响的低围压固结不排水剪切试验。结果表明:温度和含水率的降低均会使冻结膨胀土的偏应力-轴应变曲线类型由硬化型逐渐向软化型改变;冻融循环作用会加剧软化效应,同时促进围压对试样的敏感度;试验温度在已冻结区温度范围内时冻结膨胀土剪切过程可依次分为4个阶段:弹性阶段、塑性剪缩阶段、塑性剪胀阶段和破坏阶段;冻结膨胀土的弹性模量随试验温度的降低而线性增大。建立了考虑温度影响的低温冻结膨胀土统计损伤模型,揭示了冻结膨胀土宏观力学特性劣化规律。

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计算机科学与技术
基于高分辨率网络的视杯和视盘的联合分割
郭晓新,李佳慧,张宝亮
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2350-2357.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211082
摘要 ( 161 )   HTML ( 7 )   PDF(1026KB) ( 204 )  

针对在使用视盘(OD)和视杯(OC)的分割测量杯盘比(CDR)来诊断青光眼的过程中,与视盘分割相比视杯分割仍存在分割精度上的困难,提出了一种深度学习体系结构MS-HRNET,用于视杯和视盘的联合分割。它是一种基于HRNET的改进架构。通过在HRNET中添加多尺度输入,可以弥补特征提取过程中的信息丢失。结合多尺度空间和通道注意机制,提取图像深层信息。通过添加侧输出层,指导网络的早期训练。实验表明:该算法在Drishti-GS1和REFUGE数据集上的分割效果优于现有的视杯和视盘分割方法。

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大规模物联网终端密文数据分段小波降噪算法仿真
曹守启,孔凡慧,张铮,熊如意
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2358-2363.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220748
摘要 ( 89 )   HTML ( 5 )   PDF(838KB) ( 150 )  

为有效滤除终端密文数据中的噪声,提出一种大规模物联网终端密文数据分段小波降噪算法。采用周期图谱估计特征提取方法提取不同类型数据的连续谱分量和线谱分量,获取密文数据的噪声特征。通过噪声数据在尺度空间的最大投影构建能量匹配准则,采用结构化小波滤波器组建立与信号能量一致的最优能量匹配小波。并通过波形匹配准则,使用优化函数建立与信号波形相同的最优波形匹配小波,完成大规模物联网终端密文数据分段小波降噪处理。经实验测试结果表明:所提算法能有效降低数据降噪延时,同时能获取较满意的降噪效果。

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基于TrAdaBoost算法为内核的行人航迹推算技术
王玫,宋志远
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2364-2370.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220568
摘要 ( 102 )   HTML ( 2 )   PDF(1070KB) ( 160 )  

行人航迹推算(PDR)由于误差发散速度快,导致PDR定位可信时间短、累计误差大,因此,提出了基于TrAdaBoost算法为内核的行人航迹推算技术。该方法通过全球定位系统(GPS)离线收集行人室外运动信息,利用迁移学习中的TrAdaBoost算法筛选出最合适的行人运动特征,将其迁移到室内PDR定位中,纠正行人步长,实现行人航迹推算。实验结果表明:行人步长大致分布在65~75 cm内,而且经过纠正后的定位轨迹与真实定位轨迹吻合度高,不会因为惯性传感器的积累误差而出现严重偏离,平均水平误差与纯PDR定位算法相比大幅度下降,位置精度在2 m以内的概率达到了80%。因此,该方法降低了PDR发散的速度,延长了PDR定位的可信时间,提高了短距离内的定位结果的可信度。

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基于跨语言预训练模型的朝汉翻译质量评估
赵亚慧,李飞雨,崔荣一,金国哲,张振国,李德,金小峰
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2371-2379.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220005
摘要 ( 118 )   HTML ( 9 )   PDF(1204KB) ( 174 )  

针对主流翻译质量评估框架在低资源语料上表现较差,句子嵌入策略单一的问题,提出了一个基于跨语言预训练模型的朝汉翻译质量评估模型。首先,借鉴注意力思想提出一种融合跨层信息和词项位置的句子嵌入方法;其次,将跨语言预训练模型引入翻译质量评估任务中,缓解朝鲜语低资源环境带来的数据稀疏问题;最后,对句向量进行回归,实现机器翻译质量评估任务。实验结果表明:该模型能有效提升朝汉翻译质量评估任务性能,与质量评估任务领域主流模型QuEst++、Bilingual Expert、TransQuest相比,皮尔逊相关系数分别提升了0.226、0.156、0.034,斯皮尔曼相关系数分别提升了0.123、0.038、0.026。

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生物医学命名实体识别的两阶段学习算法
车翔玖,徐欢,潘明阳,刘全乐
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2380-2387.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211156
摘要 ( 144 )   HTML ( 3 )   PDF(1161KB) ( 227 )  

针对在生物医学领域中命名实体数据标注成本高、难以获取大量有标签数据的问题,提出了一个两阶段学习框架实现低资源下的中文生物医学命名实体识别。在第一阶段,利用Word2Vec和BERT为基础模型预训练并进行微调,获得特定领域的词向量表示;在第二阶段,将生成的词向量输入到由BiLSTM和条件随机场(Conditional random field,CRF)组成的神经网络中用于最终任务的训练。本文在Yidu-S4k数据集进行实验,结果表明本文算法在少量标签的情况下取得80.94%的准确率,具有较优性能。

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基于临界采样多相滤波器组的宽带信号信道化
张海龙,张萌,张亚州,王杰,冶鑫晨,王万琼,李嘉,杜旭,张婷
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2388-2394.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220274
摘要 ( 107 )   HTML ( 5 )   PDF(1675KB) ( 164 )  

针对通信及射电天文领域宽带信号子带划分过程中遇到的频谱泄漏及子带混叠等问题,仿真分析了Hanning窗、Hamming窗和Kaiser窗等不同窗函数对有限冲激响应(FIR)数字滤波器性能的影响。基于Hamming窗FIR数字滤波器设计实现了临界采样多相滤波器组,研究了临界采样多相滤波器组的频谱特性。利用天文观测基带数据实现了宽带信号的子带划分,分析了临界采样多相滤波器组与传统FIR数字滤波器组的滤波性能特征。利用临界采样多相滤波器组实现了宽带基带数据的多通道输出,并对子信道内频谱信息进行了分析和修正,得到了与原始信号相对应的子通道频谱。

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通信与控制工程
基于点云直方图的回环检测算法和车辆定位方法
李寿涛,李嘉霖,孟庆瑜,郭洪艳
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2395-2403.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211090
摘要 ( 131 )   HTML ( 1 )   PDF(1420KB) ( 84 )  

针对智能车辆在城市复杂路段由于全球定位系统GPS信号丢失导致的定位失准问题,建立因子图优化模型对激光雷达和惯性测量单元进行数据融合,提出一种紧耦合框架下的激光-惯性里程计(LIO)车辆定位方法,实时估计车辆状态信息;并提出基于点云直方图的回环检测算法,通过计算车辆当前位置与历史时刻位置间点云的相似度判断车辆是否到达同一位置,进而结合上一次经过该位置时的信息校正车辆当前状态,减少定位误差的积累。KITTI数据集上的测试结果表明:回环检测模块可有效降低LIO的误差积累,带有回环检测模块的LIO具备良好的定位精度。

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基于单亲遗传算法的无人驾驶汽车主动避撞方法
田国红,代鹏杰
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2404-2409.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220377
摘要 ( 122 )   HTML ( 4 )   PDF(778KB) ( 220 )  

为有效提升无人驾驶汽车的主动安全性,提出基于单亲遗传算法的无人驾驶汽车主动避撞方法。利用归一化处理方位角评估函数构建无人驾驶汽车动力学模型。根据行为轨迹预测结果提前采取预制动,并以初始点至终点路径最短为目标,引入单点基因复制策略实施遗传操作,获取无人驾驶汽车主动避撞最优解。仿真结果表明:该方法可在紧急工况下规划出可靠的转向避撞路径,车辆状态参数平稳,路径偏差小,对不同车速及转向路径均具备较强鲁棒性。

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农业工程·仿生工程
果树株间避障除草机设计与试验
王永烁,康建明,彭强吉,陈英凯,方会敏,牛萌萌,王少伟
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2410-2420.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211121
摘要 ( 116 )   HTML ( 0 )   PDF(1696KB) ( 168 )  

针对果树株间除草作业复杂、杂草除净率低的问题,基于机构往复式伸缩运动思想,设计了一种用于清理果树株间杂草的自动避障除草机。通过对除草机各部件进行理论分析,确定了工作幅宽调节机构、信号采集机构、自动避障机构和除草刀等关键部件的结构及参数。利用弧形触杆和液压系统的协同作用,构建了自动避障控制系统,可根据触杆的不同位置状态,动态控制除草刀避开果树植株。在ADAMS中建立了虚拟样机模型,并进行了单因素仿真试验,确定了影响株间避障除草的关键因素。以避障液压缸速度、机器前进速度和复位弹簧弹性系数作为主要影响因素,杂草除净比为评价指标,利用Box-Benhnken试验设计原理,采用三因素三水平响应面分析方法,设计了二次回归组合试验,建立了杂草除净比的回归模型,得到最优参数分别为:避障液压缸速度126 mm/s,机器前进速度1.57 km/h,弹性系数21。以最优参数进行了田间验证试验,结果表明,所设计的除草机平均杂草除净比为92.65%,达到了果园除草农艺要求。研究结果为果园及其他作物株间除草机的进一步优化提供了参考。

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基于深度学习与图像处理的蔬菜苗期杂草识别方法
金小俊,孙艳霞,于佳琳,陈勇
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2421-2429.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211070
摘要 ( 153 )   HTML ( 7 )   PDF(1967KB) ( 142 )  

对苗期青菜及其伴生杂草进行识别试验,提出了一种基于识别蔬菜进而间接识别杂草的独特方法,该方法结合深度学习和图像处理技术,可以有效降低杂草识别的复杂度,同时提高识别的精度和鲁棒性。首先,采用神经网络模型对青菜进行识别,并标记边框;然后,将青菜边框之外的绿色目标视为杂草,利用颜色特征将其分割,并通过面积滤波得到滤除噪点后的杂草区域;为探究不同深度学习模型对青菜识别的效果,选取SSD模型、RetinaNet模型和FCOS模型,以F1值、平均精度和检测速度3个评价指标进行对比分析。结果表明,SSD模型为青菜识别最优模型,拥有最高的检测速度和较优的识别率,其在测试集的F1值、平均精度和检测速度分别为95.4%、98.1%和31.0 f/s;改进后的MExG因子能有效识别杂草,分割后的杂草形态完整且轮廓清晰。本文提出的蔬菜田杂草识别方法具有高度的可行性和极佳的应用效果,可为相似作物田杂草识别提供技术参考。

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基于一种深度学习模型的土壤湿度预测
耿庆田,刘植,李清亮,于繁华,李晓宁
吉林大学学报(工学版). 2023 (8):  2430-2436.  DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220125
摘要 ( 142 )   HTML ( 5 )   PDF(992KB) ( 215 )  

针对传统基于深度学习的水文预测模型在反映土壤水分时空特异性有一定局限性的问题,提出了一种具有channel-agnostic和spatial-specific结构的时空预测深度学习模型。该模型通过spatial-specific性质在不同空间位置自适应分配网络权值提取不同区域土壤湿度的空间特征;通过channel-agnostic性质用一维卷积提取单个grid点通道中土壤湿度和predict的时间特征,准确捕获单点的土壤湿度和其预测因子的变换关系,将lagged和预测因子作为模型输入在单个网格点进行预测。实验结果表明:本文模型的预测能力相较于传统DL模型有很大提升,在中国北方区域,模型决定系数(R2)相较于卷积神经网络(CNN)提高了80%。

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