- 王天麒;张鉴;戚昊琛;吕丽;
目前用于炎症性肠病诊断的肠镜和活检等技术存在侵入性，且难以进行定量评估和准确诊断，为此提出一种非介入、快速、易操作的微流控免疫传感器，将微流控富集技术和界面电容传感机制相结合，通过检测血清中的肠脂肪酸结合蛋白浓度，以无创方式进行炎症性肠病的诊断。实验结果表明，传感器可在30 s内测定血清中的目标蛋白含量，在标准品溶液中的检测限低至5.29×10~(-4) pg/mL,量程内的响应曲线呈半对数线性关系，选择比为8 130∶1。将传感器应用于临床受试者血清样本的检测，并与酶联免疫吸附测定(ELISA)法进行比较，两者检测结果的平均差异率为5.01%。本文提出的传感器为炎症性肠病的血清学诊断提供了有效解决方案，具有较高的无创诊断应用价值。
2025年06期 v.44 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1643K] [下载次数：14 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] - 齐向晶;高宏伟;张熙函;
钢管内壁缺陷检测对于保障产品质量与生产安全至关重要，传统检测方法受光照、空间限制，检测效率较低，难以满足工业化需求。近年来，深度学习技术在缺陷检测领域的应用取得了一定进展，但仍面临光照变化、纹理干扰、缺陷与背景相似等挑战，检测的准确性与实时性有待提升。为此，提出一种基于改进YOLOv11的缺陷检测模型，将Slim-neck模块与高效多尺度注意力(efficient multi-scale attention, EMA)机制相结合，通过Slim-neck模块对标准卷积与深度可分离卷积提取的特征进行有效融合，降低计算复杂度，同时增强特征提取能力，通过EMA机制的并行子结构设计减少顺序依赖，提高检测效率。实验结果表明，本文模型在自建数据集上检测的平均精度均值(mAP@0.5)较基础模型提升了11.8%,在计算开销和参数量方面亦展现出优异性能，验证了其在钢管内壁缺陷检测中的有效性和应用价值。
2025年06期 v.44 7-13+22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1406K] [下载次数：17 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] - 冯迎宾;刘潘;王天龙;曾城锋;
鉴于传统单目视觉定位方法在深度感知层面存在局限性，本文提出一种基于单目视觉的机械臂定位与抓取算法。首先，借助相机标定与手眼标定技术，构建视觉系统的精确几何模型，以此奠定视觉感知基础。其次，对采集所得图像实施预处理操作，并运用基于非线性优化(Levenberg-Marquardt, L-M)策略最小化重投影误差，从而获取视觉基准标记(AprilTag码)的位姿信息。再次，通过D-H参数法搭建机械臂运动学模型，基于几何方法完成逆运动学求解，进而实现对目标物体的抓取。最后，针对定位与抓取算法设计实验，实验结果表明该算法能够对AprilTag码块进行精准定位与抓取，有效提升了单目视觉系统在机械臂操作中的应用效能。
2025年06期 v.44 14-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1475K] [下载次数：28 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] - 聂嘉浩;李明昊;孟凡利;郭晨昊;周俊驰;李啟琰;
为使糖尿病检测实现无创、准确、便捷，需寻求一种高效的糖尿病检测方法。丙酮作为糖尿病的标志物，可作为糖尿病检测的依据。选择合适的半导体气体传感器结合周期性改变传感器加热温度的动态温度调制方法，对呼出气中丙酮进行检测，从而有效增加响应信号的信息量。再利用卷积神经网络，实现准确测量呼出气体中丙酮的浓度，并以此为依据实现糖尿病的检测。丙酮浓度的检测准确率高达98.99%,表明传感器检测丙酮并结合神经网络进行糖尿病检测具有可行性。
2025年06期 v.44 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1426K] [下载次数：15 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] - 刘姝廷;杨超前;张雨;杨春霞;
超宽带(ultra wide band, UWB)传感器定位通常采用双边双向测距方法(double-sided two-way ranging, DS-TWR)测量标签到基站的距离，采用三边定位方法进行位置信息解算。针对非视距等其他因素的影响导致定位精度不高及发散问题，本文提出一种加权最小二乘法(weighted least squares, WLS)和扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)算法的融合定位方法。首先，采用UWB与惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)进行融合定位，然后使用WLS对UWB测得的距离进行初步解算，最后将获得的初始位置状态与IMU测得的加速度、角速度通过捷联惯导解算之后，再与EKF算法结合获得最终的位置。仿真实验表明，该方法能够解决非视距条件造成的数据误差较大及数据发散的问题，并且在UWB数据不可靠的情况下，标签的移动轨迹依然接近真实轨迹。相对于WLS算法，WLS-EKF算法在不同路线下的最大误差降低了54.2%～89.6%,平均误差降低了29.6%～42.6%。
2025年06期 v.44 29-35+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1612K] [下载次数：4 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] - 刘昶;罗寅;王彦博;孙丽梅;
在利用安装在直线运动机构上的2D激光雷达对场景进行3D扫描任务中，需对2D激光雷达的运动方向提前标定，针对该标定问题提出一种以已知直径的标准球作为标定装置的标定方法。首先利用激光雷达在直线运动机构上的不同位置对标准球进行扫描，利用扫描点和最小二乘法拟合扫描圆的方程，估计出球心在雷达坐标系下的坐标，得到雷达运动方向的初步估计；再以所有扫描点共球面作为约束，通过一个迭代过程对运动方向进行优化，得到标定的最终结果。真实实验中采用篮球作为标准球标定装置，对安装在直线运动机构上的2D激光雷达进行标定，结果显示扫描点到拟合的球面距离的平均误差为0.75 mm;采用相同装置对已知尺寸的长方体仪表箱进行测量实验，得到仪表箱高度的误差为0.13 mm,角度的平均误差为0.87°,验证了本文方法的有效性。
2025年06期 v.44 36-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1314K] [下载次数：154 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] - 刘子怡;谭小波;付俊超;郑杰;
针对大规模知识图谱推理任务中传统图神经网络(GNN)全局关系捕捉能力不足、推理效率低下等问题，提出一种基于图注意力机制的有向知识图谱推理模型RED-GATv2+。首先，在有向图神经网络RED-GNN基础上，结合图注意力网络GATv2在获取节点全局语义特征同时获取邻居节点的信息，提高图谱推理的准确率。其次，为提升效率，通过加入动态负采样生成更具对抗性的负样本，利用层次化Top-k聚合筛选关键邻居节点，从而显著减少不必要的邻居传递与计算量。RED-GATv2+在WN18RR、FB15k-237、NELL-995三个数据集上仿真验证的结果表明了RED-GATv2+模型的有效性。
2025年06期 v.44 42-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1265K] [下载次数：27 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ]