DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 并联机构是指动平台和定平台通过两个或两个以上独立的闭环运动链相连接，机构具有两个或两个以上的自由度，以并联方式驱动的一种闭环机构 [ 1 ] 。与开环的串联机器人相比，闭环的并联机器人具有更高的刚度，更小的自重负荷比，更大的承载能力，更高的精度 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。作为目前应用最为成功的并联机器人之一，Delta机器人不但具有上述优点还克服了并联机构的诸多缺点，具有运动耦合弱，力控制容易、安装驱动简单等优点，在3D打印、电子、食品和制药等领域中应用广泛 [ 5 ] [ 6 ] 。工作空间是机器人最重要的性能指标之一，对机器人机构综合设计至关重要，但Delta机器人和其它并联机器人相同，都有工作空间相对较小的缺点 [ 7 ] [ 8 ] ，因此Delta机器人工作空间的确定具有重要意义。文献 [ 9 ] [ 10 ] 基于位置正解法，通过蒙特卡洛法在Matlab中确定工作空间。文献 [ 11 ] [ 12 ] 基于位置反解法在Matlab中确定工作空间。文献 [ 13 ] 根据位置反解法提出工作空间可转化为三个空间圆环相交的结论，使工作空间可在三维建模软件中直接建模。从上述工作可见，Delta机器人工作空间仿真的方法主要有基于位置正反解法在Matlab中建模和通过三维建模软件直接建模三种。本文在总结已有的仿真方法的基础上，基于位置正解法和反解法在Matlab中建立了更加清晰具体的工作空间仿真模型，并与在Catia中建立的三维工作空间模型进行了对比。在总结三种仿真方法的特点和与实验测量数据对比后得出基于Matlab位置正解法的工作空间仿真结果与实际工作空间更相近的结论，并通过该方法针对主动杆输入角度变化对工作空间产生的影响进行了研究。
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user: 2. Delta机构简介 Delta机器人由固定不动的基座，三根相同的主动杆，三个相同的平行四边形从动支链，动平台组成。主动杆与从动支链以及从动支链与动平台之间都由虎克铰连接(结构如图1所示)。每一个主动杆都由固定在基座上的电机驱动，它们控制的输入角 θ 1 ， θ 2 ， θ 3 ，如图2所示。 图1. Delta机器人实物图 图2. Delta 机器人运动学简图
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user: 3. 基于Matlab位置反解法的工作空间仿真 位置反解问题是已知动平台在基座坐标系中的位置，求解三根主动杆输入角度 θ 1 ， θ 2 ， θ 3 的问题。如图2所示，坐标系 { O } 固定在基座上，原点是基座的中心，坐标系 { O ′ } 固定在动平台上，原点是动平台的中心 [ 14 ] 。三角形 A 1 A 2 A 3 代表基座， A i E i ( i = 1 ， 2 ， 3 ) 代表主动杆， E i P i ( i = 1 ， 2 ， 3 ) 代表从动支链，三角形 P 1 P 2 P 3 代表动平台。 定义 α i ( i = 1 ， 2 ， 3 ) 如图3所示。 通过几何关系可得： [ ( R + L sin θ i − r ) cos α i − x ] 2 + [ ( R + L sin θ i − r ) sin α i − y ] 2 + ( − L cos θ i − z ) 2 = l 2                   ( i = 1 ， 2 ， 3 ) (1) 式中： R 为基座外接圆半径， r 为动平台外接圆半径， L 为主动杆长度， l 为从动支链长度。 方程(1)可简化为： M i cos θ i + N i sin θ i + U i = 0       ( i = 1 ， 2 ， 3 ) (2) 图3. Delta 机器人基座运动学简图 其中： M i = 2 L z (3) N i = 2 L ( R − r ) − 2 L x cos α i − 2 L y sin α i (4) U i = x 2 + y 2 + z 2 + L 2 − l 2 + ( R − r ) 2               − 2 ( R − r ) ( x cos α i + y sin α i )       ( i = 1 ， 2 ， 3 ) (5) 如果定义： t i = tan θ i 2         ( i = 1 ， 2 ， 3 ) (6) sin θ 2 = t t 2 + 1 ， cos θ 2 = 1 t 2 + 1 ， sin θ = 2 sin θ 2 cos θ 2 = 2 t t 2 + 1 ， cos θ = cos 2 θ 2 − sin 2 θ 2 = 1 − t 2 t 2 + 1 M 1 − t 2 t 2 + 1 + N 2 t t 2 + 1 + U = 0 ， M ( 1 − t 2 ) + 2 t N + ( t 2 + 1 ) U = 0 可得： ( U i − M i ) t i 2 + ( 2 N i ) t i + ( M i + U i ) = 0           ( i = 1 ， 2 ， 3 ) (7) 故： t i 1 ， 2 = − N i ± N i 2 + M i 2 − U i 2 U i − M i     ( i = 1 ， 2 ， 3 ) (8) 由此可解出： θ i = 2 tan − 1 ( t i )         ( i = 1 ， 2 ， 3 ) (9) Matlab编程的主要思路为：在基座坐标系下，以绝对大于机器人工作空间的立方体为搜索范围，将该立方体中的坐标使用rand函数随机取出，若该坐标经过计算后得到的判别式 Δ = N i 2 + M i 2 − U i 2     ( i = 1 ， 2 ， 3 ) (10) 大于等于0，则认为该点属于工作空间内，当取的点足够多时即可得到该方法下的Delta机器人的工作空间(如图4所示)。本例中取点数为2，500，000个，立方体的范围是： − 27 0 /mm ≤ x ≤ 27 0 /mm ， − 27 0 /mm ≤ y ≤ 27 0 /mm ， − 36 0 /mm ≤ z ≤ 0 /mm 基于Matlab位置反解法的仿真方法特点是： 1) 在Matlab中可以直接读取工作空间模型任意点的坐标。 2) 只需改变程序中设定的结构参数 R ， r ， L ， l ，即可对不同结构参数的Delta机器人进行工作空间仿真。 3) 位置反解法的仿真结果为机器人的路径规划和轨迹控制提供了参考。
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user: 4. 基于Matlab位置正解法的工作空间仿真 位置正解问题是已知三个主动杆的输入角 θ 1 ， θ 2 ， θ 3 求解动平台中心在基座坐标系中坐标的问题。 由几何关系可知，动平台中心点坐标是以向量 O F i ( i = 1 ， 2 ， 3 ) (如图5所示)坐标为球心， l 为半径的三个球体的交点 [ 14 ] 。 [ P i ] O ′ = [ r cos α i r sin α i 0 ] ， [ E i ] O = [ ( R + L sin θ i ) cos α i ( R + L sin θ i ) sin α i − L cos θ i ] P E i = O F i = [ ( R − r + L sin θ i ) cos α i ( R − r + L sin θ i ) sin α i − L cos θ i ]     ( i = 1 ， 2 ， 3 ) 图4. 基于Matlab位置反解法的Delta机器人工作空间。(a) XY轴；(b) XZ轴；(c) YZ轴；(d) XYZ轴 图5. 基于Matlab位置正解法的Delta机器人工作空间。(a) XY轴；(b) XZ轴；(c) YZ轴；(d) XYZ轴 球心坐标和半径已知，故可在Matlab中编程求解。Matlab蒙特卡洛法的编程思路为：使用rand函数从 ( 0 ， 2π ) (该输入角度范围可根据实际情况调整)中随机挑选输入角 θ 1 ， θ 2 ， θ 3 ，然后根据挑选出的数值计算三个球心的坐标，球心坐标和球的半径已知，故可计算出三个球体的交点坐标，再根据坐标中 z < 0 的范围进行筛选，当得到的点足够多时即可得到该方法下的Delta机器人的工作空间(如图6所示)。本例中得到的点数为2，000，000个。 基于Matlab位置正解法的仿真方法也具有位置反解法仿真方法的(1) (2)特点，但该方法可以根据Delta机器人主动杆实际输入角度范围进行调整，仿真结果更贴近实际工作空间。
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user: 5. 基于Catia的工作空间仿真 将位置反解法中判别式(10)展开可得： h ( x ， y ， z ) = [ x 2 + y 2 + z 2 + L 2 − l 2 + Δ r 2 − 2 Δ r ( x cos α i + y sin α i ) ] 2     − [ ( 2 L Δ r − 2 L x cos α i − 2 L y sin α i ) 2 + ( 2 z L ) 2 ] = [ ( x cos α i + y sin α i − Δ r ) 2 + ( x sin α i − y cos α i ) 2 + z 2 + L 2 − l 2 ] 2     − 4 L 2 [ ( x cos α i + y sin α i − Δ r ) 2 + z 2 ] (11) 图6. 基于Catia的Delta机器人工作空间。(a) 一个圆环；(b) 三个圆环；(c) 三个圆环相交；(d) 取 z < 0 的部分 其中： Δ r = R − r (12) 由于只有判别式(10)大于等于0时，方程(7)有解，故不等式 h ( x ， y ， z ) ≤ 0 (13) 表示的空间范围就是该方法下的Delta机器人的工作空间。建立一个新的旋转坐标系 T ( x t ， y t ， z t ) { x t = x cos α i + y sin α i y t = − x sin α i + y cos α i z t = z (14) 将工作空间边界方程 h ( x ， y ， z ) = 0 (15) 在旋转坐标系中简化可得： [ ( x t − Δ r ) 2 + y t 2 + z t 2 + L 2 − l 2 ] 2 = 4 L 2 [ ( x t − Δ r ) 2 + z t 2 ] (16) 方程(16)是空间圆环的标准方程。故Delta机器人的工作空间转化为三个空间圆环的相交区域 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] ，据此在Catia中建立三维模型过程及结果如图6所示。 基于Catia的仿真方法特点是： 1) 可以直接读取工作空间模型的体积。 2) 改变 R ， r ， L ， l ，重新绘图即可对不同结构参数的Delta机器人进行工作空间仿真。
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user: 6. 仿真结果对比及分析 6.1. 三种仿真方法仿真结果比较 为了更直观的比较三个所得工作空间之间的异同，将Catia中模型导入Matlab (如图7所示)，再将三个所得工作空间互相比较(如图8所示)。 如图8(a)和图8(b)所示，代表Catia模型的蓝色小圈均匀分布在位置正解法和位置反解法模型表面，图8(c)中紫色为位置正解法模型，蓝黄渐变色为位置反解法模型，在Matlab中将两模型放大观察发现两模型完全重合。以上工作空间模型的对比表明三种仿真方法的结果是相同的。 图7. Catia模型导入Matlab 图8. 三种仿真方法仿真结果对比。(a) Catia模型与位置反解法模型对比；(b) Catia模型与位置正解法模型对比；(c) 位置反解法与位置正解法模型对比 6.2. 仿真结果与实验室测量数据对比 前文三种仿真方法所得工作空间输入角范围都为 ( 0 ， 2π ) /rad ，实际由于Delta机器人机构之间的干涉，主动杆输入角度无法达到 ( 0 ， 2π ) /rad 。本文研究的对象实际输入角度范围为 ( − π 3 ， 2π 3 ) /rad ，因此基于 Matlab位置反解法和基于Catia的工作空间仿真模型由于只能进行输入角为 ( 0 ， 2π ) /rad 范围的仿真，故其仿真结果必然与实际工作空间存在较大差异。故只将基于Matlab位置正解法的工作空间仿真方法在实际输入角度范围下得到的模型与实验测量数据进行对比。 参考图3，因为基座坐标系的Y轴和与A 3 点连接的主动杆在同一个竖直平面内，由对称性可知，在一定Z坐标值的XY平面，沿任意主动杆的方向将动平台拉到最边缘处，即可测得实际工作空间在Y轴方向上的边界点坐标数值(如图9所示)。 将不同的z坐标值可达到的y轴负方向工作空间边界值相关数据作如表1。 如表1所示，实验测量数据与基于Matlab正解法仿真结果基本一致。
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user: 7. 结构参数变化对工作空间影响 设定 0 ≤ θ ≤ 2π/rad ，以 π 4 /rad 为间隔，建立8个工作空间模型。图10为 θ 值分别为 π 2 ， π ， 3π 2 ，2π/rad 时得到的工作空间模型。 有规律的改变 Δ r ， L ， l ，在Catia中对Delta机器人进行工作空间仿真并记录其体积(如图12所示)。 基于Matlab位置正解法仿真结果表明：随着输入角度增大，工作空间由下至上，由中心至边缘，沿三根主动杆方向，逐渐增加，直至完整。基于Catia的仿真结果表明：在工作空间体积较大时，工作空间模型上部大部分都存在空腔，形状和图11中模型相似。
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user: 8. 结语 1) 基于Matlab位置正反解法和Catia的三种工作空间仿真方法仿真结果相同，说明三种仿真方法都是可行的，但由于Delta机器人机构之间的干涉，其输入角度范围一般无法达到 ( 0 ， 2π ) 且不同结构参数的Delta机器人具有不同的输入角度范围，因此只有输入角度可调的基于Matlab位置正解法的工作空间仿真方法能更好的根据实际情况进行仿真，其仿真结果与实际工作空间吻合度最高。从与实际工作空间吻合程度评价，该方法是三种方法中最好的。 图9. 实际工作空间测量示意图 图10. 不同Z值下Y轴负方向边界值对比 图11. θ 值分别为 π 2 ， π ， 3π 2 ， 2π/rad 时得到的工作空间模型 Table 1 Parameters of research object Delta robo 参数 含义 数值 L /m 主动杆长度 0.1 l /m 从动支链长度 0.27 R /m 基座外接圆半径 0.132 r /m 动平台外接圆半径 0.015 θ i ( i = 1 ， 2 ， 3 ) /rad 主动杆输入角度 / 表1. 研究对象Delta机器人实物参数 图12. 三种参数变化对工作空间体积造成的改变 2) 由结构参数对工作空间的影响分析可得：为了保证工作空间下部可供抓取操作的任务工作空间的大小，根据工作空间随主动杆输入角度变化的规律，应尽量保证主动杆 ( 0 ， π ) /rad 之间的输入角度范围不受机构间干涉的影响。
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user: 1. 资料与方法 1.1. 一般情况 选取我院自2012年5月~2016年5月收治的人工流产后宫颈粘连的患者16例，其中，年龄20~47岁，平均(30 ± 1.5)岁，其中未婚者9例，已婚者7例。人工流产次数：首次3例，2次5例，3次以上8例。与前次人工流产间隔时间：3个月~半年3例，半年以上~1年6例。1年内2次人工流产者共7例，占43%。 1.2. 宫颈粘连的诊断依据 闭经或月经过少：宫颈完全粘连者可出现闭经，16例中闭经7例，平均时限2个月。月经过少9例，平均时限5个月；周期性腹痛：人工流产后1个月左右，出现突发性下腹痉挛性疾病11例次，伴肛门坠胀感14例次，无明显症状者1例次；子宫大小与位置：子宫前位5例，后位9例，平位2例，子宫增大如孕40~50天大小14例，稍大2例。子宫有明显压痛14例次，宫颈举痛2例次；探针检查：16例子宫颈粘连采用探针检查方法确诊。其中有15例用雌激素、孕酮做人工周期无撤退性出血，但有周期性腹痛，证实闭经为子宫原因所致。 1.3. 相关检查 对16例患者进行辅助检查，妊娠试验为阴性，阴式彩超检查后发现，宫腔有积液，部分患者并盆腔有积液，患者的子宫输卵管均未发现异常。经内诊检查宫区有压痛，子宫探针探测宫腔时，发现有紫黑色血液外溢。 1.4. 治疗方法 患者取膀胱截石位，常规消毒外阴、阴道，探针探查发现子宫颈口内有阻力，稍用力探针插入宫腔后即有暗红色不凝血流出。扩张宫颈到5.5号，用5号刮匙刮宫腔一周，使经血完全排出，并放入“T”形宫内节育器，防止宫腔及宫颈再粘连发生。术后给予抗生素5~7天预防感染伴随诊。
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user: 2. 结果 1) 我院自2012年5月~2016年5月，共行人工流产术1466例，其中并发宫颈粘连16例，发生率0.01%。 2) 16例患者均采用探针检查方法做出诊断并给予治疗取得满意效果。其中3例因宫颈内口阻力较大，在阴式彩超指示下进行探针检查。16例患者经扩张宫颈排出经血后，腹痛立即减轻14例，腹痛消失2例。流出经血5~10 ml者9例，l0 ml~20 ml者7例。 3) 术后随访半年12例，随访1年4例，月经均正常。6例分别于术后5~9个月取出宫内节育器后怀孕，并足月分娩。
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user: 3. 讨论 3.1. 子宫颈粘连是人工流产后的一种远期并发症 根据我们观察及分析，可能与负压过高，反复吸刮或吸管带负压反复进出宫颈口及操作粗暴有关 [ 1 ] 。本组首次人工流产者3例，占18%，因宫颈内口较紧，吸管来回进出宫颈内口或带负压的吸管吸着宫颈管壁，此处粘膜较薄，为子宫内膜与宫颈管内膜的移行部位，易造成深层损伤，在吸刮后形成粘连，而使经血外流受阻，造成经血贮留于宫腔或逆流至输卵管、腹腔。另外，多次人工流产，且间隔时间短宫颈管粘膜未完全修复，再次受到损伤而发生粘连。因此对大于10孕周的受术者，应提供钳刮或药物引产，以克服上述缺点。并采取避孕措施，减少人工流产的施术率。 3.2. 诊断 本病的特点为人工流产术后闭经，并有周期性下腹痉挛性疼痛，其中一半以上伴有肛门坠胀感。疼痛一般持续3~7天后逐渐减轻或消失，并有周期性发作渐进加重，下腹部有压痛，严重时有反跳痛，少数重者后穹窿穿刺可抽出暗红色不凝血，容易误诊为宫外孕及其它急腹症。因此凡是人工流产术后无月经来潮的患者，出现上述症状及体征，首先应疑似本病 [ 2 ] 。用最简单的探针检查法作出及时的诊断及鉴别，注意当阻力较大时，应在阴式彩超指示下进行，预防子宫穿孔。 3.3. 宫颈粘连的危害 宫颈粘连后会导致的后果有很多，包括经血排除不畅，宫腔压力过大，使得患者出现腹痛、腹胀等现象。如果经血潴留超过其容量5 ml时，经血就会通过输卵管逆流，进入盆腔引起盆腔积血，而本来应该经经血脱落的子宫内膜就会种植于盆腔，导致子宫内膜异位症的发生，造成继发性痛经及不孕，这极大的影响了女性的身体健康 [ 3 ] 。 3.4. 防止宫颈粘连的有效措施 1) 减少意外妊娠，选择合理的终止妊娠方式。对广大女性普及健康教育知识，帮助其了解人工流产的危害，避免进行人工流产或多次、反复进行人工流产。如果意外妊娠，建议其用药物进行流产，这样能有效避免手术器械进入宫腔，对宫腔造成损伤或感染，能避免人工流产后的宫颈粘连。2) 加强医务人员的专业素质，提高其操作水平。出现人工流产后宫颈粘连稳定最主要的原因是宫颈管损伤及感染。在进行人工流产手术的时候，宫颈内口是子宫最狭窄、黏膜较薄的部位，在手术的过程中，容易造成其深层受损，在修复时就容易发生粘连的现象，更有甚者会导致宫颈瘢痕化 [ 4 ] 。所以在实际操作过程中，要对患者先用米非司酮软化宫颈，然后在进行扩宫处理，一定要保证动作轻巧，在吸宫时，要将负压控制在适当范围内，严禁带负压反复进出宫颈口，严禁用刮匙刮宫颈管。对于有阴道炎、宫颈炎的患者，要先对其进行抗感染治疗1个疗程后，再对其进行手术。在对患者进行手术的过程中严格要求无菌操作。
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user: 1. 引言 护理查房指在临床工作中，由经验丰富的医生、护理人员通过对真实病例进行现场展示来对相关医护人员进行直观教育的一种教学形式，护理查房的应用对于各层级护士发现、分析以及解决问题的综合能力的提高有着其他教育形式不可代替的作用 [ 1 ] 。我院于2015年1月起开始实施主管护师主导的护理查房模式，通过成立以主管护师为主导的查房小组完善以往传统护理模式、查房模式以及对护理人员进行分层次培训，基于此，本研究以我院不同时间段内收治的234例住院患者为对象，分析比较了主管护师主导的护理查房在护士分层次培训中的临床应用效果。现报告如下。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 一般资料 使用随机数表法将我院收治的234例住院患者随机分为两组，观察组117例，男70例，女47例，年龄26~80岁，平均年龄(50.2 ± 4.8)岁；对照组117例，男28例，女49例，年龄27~79岁，平均年龄(50.8 ± 4.7)岁。两组患者性别、年龄、疾病类型、住院时间等各项临床资料的比较均不具有显著差异(P > 0.05)。此外，两组责任护士在临床工作经验、学历水平等比较上亦不存在显著差异(P > 0.05)，有可比性。 2.2. 方法 给予对照组患者传统护理查房模式，安排1名护士负责一个月的护理查房全过程，月底对病史收集、护理体格检查、护理诊断等进行工作总结，其他护士发言提问，护士长作最终总结并依据讨论结果制定新一轮的护理查房途径。 给予观察组患者主管护师主导的护理查房模式，具体如下：依据科室情况制定具体的查房内容及流程，成立查房小组，采用责任小组负责制模式对小组进行管理，单个小组负责3轮查房，期间不间断的进行知识学习，护理查房结束对查房效果进行追踪评价，月末总结反馈；要求小组成员在主管护师的统一主导下围绕某一疾病完成查房管理，包括资料收集、护理问题提出、护理措施制定等；查房结束后，要求护士长对工作展开具体点评 [ 2 ] 。 2.3. 观察指标与评价标准 参考相关文献 [ 3 ] 自制患者护理查房效果评价量表，护理结束后，安排专业人员指导各组成员使用考核成绩评价量表进行交叉评分的方式评估责任护士护理情况，量表包括查房准备、病例汇报、查体与沟通、护理分析等内容，总分100分，取平均分作为最终的考核分数，得分越高，则表示护理效果越好 [ 4 ] 。 采用护理考核成绩量表评估责任护士业务技能，量表包括理论笔试、护理操作、病情观察、护理记录以及健康教育5项内容，单项总分均为100分，得分越高，则护士护理技能越高。 自制问卷调查患者及家属护理满意度，问卷包括护理及时性、护理态度、护理技巧、护理频率以及护理有效率性等内容，总分100分，得分越高，则表示患者及家属越满意，80分以上为非常满意，60~80分为满意，60分以下为不满意，计算患者及家属护理总满意率。 2.4. 统计学分析 使用统计学软件SPSS15.00处理数据，计量资料用x ± s表示，计数资料用率(%)表示，组间比较分别用t、检验，以P < 0.05为差异有统计学意义。
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user: 3. 结果 3.1. 两组患者护理查房效果比较 两组患者在护理查房效果的比较上存在显著差异，相较于对照组责任护士，观察组责任护士查房准备、查体与沟通、护理分析、业务学习以及病例汇报等各指标值均明显更高(P < 0.05)。详细数据如表1所示。 3.2. 两组责任护士考核成绩比较 观察组责任护士考核成绩高于对照组责任护士，两组在理论笔试、护理操作、病情观察、护理记录以及健康教育得分的比较上均存在显著差异(P < 0.05) (表2)。 3.3. 两组患者护理满意度比较 观察组患者及家属护理总满意率为96.58%，显著高于对照组患者及家属的79.49% (P < 0.05)。详细数据如表3所示。 Table 1 The comparison of nursing rounds effect between two groups’ patient 组别 查房准备 查体与沟通 护理分析 业务学习 病例汇报 总分 对照组 (n = 117) 14.1 ± 1.2 15.6 ± 2.7 15.3 ± 2.8 14.3 ± 2.7 15.6 ± 1.6 74.1 ± 6.8 观察组 (n = 117) 18.2 ± 1.3 19.3 ± 1.4 19.6 ± 2.0 18.8 ± 1.7 19.7 ± 0.9 95.3 ± 7.9 t 25.067 13.159 13.517 15.256 24.158 21.862 P值 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 表1. 两组患者护理查房效果比较表 Table 2 The comparison of examination result between two groups’ nurse 组别 理论笔试 护理操作 病情观察 护理记录 健康教育 观察组 (n = 117) 92.3 ± 4.1 98.0 ± 5.6 90.3 ± 4.4 96.3 ± 1.5 98.1 ± 1.2 对照组 (n = 117) 70.9 ± 4.5 82.8 ± 5.1 73.2 ± 3.8 88.0 ± 2.9 89.3 ± 2.7 t 38.024 21.707 31.815 27.497 32.216 P值 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 表2. 两组责任护士考核成绩比较表 Table 3 The comparison of nursing satisfaction between two groups’ patients [n (%) 组别 例数 非常满意 满意 不满意 总满意率 观察组 117 100 (85.47) 13 (11.11) 4 (3.42) 113 (96.58) 对照组 117 62 (52.99) 31 (26.50) 24 (20.51) 93 (79.49) X 2 - - - - 16.227 P值 - - - - <0.05 表3. 两组患者护理满意度比较表[n (%)]
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user: 4. 讨论 受到重视程度不高等因素的影响，传统护理查房模式存在多种问题，如未能正确区分医疗诊断和临床护理、护理效果评价机制不健全、护理查房流于形式等 [ 3 ] ，实际查房过程总分工不明确、追踪评价反馈环节缺乏以及系统质控、评价标准缺乏的情况时有发生，导致护理查房难以真正发挥在促进护理人员护理技能提升、患者护理质量提高方面的作用 [ 5 ] [ 6 ] 。 本次研究数据显示，观察组患者及家属护理满意度显著高于对照组患者(P < 0.05)；观察组责任护士考核成绩得分显著高于对照组责任护士(P < 0.05)；此外，在查房效果的比较上，两组亦存在明显差异，观察组查房准备、查体与沟通等查房效果评价量表指标得分均较对照组更高(P < 0.05)。上述结果表明，主管护师主导的护理查房的模式不仅可显著改善患者及家属满意度、促进医患关系和谐发展；同时还可有效提高责任护士护理技能、改善查房效果和查房水平。 综上所述，管护师主导护理查房模式在护士分层次培训中有着突出的临床应用效果，一方面能够改善护理质量、提高患者及家属护理满意度；另一方面，可不断提高护士护理技能和查房水平，总之，对于护士培训质量的提高、患者护理质量的提升均有着积极的作用，值得临床大力推广和使用。
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user: 摘 要 目的：研究总结腮腺肿瘤切除手术患者围术期内护理干预效果。方法：抽取我院五官科2013年1月~2017年1月收治腮腺肿瘤切除术患者100例，为研究对象。按照患者护理方法选择结果，分为研究组和对照组，对照组进行常规护理，研究组进行临床护理路径。统计两组患者临床观察指标和满意度。结果：研究组患者临床观察指标中手术时间、术后恢复肛门排气时间、术后恢复进餐时间、术后恢复下床活动时间以及住院时间均比对照组显著缩短(P < 0.05)。并发症发生率两组没有差异(P < 0.05)。研究组患者满意度显著高于对照组(P < 0.05)。结论：腮腺肿瘤切除手术患者围术期内采用临床护理路径措施，能够改善患者预后，提高患者满意度。 关键词 :腮腺肿瘤，手术期护理，效果 Copyright © 2017 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 临床护理路径是一种院内护理模式，最早应用于结肠外科，现被广泛应用于外科护理中。临床护理路径主张围手术期将患者作为治疗和护理中心，制定有效护理措施，达到确保治疗效果、促进患者康复的目的 [ 1 ] 。本文研究腮腺肿瘤切除手术患者围术期内护理干预效果，选取我院100例患者进行研究，现将总结结果如下。
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user: 2. 资料和方法 2.1. 基本资料 抽取笔者所在医院口腔科2013年1月~2017年1月收治腮腺肿瘤切除术患者100例，为研究对象。按照患者护理方法选择结果，分为研究组和对照组，每组50例。研究组中男性28例、女性22例，年龄32~76岁，平均年龄(48.4 ± 3.2)岁；对照组中男性26例、女性24例，年龄29~74岁，平均年龄(49.7 ± 3.0)岁。两组患者一般资料无统计学意义(P < 0.05)。 2.2. 方法 对照组进行常规护理，术前指导患者作手术准备，术前12 h禁食、6 h禁水术中遵照医生安排配合手术，术后观察患者病情和生命体征，并及时向临床医生汇报患者情况。研究组进行临床护理路径，主动与患者交流，建立患者对护理人员的信任，为患者讲解手术治疗过程和预后效果、临床护理的必要性和重要性，术前常规禁食、禁水。术中注重保护患者隐私，缓解患者担心情绪。术后根据患者身体状况，尽早拔除导尿管，指导患者形成排尿意识和控制自主排尿。术后患者完全清醒后6 h开始进食流食和少量多次饮水，在24 h内未出现恶心、呕吐、腹胀等症状，即可恢复饮食，并指导患者家属合理搭配膳食。 2.3. 观察指标 [ 2 ] 手术时间、术后恢复进食时间、术后恢复下床活动时间、住院时间、并发症发生率以及患者满意度。 2.4. 统计学处理 本研究是回顾性调查，所得的实验数据采用SPSS22.0软件进行统计学分析，计量数据用均数 ± 标准差( x ¯ ± s)表示并采用t检验；计数数据用百分比(%)表示并采用x 2 检验。P < 0.05表示差异有统计学意义。
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user: 3. 结果 3.1. 临床观察指标 研究组患者临床观察指标中手术时间、术后恢复进餐时间、术后恢复下床活动时间以及住院时间均比对照组显著缩短，数据差异具有统计学意义(P < 0.05)。并发症发生率两组没有差异(P < 0.05)，患者并发症均为术后胃部不适，经护理后都已解决。结果见表1。 3.2. 患者满意度 对照组患者满意度70%，研究组患者满意度92%，研究组患者满意度显著高于对照组，数据差异具有统计学意义(P < 0.05)。结果见表2。
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user: 4. 讨论 临床护理路径是一种围绕患者疾病特点，制定具有针对性、个体化、高水平的护理服务 [ 3 ] 。临床护理路径目的在于通过一系列个体化、标准护理措施，缓解患者负面情绪、了解疾病本身、懂得治疗和护理措施的重要性，从而提高患者依从性，达到临床治疗效果。围手术期采取临床护理路径措施主要注重 Table 1 The Clinical observation index statistic 组别 例数 手术时间(min) 术后恢复进食时间(h) 术后恢复下床活动时间(d) 住院时间(d) 并发症发生率(%) 对照组 50 60.8 ± 12.5 15.7 ± 3.1 1.3 ± 0.2 13.4 ± 1.4 3(6) 研究组 50 45.6 ± 9.7 27.4 ± 1.9 2.5 ± 0.8 8.7 ± 2.3 2(2) 统计值 7.47 7.75 9.27 9.98 1.21 P值 0.00 0.00 0.00 0.00 0.79 表1. 临床观察指标统计 Table 2 The patients satisfaction statistics [n(%) 组别 例数 非常满意 满意 不满意 患者满意度 对照组 50 12(24) 23(46) 15(30) 35(70) 研究组 50 26(52) 20(40) 4(8) 46(92) χ 2 值 9.99 P值 0.00 表2. 患者满意度统计[n(%)] 以下方面，术前主动疏导患者心情，使患者相信手术治疗效果，对治疗充满信心，术中尽可能保护患者隐私，降低手术刺激应激反应，术后指导早期康复运动 [ 4 ] 。 本文对比研究腮腺肿瘤切除术围手术期采取常规护理和临床护理路径的不同效果，发现，研究组患者临床观察指标中手术时间、术后恢复进餐时间、术后恢复下床活动时间以及住院时间均比对照组显著缩短，(P < 0.05)。对照组患者满意度70%，研究组患者满意度92%，研究组患者满意度显著高于对照组，(P < 0.05)。可以认为，腮腺肿瘤切除术围手术期进行临床护理路径措施，是可以有效改善患者预后，缩短患者术后恢复下床活动时间，利于患者术后康复。临床护理路径方案还有效的提高了患者对护理工作满意度，利于患者信任护理人员，积极配合临床护理工作，达到护理效果和目的。 择期全麻手术的术前晚上需要禁食，确保第二天麻醉时不发生胃内残留食物呕吐、返流和误吸。有研究指出，患者术前禁食的同时需要做好心理疏导以及营养支持，禁食后可能发生脱水、低血糖等，使得患者在术中不能保持较好身体状态，不利于手术和术后康复。常规护理认为 [ 5 ] ，术后患者需要保持绝对卧床，且24 h之内不能进食。临床护理路径服务在术后早期指导患者进行少量多次饮水，仅流食，随着患者胃肠蠕动加强直至恢复，全麻手术6小时后即可进食且有医嘱，利于消化道黏膜功能恢复，防止消化道细菌异位定植。临床护理路径中，支持患者早期拔除导尿管，恢复自主排尿意识和能力，缩短下床活动时间。 综上所述，临床护理路径的产生和发展，是医护人员对临床护理的重新思考，将患者作为医疗护理的中心，不仅仅单纯性治疗疾病，还要为患者的心理、预后等多方面考虑。临床护理路径应用于口腔科腮腺肿瘤切除术患者围手术期护理中，能够改善患者手术观察指标，提高患者对治疗和护理依从性及满意度，促进患者术后康复，缩短术后住院时间，减轻患者医疗负担，可以在临床护理中推广应用。
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user: 1. 引言 胃癌患者术后放疗可有效预防癌细胞扩散和复发，但也可同时给正常组织和细胞带来不良影响，发生严重并发症，因此需加强对患者的护理，提高其治疗依从性和生活质量 [ 1 ] [ 2 ] 。本研究分析了预知护理干预在胃癌术后放疗患者中应用效果及价值，报告如下。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 一般资料 将2016年1月~2017年2月120例胃癌术后放疗患者作为对象，依据护理方法差异分对照组、预知组两组，各有60例。预知组男33例，女27例；年龄46~79岁，平均(63.18 ± 2.91)岁。对照组男34例，女26例；年龄45~79岁，平均(63.29 ± 2.35)岁。 两组一般资料具有可比性，差异不显著。 2.2. 方法 对照组采用常规护理干预，预知组则给予预知护理干预。1) 健康教育。对患者说明放疗的意义和必要性，说明放疗作用机制和对抑制癌细胞扩散以及病情复发的作用。说明放疗可一定程度影响正常细胞组织，引起一定并发症，使其做好心理准备，积极参与放疗，配合医护工作，减少并发症发生。2) 心理护理。积极和患者沟通，明确其不良情绪，给予积极疏导。介绍胃癌术后放疗效果良好的患者现身说法，使其树立治疗信心。3) 饮食护理。根据患者情况嘱咐其少食多餐，给予清淡饮食，避免高热量、高蛋白和高维生素食物，避免辛辣刺激食物，禁止吸烟喝酒。嘱咐患者进食后保持站立姿势，避免躺着进食，并适当运动。4) 并发症处理。提前告知患者预防恶心呕吐等胃肠道反应，保持病房清洁，避免不良刺激加重恶心呕吐。对恶心呕吐者及时维持电解质和酸碱平衡，及时补液对血小板减少、血红蛋白减少者及时给予针对性治疗 [ 3 ] [ 4 ] 。 2.3. 观察指标 比较两组放疗依从性(依从、部分依从、不依从)；不良反应发生率；干预前后患者焦虑(SAS)、抑郁情绪状态(SDS)、健康状况、社会功能(满分分别100分，分数越高越好)。 2.4. 统计学处理方法 采用SPSS21.0软件统计数据，计量资料作t检验，用( x ¯ ± s)表示，计数资料作tx 2 检验，用百分率表示，结果以P < 0.05说明有统计学意义。
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user: 3. 结果 3.1. 两组放疗依从性相比较 预知组放疗依从性高于对照组，P < 0.05。如表1。 3.2. 干预前后焦虑、抑郁情绪状态、健康状况、社会功能相比较 干预前两组焦虑、抑郁情绪状态、健康状况、社会功能相近，P < 0.05；干预后预知组焦虑、抑郁情绪状态、健康状况、社会功能优于对照组，P < 0.05。如表2。 3.3. 两组不良反应发生率相比较 预知组不良反应发生率低于对照组，P < 0.05，见表3。 Table 1 The comparison of radiotherapy compliance between two groups [case (%) 组别 例数 依从 部分依从 不依从 依从率 对照组 60 20 28 12 48 (80.00) 预知组 60 45 12 3 57 (95.00) X 2 6.171 P 0.013 表1. 两组放疗依从性相比较[例数(%)] Table 2 The comparison of the anxiety， depression mood， health， social function before and after the intervention between two groups ( x ¯ ± s 组别 例数 时期 SAS评分 SDS评分 健康状况 社会功能 预知组 60 干预前 73.10 ± 4.25 72.42 ± 5.56 56.54 ± 1.56 62.73 ± 2.65 干预后 21.24 ± 0.32 #* 32.01 ± 0.51 #* 91.21 ± 3.51 #* 93.25 ± 4.61 #* 对照组 60 干预前 73.91 ± 4.21 72.18 ± 5.71 55.60 ± 1.71 62.02 ± 1.66 干预后 52.32 ± 0.69 # 53.42 ± 0.25 # 82.92 ± 2.25 # 82.14 ± 5.62 # 表2. 干预前后焦虑、抑郁情绪状态、健康状况、社会功能相比较 ( x ¯ ± s). 注：组内前后比较， # P < 0.05；组间比较， * P < 0.05. Table 3 The comparison of the incidence of adverse reaction between two groups [case (%) 组别 例数 恶心呕吐 血小板减少 血红蛋白减少 发生率 对照组 60 5 6 4 15 (25.00) 预知组 60 1 1 1 3 (5.00) X 2 6.879 P 0.013 表3. 两组不良反应发生率相比较[例数(%)]
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user: 4. 讨论 预知护理干预是提前告知患者不良心理对机体的影响，放疗可能出现的并发症等，提高患者对胃癌放疗知识的认知，避免其期望过高或缺乏信心，使其正确面对疾病，乐观接受治疗，维持生理平衡，减少并发症，确保化疗正常进行 [ 5 ] [ 6 ] 。 本研究中，对照组采用常规护理干预，预知组则给予预知护理干预。结果显示，预知组放疗依从性高于对照组，P < 0.05；预知组不良反应发生率低于对照组，P < 0.05；干预前两组焦虑、抑郁情绪状态、健康状况、社会功能相近，P < 0.05；干预后预知组焦虑、抑郁情绪状态、健康状况、社会功能优于对照组，P < 0.05。 综上所述，预知护理干预在胃癌术后放疗患者中应用效果确切，可提高患者放疗依从性，减少不良反应的发生，减轻患者不良情绪，改善其健康状况和社会功能，值得推广。
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user: 摘 要 目的：探究超声引导下无痛人流的临床疗效。方法：在2016年1月至2017年4月选取所在科室92例无痛人流患者进行分析，采用随机抽签分类法将所有患者分为参照组和研究组，每组实验样本为46例，参照组采用常规无痛人流术治疗，研究组采用超声引导无痛人流术治疗，评估两组患者的手术效果以及术后并发症状发生率。结果：相对于参照组，研究组患者的手术效果更好，术后并发症状发生率更低，P < 0.05。结论：采用超声引导无痛人流术治疗无痛人流患者，患者的手术效果显著，术后并发症状发生率较低，值得临床借鉴。 关键词 :超声引导，无痛人流，临床疗效 Copyright © 2017 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 人工流产手术主要指的是在妊娠14周内采用人工干预的方法终止妊娠的相关手术，作为育龄期女性因避孕失败引发的妊娠时采取补救方法。大部分接受人工流产手术的患者主要为未婚女性，要求终止妊娠的意愿十分的迫切，但对手术不够了解，会产生抑郁、焦虑、恐惧等各种不良的负面情绪，从而影响患者的治疗效果。临床上应用的人工流产的术式呈现多样化，以往的人流手术主要是通过在阴道放药，采用负压原理开展吸宫或钳刮，可在患者口服药物后开展清宫治疗，徒手清宫的治疗方式会给患者带来较多的痛苦 [ 1 ] 。本次研究就超声引导下无痛人流的临床疗效进行分析，总结如下。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 基线资料 在2016年1月至2017年4月选取所在科室92例无痛人流患者进行分析，采用随机抽签分类法将所有患者分为参照组和研究组，每组实验样本为46例。 参照组，患者的最大年龄是42岁，最小年龄是18岁，平均年龄(26.5 ± 8.6)岁。研究组，最大年龄是41岁，最小年龄是19岁，平均年龄为(27.3 ± 9.2)岁。 排除标准：排除具有生殖器官急性炎症的患者；排除具有强烈妊娠反应引发酸中毒的患者；排除麻醉过敏症的患者；排除具有丙泊酚药物禁忌及人工流产禁忌症的患者；排除全身性疾病、急性期病症及不适宜开展手术的患者。 纳入标准：所有患者均是在自愿的情况下签署责任同意书；所有患者均积极的配合治疗。 本组研究中两组患者的基线资料可比，差异不显著，P > 0.05。 2.2. 研究方法 参照组采用常规无痛人流术治疗，嘱咐患者术前6 h禁食，同时可对患者的血压、心率、脉搏氧饱和度、平均动脉压以及呼吸频率开展实时的监测。术前给予患者静脉输注丙泊酚2.0~3.0 mg/kg展开麻醉，同时可根据患者的手术情况酌情静脉注射丙泊酚0.5~1 mg/kg，患者无意识后可开展盲探式手术，确认吸净后利用小刮匙绕宫腔轻刮1周，预防出现漏吸等现象 [ 2 ] 。 研究组采用超声引导无痛人流术治疗，麻醉方式和参照组一致，在开展手术时利用超声探头对患者的宫腔情况、孕囊大小及位置进行监测，负压吸管可在超声探头引导下展开负压吸宫，患者的孕囊消失、子宫内膜线清晰可结束手术 [ 3 ] 。 2.3. 观察指标 2.3.1. 手术效果 手术效果主要包括手术时间和术后出血量。 2.3.2. 术后并发症状发生率 患者的术后并发症状主要包括宫腔残留物和出血时间延长等。 2.4. 统计学处理 采用SPSS25的统计学软件对本次研究的观察指标开展统计，手术效果为计量资料，术后并发症状发生率为计数资料，分别采用( x ¯ ± s)标准差、(n， %)平均数表示，用t、x 2 检验。两组数据差异明显，即P < 0.05。
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user: 3. 结果 3.1. 手术效果比较 研究组患者的手术时间短于参照组，术中出血量少于参照组，P < 0.05，详见表1。 3.2. 术后并发症状发生率比较 对随访两组患者，进行2~6个月随访，均未有失访患者。研究组患者出现并发症状的有2例(宫腔残留物0例，出血时间延长2例)，并发症状发生率为2.08%；参照组患者出现并发症状的有6例(宫腔残留物3例，出血时间延长3例)，并发症状发生率为6.25%，与参照组相比，P < 0.05，x 2 = 6.3462。对于宫腔残留的给予再次清宫后进行复查，患者恢复，出血时间较长患者，给予缩宫素治疗后，症状好转，两组均未出现子宫穿孔、人流综合症患者。
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user: 4. 讨论 人工流产作为目前临床运用较为广泛的终止妊娠方法，主要适用于有意终止妊娠或存在不同程度并发症的孕妇，手术流产或药物流产可作为临床常用的人工流产方式。传统的无痛人流术主要是凭借医生的临床经验，容易出现空吸、漏吸、子宫内膜损伤等并发症，不能够保证患者的手术质量及安全 [ 4 ] 。 本次研究中，采用超声引导无痛人流术治疗无痛人流患者，研究组患者的手术时间短于参照组，术中出血量少于参照组；并发症状发生率2.08%明显低于参照组患者的并发症状发生率6.25%；P < 0.05，究其原因：超声引导可使得医师充分参考阴道探头所呈现的画面，及时了解患者子宫内部的具体情况， Table 1 Surgery effect comparison ( x ¯ ± s 组别 例数 手术时间 (min) 术中出血量 (ml) 研究组 46 4.82 ± 2.26 20.42 ± 3.29 参照组 46 10.62 ± 4.22 34.45 ± 5.26 t -- 5.2682 6.2884 P -- < 0.05 < 0.05 表1. 手术效果比较( x ¯ ± s) 医师将吸头位置直接对准胚胎着床位置，使得胚胎中的组织快速洗出，使得胚胎的寻找速度快，从而缩短了患者的手术时间，减少手术过程中不必要的临床操作，降低术中出血量。同时可动态观察患者宫腔组织中子宫收缩情况和具体过程，使得患者的手术进程中可清晰观察到吸头、探针以及刮匙与子宫壁之间的关系，相关的活动的具体位置，最大程度上避免患者出现子宫穿孔的现象，清楚掌握患者的子宫内胚胎组织的清理情况，避免传统人工流产术中出现的并发症状 [ 5 ] 。 结合上述研究，采用超声引导无痛人流术治疗无痛人流患者，患者的手术效果显著，术后并发症状发生率较低，值得临床进一步的学习与借鉴。
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user: 摘 要 论述了利用激光雷达测量信息解算无人机机头方向与环绕目标中心方向角度差即转差角和无人机与环绕目标间距离的方法。通过EKF融合陀螺仪、加速度计和磁力计数据用于无人机的姿态解算，采用具有角速率内环和角度外环的双环PD控制器进行无人机的姿态控制。将由激光雷达信息解算出的转差角反馈到转向控制PID控制器，控制器的输出量接入偏航角控制器用于机头锁定目标。将目标距离反馈到定距控制PID控制器，控制器的输出量接入俯仰角控制器用于维持无人机与环绕目标间的距离。两控制器相结合控制无人机环绕目标飞行。搭建了四旋翼无人机实验平台，通过柱状物体环绕实验验证了利用激光雷达解算数据控制四旋翼环绕目标飞行的可行性。 关键词 :桥梁检测，激光雷达，环绕飞行 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 桥梁作为道路的重要组成部分，是交通工程中的关键性枢纽，在交通运输中起着非常重要的作用。在桥梁建成投入使用后，随着时间的积累，桥梁的路面和桥梁支座出现老化或破损现象，一些桥梁常年带病运营，潜伏着巨大的安全隐患。过早的改造这些桥梁会造成很大的经济负担，因此有必要采用有效的桥梁检测手段监控桥梁的运行状态 [ 1 ] 。常用的检测手段有人工望远镜、桥检车、登高车和无人机等 [ 2 ] 。无人机桥梁检测系统具有使用成本低，安全风险小，定点悬停观测等优点，然而对无人机操控者的操控技术有较高要求。桥梁支座是桥梁易坏部位，是桥梁检测的重点检查对象，人为控制无人机环绕桥墩检查桥梁支座健康状态对无人机操控者操控技术要求较高，采用自动环绕桥墩飞行技术可大幅降低无人机操控难度，同时提高桥梁检测效率。 环绕飞行的实现需要借助于目标跟踪技术的使用，环绕目标即为被跟踪目标，无人机作为跟踪者。目标跟踪有两个大的问题需要解决，一个是目标是什么，另一个是目标在哪里 [ 3 ] 。目标识别是指将一个特殊的目标从其他目标中识别出来的过程，要识别出特殊目标就要确定该目标有别于其他目标的特征，可以将目标的大小、形状、重量等参数作为目标特征。文 [ 4 ] 提出在红外图像中采用顶帽变换和均值滤波提高目标的可见性，采用两层阈值法更精确地计算目标尺寸和利用后处理方法提取小目标。文 [ 5 ] 通过对运动物体的角点分析和形状特征提取，实现对运动目标的检测并采用并行卡尔曼滤波器对视频中的动态目标进行跟踪。确定目标在哪里有两种方式，一种是可时刻确定目标和跟随者的位置，不断调节跟随者的位置实现对目标的跟踪。如通过GPS定位，确定无人机的位置，通过规划无人机运动的航点，实现对目标的环绕控制。另一种是可时刻确定目标与跟随者之间的距离及目标处于跟踪者的方位，通过维持跟随者和目标之间的距离实现对目标的跟踪。跟随者和目标之间相对距离的测量有多种方式，如基于声波传输的超声波测距，基于光传输的激光测距仪、激光雷达，基于三角测距原理的双目视觉技术等 [ 6 ] 。其中激光雷达和双目视觉可以确定目的方位，适合用于环绕飞行控制。
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user: 2. 无人机姿态控制 2.1. 坐标系及坐标变换矩阵 为正确解算无人机姿态信息，本文使用的坐标系如下： 载体坐标系(b系)：坐标系原点位于无人机重心，为右手笛卡尔坐标系，z轴指向天，其x轴正向指向机头方向，y轴正向与x轴垂直指向机体左侧。 水平坐标系(h系)：坐标系原点位于无人机重心，为右手笛卡尔坐标系，z轴指向天，x轴和y轴正交位于水平面内。 地理坐标系(n系)：坐标系原点位于无人机重心，为右手笛卡尔坐标系，z轴指向天，其x轴指向东向，y轴指向北向。 采用欧拉角变换的方法将地理坐标系变换为载体坐标系，变换过程为首先绕 z n 轴逆时针转动 γ 将n系变为h系，然后绕 x h 轴逆时针旋转 α ，将h系变为I系，最后绕 y I 轴逆时针旋转 θ 将I系变为b系 [ 7 ] [ 8 ] 。其中 α 为横滚角， θ 为俯仰角， γ 为偏航角，地理坐标系到载体坐标系变换示意图如图1所示。 载体坐标系到水平坐标系姿态变换矩阵为： C b h = ( C h b ) T = ( C I b C h I ) T = [ cos θ sin α sin θ cos α sin θ 0 cos α − sin α − sin θ cos θ sin α cos α cos θ ] (1) 载体坐标系到地理坐标系的姿态变换矩阵为： C b n = ( C n b ) T = ( C I b C h I C n h ) T = [ c θ c γ s α s θ c γ − c α s γ s α s γ + c α s θ c γ c θ s γ c α c γ + s α s θ s γ c α s θ s γ − s α c γ − s θ s α c θ c α c θ ] (2) 上式中s代表sin，c代表cos。 图1. 坐标系变换示意图 2.2. 无人机姿态解算 四旋翼无人机依靠四个桨的转动产生载体坐标系中z轴方向的升力，通过改变无人机的姿态即可改变升力的方向，从而控制四旋翼运动，因此四旋翼的姿态是其运动控制的关键因素。常用于无人机姿态测量的传感器是陀螺仪和加速度计，通过陀螺仪测量的角速率进行二次积分获得姿态角或在假设无人机运动加速度为零的情况下通过重力加速度的分解来计算姿态角。由于传感器测量误差，积分会有误差累积，无人机的加速运动会对姿态角测量产生影响等因素，采用EKF滤波融合二者数据可以获得更准确的姿态角。 多旋翼无人机姿态解算系统为非线性系统，其离散时间状态空间模型为： { X k = f ( X k − 1 ) + W k Y k = H * X k + V k (3) 式中 X = [ α   θ   γ ] T 为无人机的姿态矩阵，Y为观测量，H为三阶单位矩阵，W和V分别为系统状态方程和观测方程的噪声向量。 f ( X k − 1 ) = [ α k − 1 + r x * T + ( r y * sin α + r z * cos α ) * T * sin θ cos θ θ k − 1 + r y * cos α * T − r z * sin α * T γ k − 1 + r y * sin α * T cos θ + r z * cos α * T cos θ ] (4) 上式中rx、ry和rz分别为载体坐标系下陀螺仪测量到的角速率，T为EKF解算周期。 扩展KALMAN滤波的迭代方程为 [ 9 ] [ 10 ] ： { X k / k − 1 = f ( X k − 1 ) P k / k − 1 = F I * P k / k − 1 * F I T + Q K k = P k / k − 1 * H T * ( H * P k / k − 1 * H T + R ) − 1 X k = X k / k − 1 + K k * ( Z k − H * X k / k − 1 ) P k = P k / k − 1 − K k * H * P k / k − 1 (5) Q是系统噪声误差阵，R是观测噪声误差阵，K为EKF滤波增益观测量Z = [accRollaccPitcompYaw]，accRoll和accPit为由加速度计数据解算的横滚角和俯仰角，compYaw为由磁力计数据解算的航向角， f ( X k − 1 ) 为系统状态方程，FI为系统状态方程系数泰勒级数的一阶近似。 F I = [ 1 + ( r y * s α − r z * s α ) * s q * T c θ r z * s α * T c θ * c θ 0 − r y * s α * T − r z * c α * T 1 0 ( r y * c α - r z * s α ) * T c θ ( r y * s α + r z * c α ) * s θ * T c θ * c θ 1 ] 上式中s代表sin，c代表cos。 在忽略无人机的加速运动的情况下，无人机在地理坐标系下的加速度为 a n = [ 0   0   g ] T ，g为重力加速度，无人机在载体坐标系下的加速度为 a b = [ a x   a y   a z ] T ，则 a b = C n b a n sin ( α ) 。 可以确定： { a c c P i t = arcsin ( − a x g ) a c c R o l l = arctan ( a y a z ) (6) 无人机在地理坐标系下磁感应强度为 m n = [ m n x   m n y   m n z ] T ，无人机在载体坐标系下磁感应强度为 m b = [ m x   m y   m z ] T ， m n 和 m b 的关系为 m n = C b n m b (7) 由上式可以得出 c o m p Y a w = arctan ( m y cos α − m z cos α m x cos θ + m y sin θ sin α + m z sin θ cos α ) (8) 2.3. 无人机姿态控制 采用具有角速率内环和姿态角外环的双环PD控制器，控制无人机的横滚角 α 和俯仰角 θ 。采用角速率PD控制器控制无人机的偏航角速率，控制频率为100 Hz，姿态角控制器框图如图2所示。