- 当期目录
- 优先出版
- 最新录用
- 下载排行 过刊浏览
-
2017,36(7):9-13, DOI:
Abstract:
承印物输送是数码喷墨印花机的主要组成部分，为了提高数码喷墨印花机的稳定运行，对承印物运动控制系统进行MATLAB/Simulink仿真。首先阐述了印花机承印物运动控制系统的基本原理，对伺服电机和步进电机的特点做出了对比分析；然后介绍了永磁同步电机伺服控制原理；最后对数码喷墨印花承印物运动控制系统进行了建模并对永磁同步电机驱动采用SVPWM控制系统运行进行了仿真分析，从而实现了承印物运动系统速度响应快、转速、转矩控制性能好。实验结果表明，该方法在一定程度上提高了数码喷墨印花承印物运动伺服系统印花的精度和稳定性。
-
2017,36(7):14-17, DOI:
Abstract:
针对变压器因绕组变形而产生故障问题，分析了现有短路阻抗法和频响法检测绕组变形手段的特点和不足，研究了扫频短路阻抗法的基本原理和测试接线方式，在模型变压器上进行了绕组层间短路、绕组匝间短路等不同情况的试验测试，初步验证了该方法的有效性。以某220 kV变压器为测试对象，采用扫频短路阻抗法进行了变电站现场测试工作。该方法测试结果能够提供更多的测量参量，为绕组变形的研判提供了更多的参考依据，是一种很有价值的变压器绕组变形测试方法。
-
2017,36(7):18-22, DOI:
Abstract:
对心电信号进行数字滤波时，因其幅频特性和过渡带的影响很容易造成心电波形失真,为了使原始含噪心电信号与降噪后的心电信号具有同等光滑性和最小方差估计特性，去噪连续性效果更好，分析研究了几种常用的去噪算法，并分别采用MIT BIH数据库中的数据及实测心电数据进行仿真分析，仿真结果表明采用小波阈值去噪算法可以更好的对心电信号进行去噪处理，得到清晰不失真的原始心电信号，信噪比(SNR)达到30以上，均方误差（MSE）在0.1以下，设计方法简单、计算量小，具有很好的应用前景和广泛地使用价值。
-
2017,36(7):23-26, DOI:
Abstract:
针对目标导向矢量与波束指向失配导致自适应波束形成输出信干噪比下降问题，研究了一种基于导向矢量失配估计的鲁棒波束域自适应波束形成算法。该算法首先在信号与噪声子空间内，基于阵列主瓣宽度自适应迭代估计待检测目标导向矢量的失配误差，进而基于目标估计导向矢量计算波束域ADBF权值。仿真实验表明，算法在较低信干噪比条件下即能准确估计目标真实导向矢量，进而避免ADBF由于导向矢量失配引起的输出信干噪比损失。鲁棒波束域ADBF算法收敛速度快，易于工程实施。
-
2017,36(7):27-30, DOI:
Abstract:
随着船载双通道雷达天线频率的不断提高，天线角度标校所需要的远场距离条件越来越无法满足。通过对双通道雷达天线自跟踪系统的深入分析，给出了交叉耦合产生的机理，并以此为基础阐述了近场效应对校相和角度标校的影响。给出了当前解决近场效应的4类常用的应对方法，经实际工程验证和对比分析，在近场距离条件下，近场阵列天线法是解决雷达天线角度标校最适宜的方法。最后，以X频段天线为例进行了实际测试，结果证明该方法操作简便、数据稳定可用,并已在多次卫星测控任务中得到了验证。
-
2017,36(7):31-33, DOI:
Abstract:
针对雷达制导射频半实物仿真试验系统目标回波模拟逼真度问题，分析了传统做法中未考虑雷达天线方向图的目标回波模拟方法的弊端。采取利用雷达天线方向图调制目标回波功率的方法，对仿真试验系统的回波功率控制算法进行改进，实现了更为真实的目标回波功率变化模拟。仿真结果证明，该方法有效解决了末制导雷达半实物仿真试验过程中，特别是在多目标的环境下频繁出现的副瓣跟踪问题，大大提高了射频半实物仿真系统仿真结果的可信度。
-
2017,36(7):34-37, DOI:
Abstract:
根据圆柱螺纹量规在工业生产中测量的需求，实验验证了三坐标测量机测量圆柱螺纹量规中径测量系统的可行性。首先对圆柱螺纹量规的中径进行了实际测量，其测量结果与螺纹测量仪和卧式测长机两种方法的测量结果进行比对实验，比对结果证明三坐标测量机测量螺纹量规中径的测量结果达到预定的技术要求，得出结论三坐标测量机的测量系统适用于圆柱螺纹量规的中径测量。
-
2017,36(7):38-42, DOI:
Abstract:
为了克服传统串级调速功率因数低及能量损耗大等固有缺点，提出了一种基于逆系统解耦附加变结构控制的电流型PWM串级调速系统。为增强系统的鲁棒性，PWM逆变器选用逆系统解耦附加变结构控制策略，并对该控制策略进行详细推导，加之斩波电路选用转速电流双闭环PI控制，最终获得了系统的控制图。最后利用MATLAB对该控制策略的有效性进行了仿真验证。仿真结果证实系统不仅具有良好动态特性，而且提高了功率因数，减少了谐波，节约了能源。
-
2017,36(7):43-47, DOI:
Abstract:
方位多通道SAR系统能够克服最小天线面积的限制，从而满足了高分辨率和宽测绘带的性能要求，是星载SAR研究的热点。对于方位多通道SAR系统，通道间的幅相误差对系统成像性能有很大影响，必须对其进行标定。针对幅相误差具有空变性和估计精度易受噪声影响的特点，利用子空间投影算法，提出了一种基于地面发射机的定标方法，通过合理的地面发射机布设策略，解决幅相误差空变特性估计的问题，通过地面发射机容易实现高信噪比的特点，抑制噪声对估计精度的影响。最后通过仿真实验，对提出方法的有效性和精度进行了仿真验证，实验表明，该方法可以通过布设少量地面接收机即可解决幅相误差估计中空变特性和噪声影响的问题，同时还降低了算法的运算量，在仿真中达到了良好的估计精度，实现了成像的校正。
-
2017,36(7):48-51, DOI:
Abstract:
地震动信号检测识别在边防预警、军事战争、石油管道监护、安全监控等领域有广泛应用，对此，设计了地震动信号检测识别系统。系统主要有以下4部分：地震检波器检测震动信号；STM32处理器进行A/D转换、识别算法的实现；GPS北斗定位模块实现目标的定位；无线传输模块进行数据无线传输。通过大量实验验证，该系统使用方便、性能可靠，能够准确识别人员和车辆目标。
-
2017,36(7):52-54, DOI:
Abstract:
汽车动态称重系统的算法研究是动态称重系统研究中的难点。为了提高动态称重系统的测量精度，对传感器在车辆非停车状态下所得短历程信号进行分析，利用巴特沃斯低通滤波器滤除噪声信号中的高频分量后；采用Levenberg Marquardt优化算法进行最小二乘法拟合，有效的抑制了低频周期随机干扰，实现了载荷的分离；通过载荷分离计算出车辆重量。实验表明，该算法能够提高动态称重系统的测量精度。
-
2017,36(7):55-57, DOI:
Abstract:
为实时无线监测人体心率，提出了一套基于低功耗蓝牙技术的无线心率计设计方案。该心率计主要由主控芯片CC2541芯片通过IIC接口连接传感器Max30100，控制采集并读取人体腕部脉搏波数据；CC2541作为一款支持低功耗蓝牙协议的单片机芯片，能将脉搏波数据传送至蓝牙主机设备。提出了一种改进的R波检测方法,该方法通过加入对心率基频及其谐频的分析，有效减少R波误判。多次实测表明，该心率计可稳定实现心率测量与无线传输，具有功耗低、精度高、快速测量、实时监测等特点。
-
2017,36(7):58-61, DOI:
Abstract:
针对井下复杂的特殊环境以及对外网络的封闭性，基于Zigbee技术及Ethernet技术设计了矿井控制监控系统。通过GIS方式利用AutoCad对虚拟地图的转换，实现了对井下虚拟地图信息实时显示与连接操作。最后该系统通过网页虚拟地图方式能在PC上加以显示而且能够实现地图的连接操作，从而实现远程的监控功能。
-
2017,36(7):62-67, DOI:
Abstract:
核相关滤波算法在目标旋转、部分遮挡等情况下具有很强的鲁棒性，但是其在实际工程上无法满足实时性跟踪的要求。借助DSP嵌入式平台，提出一种实时目标跟踪系统实现方案。首先，基于TMS32C6678处理器的硬件平台，对二维快速傅里叶变换(FFT2D)进行算法优化；其次，对KCF算法进行C语言级代码优化，包括循环展开、使用内联函数、使用关键字const等。实测结果表明，对640×480像素的图像，跟踪目标为32×64像素时，波门大小为64×128。在满足跟踪效果的同时，其跟踪速度最高达到25 ms/帧，符合实时性要求。
-
2017,36(7):68-70, DOI:
Abstract:
在暗室中，搭建雷达导引头抗干扰性能测试所需的复杂电磁环境具有一定难度，其中目标雷达发射信号的产生尤其困难；对此提出了一种具有天线扫描特性的雷达发射信号产生算法。首先，分析了雷达天线方向图类型和天线扫描方式，并建立了对应数学模型；其次，将建立的数学模型与雷达方程结合，提出了雷达发射信号功率计算法；最后，以该算法为基础开发雷达信号模拟软件，并借助于矢量信号发生器生成具有天线扫描特性的雷达发射信号。测试结果表明，该算法产生的雷达信号具有天线扫描的特性，为暗室环境下导引头抗干扰性能的测试提供了信号保障。
-
2017,36(7):71-76, DOI:
Abstract:
随着无人机技术的迅速发展，利用无人机代替人工进行电力线巡线是行业内发展的新趋势。尽管无人机电力巡线相对于人工巡检效率更高，更加安全，但无人机巡检仍然面临一些问题，无人机的避障技术亟待完善，在巡检过程中无人机会出现与周边障碍物相撞的情况，尤其是细小的电线对无人机安全造成巨大的威胁。这些线状物往往目标不明显，雷达，超声波等技术得到的回波较少，造成避障困难。基于双目视觉系统的无人机避障技术在无人机避障领域得到了广泛的研究和关注。针对双目视觉实时无人机电力巡检避障应用，提出了基于TCensus（形态学Tophat变换和MiniCensus）变换的匹配代价测量方法来对原始图像中的弱目标进行增强，同时采用基于十字结构的支持区域来提高匹配的准确度。实验证明，本文设计的双目视觉系统可以有效检测无人机到电力线之间的距离，检测误差达到5%，提出的TCensus立体匹配算法与其它方法相比除了能够获得同样准确的背景深度图之外，还能对电线区域具有更精细的成像效果。
-
2017,36(7):77-81, DOI:
Abstract:
基于数字信号采集处理以及数字示波器存储显示原理，提出了一种简易逻辑分析仪制作方案。该系统主要由C8051F020与FPGA最小系统模块、ADC采集模块、信号衰减模块及TFT触摸显示模块组成。该设计采用单级、三级触发方式判断，可同时对8路信号进行采集、触发、存储及显示。经实验验证，该系统具有较高的测试速率、能实现多通道输入、可进行多级触发等优点。
-
2017,36(7):82-85, DOI:
Abstract:
主要对FSAE赛车发动机进气系统的结构进行分析，从而在满足大赛规则的前提下设计出符合FSAE赛车高速、稳定性能要求的发动机进气系统，即在赛车发动机进气系统中安装稳压腔。首先对本校车队大赛用车选定的发动机进气系统的结构参数进行设计，再利用CATIA软件实现参数化建模，建立两种进气系统的3D模型（安装稳压腔和不安装稳压腔结构），并将其分别导入到ANSYS 软件中进行流体分析。通过比较分析证明带稳压腔的进气系统在进气速度的均匀性与进气压力稳定性上较传统未安装稳压腔的结构均具有一定的优势。
-
2017,36(7):86-89, DOI:
Abstract:
详细介绍了具有较强拓展性的振动测试数据采集分析的软件平台设计。该软件平台主要通过基于多任务操作的软件架构、活动窗口设计、预留API接口以及硬件通用性设计等方面的设计，保证了软件平台强大的拓展性，从而实现软件平台的通用。基于该平台设计的高层次振动数据分析软件，如模态参数识别和动载荷识别软件，利用该平台已有的功能和软件架构，可以方便地进行二次开发，拓展软件功能，实现更复杂振动数据分析处理，减少重复劳动，加快软件开发进程。设计完成后，通过试验对比和软件开发案例，验证了软件的可行性和可用性。
-
2017,36(7):90-94, DOI:
Abstract:
CH395是一款集成TCP/IP协议栈的国产以太网控制器芯片,为给普通单片机扩展基于CH395的以太网通信功能,提供实测数据传输速率参考。以单片机C8051F340外扩CH395为例，给出了一种简单易行的CH395网络通信速率测试方案。该方案在硬件上选用C8051F340片上外设中占用硬件资源较少且速率较快的SPI接口与CH395互连实现网络数据交互。在软件上单片机C8051F340直接通过命令调用CH395自带的库函数并采用CH395内置的TCP/IP协议栈把单片机配置成服务器，用LabVIEW上位机做的客户端与其进行数据通信。通过一种测试方案两种测试方法并经过多次数据通信实验，在SPI单收和单发模式下不丢失数据的情况下网络通信平均速率可以稳定达到200 KB/s。
-
2017,36(7):95-97, DOI:
Abstract:
论述了纤维卷尺的历史溯源和量值溯源。依据JJG5 2001《纤维卷尺、测绳检定规程》，详细论述了纤维卷尺的不确定度评定的步骤与方法，按照校准方法，数学模型，方差和传播系数，标准不确定度，合成不确定度以及扩展不确定度计算的顺序编写。并将其扩展不确定度与规程规定的最大允许误差作比较，得出此测量方法可行的结论。并提出了高精度玻璃纤维卷尺的发展方向。
-
2017,36(7):98-102, DOI:
Abstract:
采用STC15F2K60S2单片机控制具有I2C总线结构的PCF8591数模转换器，产生正弦波、方波和三角波3种信号波形，通过按键K1切换波形，K2实现频率的增大，K3调节频率的减小，最终输出幅值为5 V可调频率的所需波形，并在液晶显示不同波形的波形名称和频率。同时，用Proteus软件对波形发生器进行仿真模拟，实验结果表明，仿真与实际制作电路的结果基本一致。该波形发生器操作方便，运行稳定可靠，输出波形可以满足教学和电子测量的要求。
-
2017,36(7):103-106, DOI:
Abstract:
设计一种以STC89C51单片机为控制核心，具备避障、循迹和遥控功能的智能小车。使用光电开关检测障碍，通过控制电机转向来进行壁障；使用红外传感器寻找线路，控制智能小车自行循迹；使用红外遥控器实现前进、后退、向右、向左、停止和发动功能。小车由底盘、传感器和车载电路组成，车载电路包括电源、单片机最小系统和驱动。系统采用了模块化设计方法，结构简单，可靠性高。
-
2017,36(7):107-109, DOI:
Abstract:
随着生产技术的飞速发展和市场竞争的日益激烈，为了保证产品的低成本和高质量，在线实时检定技术在生产生活中得到了广泛的应用。简要介绍了离线检定的局限性和在线检定的必要性。介绍了几种用于支持在线检定的技术手段：传感器技术、高速摄像技术、激光多普勒技术以及电荷耦合器（CCD）技术，并用接触式在线检定计米器和非接触式在线检定计米器的应用举例。最后提出了作为检定机构要与时俱进，用在线检定支持新型生产模式的努力方向。
-
2017,36(7):110-113, DOI:
Abstract:
如何实现非同轴微波器件S参数的精确测量一直是业界的技术难题，制作、使用微波夹具是实现其网络参数直接测量的主要途径之一。文章介绍了传统夹具测试方法，重点论述了运用TRL校准技术进行夹具测量的解决方案，并给出夹具TRL校准件设计方法和注意事项。通过具体夹具校准件的设计和测量试验完成了设计验证，该技术方案能够很好地去除夹具误差、显著提高测试精度， 并具有较强的可操作性。
-
2017,36(7):114-114, DOI:
Abstract:
-
2017,36(7):114-115, DOI:
Abstract:
-
2017,36(7):115-115, DOI:
Abstract:
-
2017,36(7):115-115, DOI:
Abstract:
-
2017,36(7):116-116, DOI:
Abstract:
-
2017,36(7):116-116, DOI:
Abstract:
2017年第36卷第7期
理论与方法
研究与开发
应用天地
业界动态
2017年第36卷第7期
-
改进YOLOv5s的交通多目标检测方法
Abstract:
为了提高交通目标检测的精度和效率，本文提出一种改进YOLOv5s的交通场景多目标检测方法，在YOLOv5s的主干网络中引入高效的层聚合网络结构来提高模型学习目标特征的能力，引入了通道注意力和空间注意力结合的CBAM注意力机制，进一步提高网络模型的特征提取能力，通过采用α-IoU作为边界框回归损失函数，提高了边界框回归精度。实验结果表明，本文提出改进的目标检测模型相较于YOLOv5s原模型在检测精度上提升了2.4%，模型参数量和模型大小分别降低了20.9%和19.1%。实现了在不同时间段准确且高效的检测交通场景的多种目标，保证了实时检测的应用需求。
- 1
-
基于知识图谱的运动强度评估算法研究
Abstract:
在运动中确定与掌握运动强度十分重要，适宜的运动强度能有效提高身体机能；强度过大会使身体机能衰退，甚至危机生命安全。本文针对传统运动强度评估方法评估指标少、精度低的问题，提出了一种基于知识图谱的运动强度评估方法。首先，通过BERT-CRF提取运动强度评估指征，在Neo4j数据库中建立了运动强度评估的知识图谱；其次，在RecGNNs知识推理的基础上，实现了针对不同年龄群体运动强度的个性化精准评估；最后，构建了运动强度评估系统。实验结果表明，基于知识图谱的运动强度评估系统运行稳定、可靠，个性化评估的准确率可达到85.7%。
- 1
-
基于FEEMD算法对小样本电磁信号的识别与分类
Abstract:
针对当前小样本条件下电磁信号识别算法在不同信噪比下识别准确率较低的问题，提出了一种FEEMD（Fuzzy Entropy Empirical Mode Decomposition）算法进行电磁信号特征提取，提取表征明显的数据展开短时傅里叶变换，然后选用Transformer模型分类识别各制式信号。该算法采用8种不同制式的通信信号分别在-10dB、-5dB、0dB、5dB、10dB这5种信噪比下的识别准确率，确定了该网络的最优超参数。仿真结果表明:在五种信噪比下，2FSK、AM、ASK、SSB这四种调制信号识别率均超过90%，QAM16、QPSK和OFDM的准确率由30%-40%之间提升到了70%以上，由此表明了该算法的有效性和可实施性。
- 1
-
基于改进RetinaNet的白酒瓶盖缺陷检测方法
Abstract:
针对瓶装白酒包装质检存在的检测准确度低,小目标重合度高导致误检漏检的情况,提出一种基于RetinaNet的目标检测优化算法,主要使用白酒瓶盖瑕疵数据集进行检测。本方法将网络backbone替换为Swin Transformer,其包含的窗口注意力机制运算有效提升瓶盖瑕疵检测精度同时降低复杂度节省了计算量。在neck阶段使用神经架构搜索FPN代替FPN,利用自动架构搜索选出最佳特征融合层,为后续检测提供更高质量的模型,最后采用soft-nms降低检测框置信度保留一定真实框,有效的防止瓶盖瑕疵过近或重叠造成漏检。实验证明,本文改进算法能够精准的识别出各类瓶盖瑕疵,检测精度在白酒瓶盖瑕疵数据集达到了93.53%,相较于原网络提升了8.02%。
- 1
-
基于改进YOLOv4算法的电力巡检图像缺陷检测与识别
Abstract:
针对无人机在电力巡检过程中对电力设备缺陷检测准确性低、实时性差等问题，本文提出了一种基于MobileNetv2_YOLOv4绝缘子缺陷检测算法。本文从互联网上搜集了大量的绝缘子及缺陷数据集。我们使用MobileNet-v2替换了原模型的主干网络CSPDarknet53，在保证模型检测精度的同时，提高了检测速度，以适应无人机航拍图像中不同尺度的图像。其次，在主干网络中引入SKNet注意力机制来增强特征提取能力，提高小目标的检测精度，并增加了ASPP来提升模型的感受野。最后，在数据集InDataset进行模型的训练和验证。与改进前相比，MobileNetv2_YOLOv4的mAP提高了2.15%，并且与YOLOv4原模型相比，模型大小减小了164MB，平均检测速度为58.2帧/秒，与其他模型相比该模型提高了检测精度和推理速度，具有较好的实时性与鲁棒性。
- 1
-
含混合储能直流微电网混合势函数建模及稳定性分析
Abstract:
针对含恒功率负荷的混合储能直流微电网大扰动稳定性问题,在推导混合储能(hybrid energy storage system, HESS)脉宽调制开关网络等效模型基础上,提出了一种基于混合势函数理论的含HESS直流微电网稳定性判据及分析方法。首先,计及HESS充放电特性,将含HESS直流微电网系统的工作状态划分为buck和boost工作模式；接着,分别建立上述两种工作模式下基于脉宽调制开关网络等效模型的直流微电网系统混合势函数模型；最后,应用混合势函数理论第3稳定性定理,分别推导得到buck和boost工作模式下的直流微电网大扰动稳定性判据。该判据给出了各变换器控制参数的稳定运行限制条件。仿真验证了所提稳定性分析方法的准确性以及混合势函数判据的有效性。
- 1
-
单聚合YOLO航拍小目标检测算法
Abstract:
使用无人机采集的航拍图中存在背景复杂、目标密集、目标重叠等诸多问题,这都对现有的目标检测网络提出了挑战。以YOLOv5为基础进行改进,修改原有的BackBone网络,嵌入改进后的OSA模块,解决因为网络深度造成的梯度衰减问题；针对原网络结构对小目标的定位不准确,获得的信息不充分问题,增加一个160x160的小目标检测层应对小目标难以检测问题,同时修改特征融合网络丰富语义信息；最后改进原有的损失函数CIOU,长宽不再是一个统一的整体计算损失,而是分开优化,提高预测方框的准确度。本文算法在VisDrone2019无人机航拍数据集上实验结果显示,mAP与原算法相比提升了5.2%,检测帧率达到了45,训练模型大小为18.9Mb。
- 1
-
基于改进YLVOv5s的X射线图像粘接缺陷实时检测
Abstract:
为了兼顾火箭弹非金属粘贴结构缺陷的检测速度和准确率,提出一种基于改进YOLOv5s的x射线图像火箭弹缺陷检测算法。该算法在YOLOv5s的基础上使用深度分离卷积重新设计特征提取网络中Bottleneck 结构,以此改进C3模块,通过减少模型参数数量,提高运行速度。然后分别在特征提取网络的Focus 结构后和Neck层的卷积和上采样之前加入CBAM模块,用来提高模型对有效特征提取,使模型更加关注小目标,力图保持运行速度的同时提高检测精度。实验结果表明,该算法在自制的火箭弹粘贴缺陷数据集上测试的mAP达到86.40%,比原始模型提高6.44%,FPS为32帧/秒；相比SSD、YOLOX-Tiny网络模型,该模型在检测速度和检测精度上有着出色的综合表现,能够针对火箭弹非金属粘接结构缺陷进行高效的检测。
- 1
-
基于改进YOLOv5的密集场景行人检测方法研究
高强, 唐福兴, 李栋, 吉月辉, 刘俊杰, 史涛, 苏艳杰
Abstract:
当前的研究中密集场景行人检测精度较低，为提高检测精度，本文提出一种基于YOLOv5网络的改进方法V-YOLO，采用加权融合金字塔网络BiFPN（ Bi-directional Feature Pyramid Network）改进原始网络中的路径聚合网络PANet（Path Aggregation Network），加强多尺度特征的融合能力，提高对行人目标的检测能力。为了保留更多的特征信息，提高主干网络的特征提取能力，添加残差结构VBlock；引入SKNet（Select Kernel Networks）注意力机制，动态融合不同感受野的特征图，提高对不同行人特征的利用率。本文使用CrowdHuman数据集进行训练和测试，实验结果表明，所提出算法比原始网络的精确度、召回率和平均精度值分别提高1.8%、2.3%和2.6%，验证了所提出算法能有效的提高密集场景下行人目标检测的准确率。
- 1
-
基于YOLOv5的草莓轻量化网络检测模型
Abstract:
随着现代农业技术的发展，草莓生产和采摘的自动化是一个必然的趋势，而草莓目标检测是实现采摘自动化的关键环节。本文基于YOLOv5目标检测算法，采用ShuffleNet轻量级网络结构替代原模型的特征提取网络，并在骨干网络提取的特征图后加入SE通道方向的注意力机制，结合EIoU和Alpha-IoU损失函数，设计了一个α-EIoU损失函数，给定参数α的值为3，统一指数化IoU损失函数，据此获得更准确的边界框回归和目标检测。本文的改进模型在草莓小目标数据集上平均检测精度均值达到了97.6%，其中成熟草莓的准确率为99.4%，与YOLOv3、YOLOv4和YOLOv5相比，mAP分别提高了5.4%、2.9%和1.1%，该模型识别图像每秒传输帧数为125 FPS，比原YOLOv5模型提升了38 FPS，该实验模型更适应于移动端部署，为草莓采摘识别的自动化提供了一些理论基础。
- 1
-
基于引导滤波图像分层的红外烟尘图像增强
Abstract:
为解决烟尘环境对红外图像增强处理的干扰，突出目标的轮廓细节，提出一种基于引导滤波图像分层的红外烟尘图像增强方法。首先利用引导滤波将图像拆分为基础层与细节层，对细节层使用分数阶微分掩模作增强处理；然后基于红外烟尘图像的特点设计了二次分层方法，利用各项异性扩散将基础层分为原始层与轮廓层；之后对原始层进行自适应直方图均衡化，对轮廓层进行增益放大并与细节层合并；最后利用平均亮度设置权值函数，将两层图像进行加权融合得到增强图像。实验结果表明，相较于其他增强算法，本文方法能够更有效的提高烟尘干扰下红外图像的清晰度，突出其细节纹理特征，增强后3组图像的平均梯度和信息熵平均值为7.7211及5.8114，相较于原始图像提升1.0119及3.1778。
- 1
-
基于改进DTCWT和引导滤波的低剂量CT图像降噪
Abstract:
针对低剂量CT图像噪点较多和空间分辨率低的问题，提出了一种基于改进双树复小波变换(DTCWT)和引导滤波的低剂量CT图像降噪方法。首先使用DTCWT对低剂量CT图像进行多尺度分解，对高频子带系数使用拟合优度检验框架进行去噪，对低频子带使用三边滤波进行降噪，逆DTCWT重构得到初始去噪图像；然后使用降噪并插值的低频子带图像作为导向图像对CT图像进行引导滤波；接着结合初始去噪图像和引导滤波的去噪结果生成细节残存图像；最后用BM3D阈值算法对细节残存图像进行二次去噪，叠加两次去噪结果得到最终去噪图像。实验结果表明，该方法优于其他传统图像去噪算法，在抑制噪声的同时，良好地保留了图像的边缘轮廓和纹理特征，对低剂量CT图像有着显著的去噪效果。
- 1
-
视觉感知和步态控制--国际自主智能机器人大赛U型赛算法综述
李琼, 张莹, 张春, 张柏雯, 金天晔, 曾气亮, 曾凡芳
Abstract:
近年来，随着人工智能技术的发展，可独立完成任务的自主智能机器人成为研究热点。视觉感知和步态控制作为机器人完成各项任务的重要手段，是亟需不断深入研究的技术点。为了拓展小型人形机器人的自主智能水平和应用场景，本文从国际自主智能机器人大赛技术问题出发，研究分析视觉感知和步态控制在模拟人类生活场景的任务（即U型赛）中的应用。首先，本文对比赛环境和软硬件平台进行介绍，其次分别分析了视觉感知和步态控制在大赛中的应用方法和算法实现，并以上下开横杆为例，介绍了U型赛参赛队伍所使用的算法并进行分析比较。随后，本文还展示了历年参赛队伍的优秀成果，分析了比赛任务完成度，指出比赛的研究难点及可能的解决方向。最后，本文对未来大赛的技术应用发展方向进行总结。
- 1
-
基于超声测温的多区节螺旋型波导特性研究
Abstract:
温度测试对于军工、冶金、化工等行业的安全快速发展有着重要的意义，特别是高温环境下的温度测量，超声测温相对于其他测温方法有着测温范围广、响应时间快、测量精度高等优点；现如今大多数用于超声温度测试的传感器多为直波导杆，为了应对一些特殊环境（如核反应燃料棒、管道以及一些需要较小传感器的环境等），设计了一种异型的螺旋状分布式波导传感器，可以根据环境的区域大小拉伸、折叠或改变半径调节传感器的尺寸，还可以根据需要加工多个反射缺口，用于同一环境的多点测量。通过实验以及COMSOL仿真拟合钨铼合金(Tungsten-rhenium alloy 25, WRe25)的温度曲线，验证其测试温度上限可以达到1600℃。结论表明，测试精度较高，螺旋状波导杆满足高温测试的应用需求，同时为缩小传感器的测试环境以及提高测试精度提供参考。
- 1
-
短期电力负荷可解释性预测及主导因素挖掘方法
Abstract:
电力负荷预测对电网运行、调度、规划和交易至关重要。针对电力负荷影响因素复杂、预测精准度低等问题，提出一种基于随机特征注意机制（Random Feature Attention，RFA）和长短期记忆网络（Long Short-Term Memory，LSTM）的短期电力负荷可解释性预测及主导因素挖掘方法，并通过可逆实例标准化（Reversible Instance Normalization，RevIN）提升预测精度。首先，在LSTM顶层引入RevIN以消除电力负荷数据中非平稳信息带来的分布偏移、降低数据分布差异的影响；然后，通过RFA对LSTM进行超参数选取并构建可解释性预测模型；最后，基于福建省某地区大工业、普通工业及商业三种电力负荷数据进行预测及主导因素挖掘，并进行可视化展示与分析，验证了RevIN-RFA-LSTM比现有预测模型有更高的精度，更短的训练时间以及更强的可解释性。
- 1
-
基于改进直线检测的箱体跌落姿态角解算方法
Abstract:
弹药跌落环境模拟系统主要用于对各种弹药(箱装或裸弹)、引信、仪器设备等进行跌落试验。针对野外复杂背景下高速相机采集的目标跌落图像噪声大、边缘复杂不易提取且图像数据量大等问题,设计了融合高斯核函数和边窗思想的滤波算法、基于感兴趣区域(region of interest,ROI)的改进Hough直线检测算法以及基于序列图像ROI动态更新的边缘直线自动提取算法,解决了去噪过程中目标边缘扩散和序列图像姿态角解算耗时长的问题。实验表明,所提出的改进算法保护了高噪声图像的边缘特征,直线检测耗时低于标准Hough变换耗时的1/10,实现了多帧图像运动目标姿态角的快速自动提取,姿态角解算平均绝对误差为0.36%。
- 1
-
融合光谱特征和超像素的遥感建筑物分级提取
Abstract:
目前,大多数基于深度学习提取建筑物是采用语义分割方式,没有考虑建筑物几何特性,而传统方法在对遥感建筑物提取时只考虑其灰度特征,都难以有效提取。针对该问题对光谱信息进行了研究,提出了融合光谱特征和超像素的建筑物提取方法。该方法首先基于分水岭变换产生许多形状大小不一的超像素子区域;然后利用建筑物的光谱特征对建筑物超像素进行合并,从而实现对遥感影像建筑物的初提取;在此基础上剔除已提取出的建筑物,然后根据几何特征选择滑动领域操作抑制噪声;最后根据最大类间方差(OTSU)对遥感影像建筑物进行后提取。本文处理的遥感影像建筑物包括荒地,山地,城郊,城市四种类型的区域,通过和经典算法对比验证,实验结果表明,该算法在遥感建筑物提取上有一定优越性。
- 1
-
频率分集阵列的ISAR成像技术
Abstract:
频率分集阵列(Frequency diversity array , FDA)在雷达探测与成像中具有很大优势。然而，当FDA应用于逆合成孔径雷达(Inverse synthetic aperture radar , ISAR)时，FDA的自动扫描特性成为了需要解决的关键问题之一。针对该问题本文将FDA持续性聚集跟踪波束技术应用到ISAR成像中，实现了高能量积累的FDA-ISAR成像。首先通过该技术向位于不同时刻不同角度的目标重复发射脉冲信号，然后对跟踪波束的回波进行相位补偿，最后采用快速傅里叶变换算法完成二维成像。仿真结果表明使用持续性聚焦跟踪波束可获得能量叠加的增益效果，并且结合此技术的FDA-ISAR成像系统可实现对运动目标的二维成像。
- 1
-
基于SSA-BiLSTM-AM的短期风电功率预测
Abstract:
风电功率的准确预测可以有效地减少并网波动。现有的风电功率预测模型存在输入特征过多、超参数选择难、时序过长易丢失重要信息等问题。为此,提出了一种麻雀搜索算法(Sparrow search algorithm,SSA)优化双向长短时记忆(Bidirectional long short- term memory,BiLSTM)加注意力机制(Attention mechanism,AM)的短期风电功率融合预测模型。首先,SSA对BiLSTM神经网络的节点数、学习率和训练次数等超参数进行寻优,确认最佳参数；然后,引入AM对BiLSTM的输入特征分配不同权重,强化关键特征；最后,应用所提模型对新疆210MW风电场的风电功率进行预测,并与其他模型的预测结果对比。结果表明,SSA-BiLSTM-AM预测模型的均方根误差(Root mean square error,RMSE)为5.4114、平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)为3.6749,显著优于其他模型的预测精度,证明了SSA优化算法和AM能够有效提高风电机组的短期功率预测精度。
- 1
-
一种高精度自校准量程自适应电导率检测电路
Abstract:
针对传统的水质检测、农业灌溉、金属材料工艺控制以及新兴的酒类鉴别,含盐量检测、药物提取等新型问题中,对电导率测量精度,测量范围的要求不断提高,要求电导率测量设备不仅要适用于实际生产应用中低电导率的测量,还需要兼顾高电导率的测量,且电导率测量精度需求越来越高。本文针对以上问题设计了一种高精度自校准量程自适应的电导率检测电路,通过电路将带有电导率信息的激励信号与未过电导池的参考激励信号进行互相关运算并由低通滤波器对其进行滤波得到与电导率相关的电压信号。正弦激励幅度可调电路与电导率测量电路中自动校准模块相互合作完成电路的自动校准,量程切换电路保证了电导率测量的宽量程,弥补了传统电导率测量电路定量程、测量范围小、精度差的缺点。测试结果表明,电导率测量电路可以测量电导率范围为0-30000uS/cm,测量精度为0.01uS/cm,测量基线噪声为0.3ns/cm。
- 1
-
2017,36(7):9-13, DOI:
Abstract:
承印物输送是数码喷墨印花机的主要组成部分，为了提高数码喷墨印花机的稳定运行，对承印物运动控制系统进行MATLAB/Simulink仿真。首先阐述了印花机承印物运动控制系统的基本原理，对伺服电机和步进电机的特点做出了对比分析；然后介绍了永磁同步电机伺服控制原理；最后对数码喷墨印花承印物运动控制系统进行了建模并对永磁同步电机驱动采用SVPWM控制系统运行进行了仿真分析，从而实现了承印物运动系统速度响应快、转速、转矩控制性能好。实验结果表明，该方法在一定程度上提高了数码喷墨印花承印物运动伺服系统印花的精度和稳定性。
-
2017,36(7):14-17, DOI:
Abstract:
针对变压器因绕组变形而产生故障问题，分析了现有短路阻抗法和频响法检测绕组变形手段的特点和不足，研究了扫频短路阻抗法的基本原理和测试接线方式，在模型变压器上进行了绕组层间短路、绕组匝间短路等不同情况的试验测试，初步验证了该方法的有效性。以某220 kV变压器为测试对象，采用扫频短路阻抗法进行了变电站现场测试工作。该方法测试结果能够提供更多的测量参量，为绕组变形的研判提供了更多的参考依据，是一种很有价值的变压器绕组变形测试方法。
-
2017,36(7):18-22, DOI:
Abstract:
对心电信号进行数字滤波时，因其幅频特性和过渡带的影响很容易造成心电波形失真,为了使原始含噪心电信号与降噪后的心电信号具有同等光滑性和最小方差估计特性，去噪连续性效果更好，分析研究了几种常用的去噪算法，并分别采用MIT BIH数据库中的数据及实测心电数据进行仿真分析，仿真结果表明采用小波阈值去噪算法可以更好的对心电信号进行去噪处理，得到清晰不失真的原始心电信号，信噪比(SNR)达到30以上，均方误差（MSE）在0.1以下，设计方法简单、计算量小，具有很好的应用前景和广泛地使用价值。
-
2017,36(7):48-51, DOI:
Abstract:
地震动信号检测识别在边防预警、军事战争、石油管道监护、安全监控等领域有广泛应用，对此，设计了地震动信号检测识别系统。系统主要有以下4部分：地震检波器检测震动信号；STM32处理器进行A/D转换、识别算法的实现；GPS北斗定位模块实现目标的定位；无线传输模块进行数据无线传输。通过大量实验验证，该系统使用方便、性能可靠，能够准确识别人员和车辆目标。
-
2017,36(7):52-54, DOI:
Abstract:
汽车动态称重系统的算法研究是动态称重系统研究中的难点。为了提高动态称重系统的测量精度，对传感器在车辆非停车状态下所得短历程信号进行分析，利用巴特沃斯低通滤波器滤除噪声信号中的高频分量后；采用Levenberg Marquardt优化算法进行最小二乘法拟合，有效的抑制了低频周期随机干扰，实现了载荷的分离；通过载荷分离计算出车辆重量。实验表明，该算法能够提高动态称重系统的测量精度。
-
2017,36(7):31-33, DOI:
Abstract:
针对雷达制导射频半实物仿真试验系统目标回波模拟逼真度问题，分析了传统做法中未考虑雷达天线方向图的目标回波模拟方法的弊端。采取利用雷达天线方向图调制目标回波功率的方法，对仿真试验系统的回波功率控制算法进行改进，实现了更为真实的目标回波功率变化模拟。仿真结果证明，该方法有效解决了末制导雷达半实物仿真试验过程中，特别是在多目标的环境下频繁出现的副瓣跟踪问题，大大提高了射频半实物仿真系统仿真结果的可信度。
-
2017,36(7):23-26, DOI:
Abstract:
针对目标导向矢量与波束指向失配导致自适应波束形成输出信干噪比下降问题，研究了一种基于导向矢量失配估计的鲁棒波束域自适应波束形成算法。该算法首先在信号与噪声子空间内，基于阵列主瓣宽度自适应迭代估计待检测目标导向矢量的失配误差，进而基于目标估计导向矢量计算波束域ADBF权值。仿真实验表明，算法在较低信干噪比条件下即能准确估计目标真实导向矢量，进而避免ADBF由于导向矢量失配引起的输出信干噪比损失。鲁棒波束域ADBF算法收敛速度快，易于工程实施。
-
2017,36(7):27-30, DOI:
Abstract:
随着船载双通道雷达天线频率的不断提高，天线角度标校所需要的远场距离条件越来越无法满足。通过对双通道雷达天线自跟踪系统的深入分析，给出了交叉耦合产生的机理，并以此为基础阐述了近场效应对校相和角度标校的影响。给出了当前解决近场效应的4类常用的应对方法，经实际工程验证和对比分析，在近场距离条件下，近场阵列天线法是解决雷达天线角度标校最适宜的方法。最后，以X频段天线为例进行了实际测试，结果证明该方法操作简便、数据稳定可用,并已在多次卫星测控任务中得到了验证。